Вещества, образующиеся на свалках

Для свалок характерно образование из разлагающихся твердых отходов продуктов двух типов: это фильтрующиеся в почву воды и газы. Данным водам предшествует вода, которая просачивается сквозь слой отходов, унося с собой растворимые и суспендированные вещества.

Состав вод формируется под влиянием взаимодействующих друг с другом сложных первичных и вторичных факторов. К первичным относятся: геология, гидрология и гидрометеорология; место свалки; состав отходов (включая концентрацию доноров и акцепторов электронов); состав микробного посевного материала; влажность отходов; стратегия размещения твердых отходов; проницаемость земляного покрытия; топография местности и растительный покров; время года и длительность использования свалки.

Эти факторы, в свою очередь, определяют изменения таких вторичных факторов, как Eh, pH и температура вместе с физико-химическими процессами, включающими подкисление, испарение, осаждение, растворение, сорбцию и ионный обмен. Когда просачивание Н₂0 сквозь твердые отходы из-за осаждения и попадания грунтовых, поверхностных и образуемых микроорганизмами вод превосходит абсорбционную способность отходов, образуются фильтрующиеся в почву воды. Однако некоторое количество таких вод из-за неоднородностей и каналов в отходах или из-за интенсивного кратковременного дождя образуется прежде, чем достигается предел абсорбционной емкости (55% от массы абсорбента). Абсорбционная емкость отходов варьирует в зависимости от их предобработки, степени уплотнения и состава. Измельчение, например, способно ее утроить (емкость в 125 л/м³). Большое значение имеет также содержание бумаги в твердых отходах, так как количество воды, которую бумага может абсорбировать, достигает более 250% от ее собственной массы.

Фильтрующиеся в почву волы содержат растворимые соединения, органические и неорганические, а также микроорганизмы — вирусы и бактерии. Вещества, обнаруживаемые в водах, образующиеся на свалках бытовых твердых отходов, перечислены ниже. Этот список мог бы быть гораздо больше, если бы в него вошли данные о веществах, обнаруживаемых на свалках для промышленных отходов.

Идентифицированные компоненты фильтрующихся в почву вод, образовавшихся на свалках твердых отходов:

• • элементы: А1, В, Fe, Cd, Са, К. Со. Mg, Мп, Си, Mo, Na, Ni, Pb, Sr, Cr, Zn и др.;
• • неорганические ионы: аммоний, нитрат, нитрит, сульфат, сульфит, фосфат, фторид, хлорид, цианид;
• • алифатические соединения: ацетон, бутанол, гексан, валериановая кислота, дисульфиды, дихлорметан, дихлорэтан, изомасляная кислота, изопропиловый спирт, кетоны, масляная кислота, метанол, пропионовая кислота, уксусная кислота, хлороформ, эфиры масляной, уксусной и капроновой кислот;
• • ароматические соединения: бензойная кислота, бензол, гуминовая кислота, индол, крезолы, ксилолы, лигнин, таннин, толуол, фенолы, производные бензойной и фталевой кислот, алкилбензолы, ароматические кетоны, диметилфталат и др.;
• • ацимические соединения: циклогексан, пикюгексановая кислота, циклогексанол, циклогексанон;
• • терпены: камфора, сесквитерпен, терпинсол, фехнон. туйон.

До сих пор не существует способа предсказания состава и концентрации фильтрующихся вод.

На ранних стадиях функционирования типичной свалки процесс аэробного катаболизма приводит к накоплению больших концентраций жирных кислот, снижению pH и растворению металлов, которые затем образуют комплексы со свободными кислотами. При переходе к микроаэробным условиям редокс-потенциал уменьшается, pH увеличивается и металлы начинают выпадать в осадок в виде сульфатов и карбонатов, что уменьшает их концентрацию в фильтрующихся водах. Картина ешс более усложняется, если учесть, что при низких значениях Eh тяжелые металлы образуют комплексы с ионами аммония и гуминовыми кислотами.

Состав фильтрующихся в почву вод, образующихся на свалках. меняется под действием как краткосрочных (сезонные колебания), так и долгосрочных факторов (процесс катаболизма отходов), с преобладанием значения последних. Как было отмечено выше, начальная стадия биодеградации отходов на свалке является ацидогенной. Фильтрующиеся воды на этой стадии характеризуются высокими значениями ВПК и ХПК и низкой концентрацией высокомолекулярных веществ: гуминовых и фульвиновых кислот, тяжелых металлов и сульфата. Переход к сталии метаногенеза оказывает сильное воздействие на состав фильтрующихся в почву вод и сопровождается уменьшением ВПК, ХПК и ростом концентрации гуминовых и фульвиновых кислот.

Определение загрязнений в почвенных водах можно проводить с использованием химических и/или биологических меток. Типичной химической меткой является увеличение концентрации аммония, хлорида, железа, марганца, магния, калия, натрия и органического углерода в грунтовых водах; присутствие нитчатых бактерий — биологическая метка — также прзнак загрязнения грунтовых вод водами со свалки.