Эколого-геохимическая оценка прилегающих территорий полигона коммунальных отходов Г. Сортавала

(РЕСПУБЛИКА КАРЕЛИЯ)

Агафонова Е.К. (СПбГУ, Санкт-Петербург), [email protected];

Подлипский И.И. доц., к. г.-м. н. (СПбГУ, Санкт-Петербург), [email protected]

 

ECOLOGICAL-GEOCHEMICAL ESTIMATION OF THE ADJOURNING TERRITORIES OF THE RANGE OF COMMUNAL WASTES FROM SORTAVAL (REPUBLIC OF KARELIA)

Agafonova E.K. (SPbU, Saint-Petersburg);

Podlipskiy I.I. (SPbU, Saint-Petersburg).

 

Свалки и полигоны твёрдых коммунальных отходов (ТКО), находящиеся на разных фазах жизненного цикла, различные по морфологическому составу и объёму отходов, площади захоронения, высоте и герметичности тела, распространены повсеместно и занимают большие территории. Захоронение ТКО сопровождается долговременными эмиссиями поллютантов и безвозвратной потерей вторичных материальных ресурсов [1].

Основной целью данного исследования, проведённого в ходе учебно-производственной практики, является эколого-геохимическая оценка состояния территорий, прилегающих к зоне складирования отходов по вторичным геохимическим ореолам рассеивания тяжёлых металлов (ТМ), а именно Zn, Cu, Pb, Mn, Cr, Ni, Co. Объектом исследования является эколого-геологическая система полигона ТКО г. Сортавала (административный центр Сортавальского района республики Карелия).

Для достижения поставленной цели полигон ТКО рассматривался как эколого-геологическая система [4]: «зона складирования (свалочное тело) – окружающая среда (прилегающие территории)». Данная система представляет собой совокупность абиотических элементов литогенной сферы и биоты, включая человека. Эти элементы системы находятся в функциональных отношениях и связях между собой, образуют определённую целостность и единство [5]. В подобных системах центральную часть представляет природно-техногенное геологическое тело, сложенное техногенным биогеохимически активным грунтом. Процессы трансформации такого грунта приводят к загрязнению окружающей среды жидкими, газообразными и твёрдыми продуктами разложения и компонентами свалочного грунта.

Методика работы. Изучаемый полигон находится в 15 км от г. Сортавала (республика Карелия, Сортавальский район). Согласно официальному ответу администрации города на запрос о посещении с образовательными целями в 2015-2016 г., данный полигон является несанкционированным. Полигон представляет собой неорганизованную свалку разнородных отходов, находящуюся на территории леса. Свалочное тело сложено бытовыми и муниципальными отходами. Площадь полигона составляет 6,4 га, мощность свалочных грунтов – 1,5-3 м.

Для оценки состояния прилегающих к полигону ТБО территорий была составлена сеть из восьми параллельных профилей с шагом 100×100 м, по которой выполнялись литогеохимическая съёмка (56 проб).

Отбор и подготовка проб почв производилась согласно ГОСТ №28168-89. Анализ содержания тяжёлых металлов (Zn, Cu, Pb, Mn, Cr, Co, Ni) был проведён помощи портативного РФА анализатора Delta S1 TITAN^SP.

Результаты и их обсуждение. При эколого-геохимической оценке состояния системы «свалочное тело – прилегающие территории» в качестве основного параметра загрязнения было выбрано содержание тяжёлых металлов (Zn, Cu, Pb, Mn, Cr, Ni, Co) в компонентах окружающей природной среды. Установленные в ходе исследований диапазоны содержаний этих элементов представлены в таблице.

Анализ данных свидетельствует о том, что содержание основных загрязняющих металлов в поверхностном слое почв снижалось в ряду Cu>Pb>Mn>Ni>Cr>Zn>Co. По величине вариации содержания исследуемые металлы можно расположить в ряд Zn (44,58%) > Cu (36,43%) > Pb (34,97%) > Ni (30,19%) > Co (28,34%) > Mn (27,32%) > Cr (27,19%).

Установленный факт высокой вариации содержания цинка в совокупности может указывать на его постоянное поступление в почвы (вероятно, в виде раствора в составе жидкой фазы ТБО).

Среднеарифметические значения содержаний исследуемых элементов, рассчитанные без учёта аномально высоких концентраций, также превышают фоновые значения для цинка в 1,79 раз, для меди в 6,61 раза, для свинца в 3,27 раза, для марганца в 2,97 раза, для хрома в 1,84 раза, для никеля в 2,50 раза, для кобальта в 1,41 раза. Данные статистической обработки показывают, что 75% выборки по всем элементам превышают фоновые значения в несколько раз (табл.). Этот факт свидетельствует о высокой степени негативной техногенной нагрузки на прилегающие к полигону территории.

Таблица

Результаты обследования поверхностного слоя почв (ppm)

Х.Э.	Фон	Среднее	Min	Max	Квартиль	Станд. откл.	Квар, %
25%	75%
Zn	37,2	66,5	37,6	120,6	57,2	74, 3	16,5	44,5
Cu	18,5	113,3	104,7	124,5	107,4	120,9	6,7	36,3
Pb	15,5	50,7	47,1	77,0	48,2	51,0	5,4	34,9
Mn		837,7	612,1	917,2	812,0	890,9	77,0	27,2
Cr	47,3	87,1	59,2	102,2	77,4	98,7	12,8	27,1
Ni	27,5	68,7	46,8	83,1	61,6	75,0	7,4	30,1
Co	11,6	16,3	11,7	24,0	13,4	19,2	3,9	28,4

 

Для оценки степени полиэлементного загрязнения прилегающих к зоне складирования территорий был рассчитан индекс суммарного загрязнения почв тяжёлыми металлами Zc по формуле:

,

где Kc_i – коэффициенты концентрации элементов, n – количество элементов, для которых коэффициенты концентрации больше единицы.

В качестве фоновых значений при расчёте коэффициентов концентрации исследуемых элементов были взяты их концентрации в зональных почвах, находящихся вне сферы локального антропогенного воздействия [6].

Согласно существующим нормативам, почвы при величине показателя Zc менее 16 у.е. относятся к категории «допустимого» загрязнения, 16 – 32 к «умеренно-опасной», 32 – 128 к «опасной», более 128 – к «чрезвычайно опасной».

Карта-схема распределения показателя Zc на прилегающих к полигону ТБО г. Сортавала (рис.) свидетельствует о том, что загрязнение почв не выходит за пределы умеренно-опасных значений (Zc 16 – 32). При этом участки с Zc более 16 расположены по периметру свалочного тела и к юго-востоку от него, что согласуется с уклоном местности и направлением движения потока поверхностных и грунтовых вод, которые стекают в Ладожское озеро.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Подлипский И.И. Геоэкологическая оценка прилегающих территорий полигона бытовых отходов г. Питкяранта (республика Карелия). // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 7. 2013. Вып. 3. С. 48-56.

2. Подлипский И. И. Эколого-геологическая характеристика полигонов бытовых отходов и разработка рекомендаций по рациональному природопользованию: автореф. дис. канд. геол.-минерал. наук. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2010. 24 с.

3. Подлипский И. И. Полигон бытовых отходов как объект геологического исследования. // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 7. 2010. Вып. 1. с. 15-31.

4. Почвы Карелии: геохимический атлас / Н.Г. Федорец, О.Н. Бахмет, А.Н. Солодовников, А. К. Морозов; [отв. ред. В. И. Крутов] Российская акад. наук, Карельский науч. центр, Ин-т леса. - Москва: «Наука», 2008, 325 с.

Рис. Карта-схема распределения показателя Zc в поверхностном слое почв прилегающих к полигону ТБО г. Сортавала территорий