Виды и источники загрязнения городских почв, технологии их очистки

Виды и источники загрязнения городских почв, технологии их очистки

Среди большого числа экологических проблем, которые существуют перед человечеством — судьба мегаполисов, их роль в жизни современного общества и стратегия человечества в организации расселения людей и их жизнедеятельности является одной из самых острых. В свою очередь внутри каждого мегаполиса существуют первостепеннейшие и острейшие проблемы, главная из которых проблема экологической безопасности — состояния защищенности жизненно важных интересов личности, населения, территории от угроз, создаваемых природными объектами, загрязненными при осуществлении антропогенной деятельности [1].

Отличительной чертой развития современного общества является существенный рост потребления на душу населения, сопровождающийся одновременно и интенсивным ростом индустриализации и урбанизации социума и природной среды. Все это сопровождается появлением в природной среде большого количества разнообразной степени токсичности химических веществ и их соединений. Все компоненты городских ландшафтов подвергаются трансформации (амортизации) и при этом загрязняются все компоненты окружающей среды и особенно почвы. Городские почвы — это специфическое образование, сформированное при активном участии антропогенного фактора и хозяйственной деятельности. Различают два основных фактора ухудшения состояния почв от антропогенной и хозяйственной деятельности: загрязнение и захламление почв [2]. Загрязнение городских почв характеризуется, как поступление в почвы химических, радиоактивных, других вредных веществ и микроорганизмов, которые вызывают ухудшение их качества. Захламление городских почв — размещение на поверхности или в толще почвы отходов производства и потребления, а также других предметов, которые ухудшают качество городских почв, негативно воздействуют на другие компоненты природной среды и окружающую среду города в целом. В большинстве случаев эти факторы взаимосвязаны.

Главными источниками загрязнения и захламления городских почв являются:

жилые дома и бытовые предприятия (в числе загрязняющих веществ преобладают: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественных учреждений — больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др.);

промышленные предприятия (в твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества);

теплоэнергетика (помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве);

транспорт (при работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхность почвы или поглощаемые растениями).

Появление загрязняющих химических веществ и их соединений в почве, в первую очередь, вызвано непрерывным ростом объемов образования отходов производства и потребления. Почвы и растительность вблизи мест размещения отходов загрязняются на расстоянии до 1,5 км [3].

Методы реабилитации загрязненных городских земель можно разделить на четыре основные группы:

• 1) извлечение загрязненных грунтов, удаление и надежное захоронение;
• 2) извлечение загрязненных грунтов, удаление и обезвреживание;
• 3) обезвреживание на месте;
• 4) фиксация загрязнителей на месте.

Каждая группа методов обладает определенными достоинствами и недостатками, с точки зрения надежности принимаемых мер и финансовых издержек, и должна быть оценена с учетом конкретной ситуации, наличия ресурсов и материалов, условий окружающей среды, характера загрязнения, соответствующих нормативных документов и затрат. Важным фактором, влияющим на выбор метода, является условие, что гражданское строительство (жилые здания, детские и лечебно-профилактические учреждения) на загрязненных территориях без вывоза техногенного грунта [4].

К технологиям рекультивации загрязненных территорий без выемки свалочного грунта, относят удаление вредных веществ из рассматриваемых объектов с помощью транспортирующей среды — газа или воды, путем отсоса воздуха через свалочный грунт или гидравлическим способом. Применение первого способа — отсоса воздуха через свалочный грунт — позволяет удалять из него легколетучие соединения. Гидравлический способ санирования применяется, когда загрязняющие свалочный грунт вещества растворяются в воде. Дальнейшее распространение вредных веществ локализуется путем образования опускающейся воронки, и откачиваемая вода очищается от примесей. Для этого по направлению стока грунтовых вод закладывают нагнетательные и водозаборные колодцы. Если в грунте присутствуют микробиологические растворяемые вещества (ароматические, алифатические и подобные им, содержащиеся в растительных маслах углеводороды), то после откачки и очистки грунтовых вод и фильтрата свалочный грунт подвергается, как правило, микробиологической очистке. Присутствие в свалочном грунте смешанных загрязнителей (как органических, так и неорганических) требует применения физико-химических способов очистки. Передвижные установки, используемые в этом случае, способны обезвреживать грунты загрязненные тяжелыми металлами, полициклическими и ароматическими углеводородами. К физическим способам обезвреживания относится технология «вымывания» загрязнений. Для этой цели применяются органические растворители, поверхностно-активные вещества, пар.

По способу организации обезвреживания загрязненных грунтов методы подразделяются:

обезвреживание на месте с помощью мобильных установок или временных сооружений;

обезвреживание на специализированном предприятии.

Применение различных подходов связано с объемами производимых работ. Для небольших участков рекультивации экономически оправдан вывоз грунта на специализированное предприятие. При этом высокая стоимость транспортировки и переработки каждой тонны грунта при его небольшом объеме обеспечивают приемлемую величину общего бюджета рекультивации площадки. При больших объемах рекультивируемого грунта целесообразно организовать переработку на месте. При этом затраты на временные сооружения компенсируются экономией на транспорте и меньшей удельной стоимостью переработки.

По видам применяемых технологий переработки и обезвреживания удаляемых загрязненных грунтов можно выделить следующие классы:

• 1. Биологическое обезвреживание.
• 2. Термическое обезвреживание.
• 3. Механическая переработка в водной среде (soil washing).
• 4. Иммобилизация и стабилизация.

Технологии биологического обезвреживания свалочных грунтов основываются на принципиальной возможности разрушения содержащихся в них вредных веществ. Известно много видов бактерий, актиномицетов и грибков, способных разрушать органические соединения. На практике биологическое обезвреживание проводят путем повышения активизации имеющихся в свалочном грунте микроорганизмов, способных к разрушению загрязнителей. Грунт после предварительной обработки засыпают в бурты или специальные контейнеры, в которых обеспечено принудительное увлажнение и вентиляция.

Наиболее перспективной считается технология выжигания и прокаливания загрязненных свалочных грунтов, или термическое санирование. Этот способ применяется в случаях, когда в свалочных грунтах имеются загрязнения в виде вредных органических веществ, в том числе масла, смола, нефтепродукты. Для термического санирования используются передвижные установки вращающихся трубчатых печей, где на первой ступени при 400…450°С осуществляется предварительное выжигание вредных примесей, а на второй — прокаливание при более высокой температуре, при которой происходят термическое разложение и обезвреживание загрязняющих веществ. Установки укомплектованы необходимым газоочистным оборудованием.

Схема механической переработки в водной среде или так называемый процесс «водной стирки» состоит из нескольких этапов. При предварительной обработке крупный щебень и осколки удаляются из входного грунта путем просеивания и магнитной сепарации. Впоследствии грунт переводится в состояние суспензии, растирается и подвергается классификации (сортировке) в таких устройствах, как гидроциклон, флотационная колонка или ячейки. Таким образом, получается песок — продукт, который можно использовать повторно. Остаток, который обычно содержит минеральную фракцию (< 63 мкм) и органическое вещество, осушается в пресс-фильтре. Этот остаток, который содержит большую часть входных загрязнителей, вывозится на полигон для захоронения. В общих чертах, мытье почвы экономически целесообразно для почв, содержащих до 20…40% (по массе) ила и органического вещества. Технология мытья почв применима как для органических, так и для неорганических загрязнений.

Иммобилизация — процесс связывания загрязняющих веществ и основной массы грунта в инертную массу. Различают горячую (спекание) и холодную стабилизацию. Спекание и плавление остатков почвы и осадка (после отделения песка) дает в результате продукты типа гравия или базальта. Метод используется реже, чем остальные, что связано с его относительно высокой стоимостью и небольшими возможностями повторного использования продукта. Технология холодной стабилизации в общем случае основана на закреплении, фиксации или химической иммобилизации вредных веществ, находящихся в свалочных грунтах с тем, чтобы воспрепятствовать дальнейшему их выбросу в биосферу. С этой целью производится выемка свалочного грунта и обработка его специальными реактивами в специальном автоматическом смесителе. В процессе обработки происходит химическое преобразование вредных веществ в нерастворимые в воде нетоксичные соединения.

очистка загрязнение городская земля.

Библиографическая список

• 1. Серов Г. П. Экологическая безопасность населения и территорий Российской Федерации. — М.: Анкил, 1998, 208 с.
• 2. Закон города Москвы «О городских почвах» от 4 июля 2007 г., № 31.
• 3. Грибанова Л. П., Киселев А. В. Экологическое состояние полигонов и свалок ТБО Московской области, оценка их влияния на окружающую среду. // ТБО, 2006. № 4.
• 4. Постановление Правительство Москвы от 3 мая 2005 г. № 313-ПП «Об утверждении московских городских строительных норм «Положение о порядке проведения работ по рекультивации несанкционированных свалок в городе Москве» .