Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Снижение воздействия необустроенных свалок в условиях городских территорий
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Снижение воздействия необустроенных свалок в условиях городских территорий"

0034801В7

На правах рукописи

ГАЛИЦКОВА Юлия Михайловна

СНИЖЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕОБУСТРОЕННЫХ СВАЛОК В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

2' 2 ОПТ чпд

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

003480187

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный

архитектурно-строительный университет» и в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет»

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор, Шабанов Всеволод Александрович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Сметанин Владимир Иванович доктор технических наук, профессор Чертес Константин Львович ГОУВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита состоится 19 ноября 2009 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.07 в ГОУВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу; 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, зал заседаний Ученого совета, адм. корпус, 1 этаж.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан [Ь_ октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.Д. Потапов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие науки и техники приводит к увеличению количества и разнообразия источников загрязнения окружающей среды, а также росту объемов выбросов вредных веществ. В городских условиях загрязнение среды обитания человека происходит, в том числе, из-за выбросов отработанных газов работающих автомобилей, утечек горючесмазочных материалов технических средств, выбросов вредных веществ различными промышленными и химическими предприятиями, электроэнергетическими станциями, отходами бытового характера и др.

Большинство источников загрязнений, проявляющих себя на территории современных городов, изучены, и для снижения их негативного воздействия на окружающую среду применяются известные природоохранные мероприятия. Тем не менее, наблюдается рост загрязнений компонентов природы бытовыми отходами. Такие отходы, находящиеся в непосредственной близости к местам проживаиия и работы людей, могут нанести существенный вред их здоровью и ущерб природной среде. В связи с этим важным направлением научных исследований является изучение загрязняющего воздействия твердыми бытовыми отходами и поиск путей сохранения для будущих поколений людей природной среды городских поселений.

Анализ современного состояния городских территорий показывает, что значительные объемы бытовых отходов не включены в организованную систему сбора, вывоза и их утилизации. Непосредственно вблизи мест проживания людей в большом количестве стихийно образуются необустроенные свалки. Из-за отсутствия каких-либо природоохранных мероприятий на таких необустроенных свалках загрязняющие вещества поступают в окружающую среду и негативно воздействуют на компоненты природной среды. Почва из всех компонентов природной среды наиболее чувствительна к загрязнениям. В связи с этим возникает опасность накопления загрязняющих веществ в ее поверхностном слое. Эти вещества

проникают далее в грунт и могут оказаться весьма опасными и нанести вредное воздействие на биоту. Причем воздействие может многократно усилиться из-за проникновения загрязняющих веществ в подземные воды.

Таким образом, исследование процессов воздействия необустроенных свалок на загрязнение компонентов природной среды в условиях городских территорий, а также разработка природоохранных мероприятий с учетом системного подхода являются актуальными.

Цель диссертационной работы - снижение воздействия необустроенных свалок твердых. бытовых отходов на грунты городских территорий и разработка эффективных методов защиты окружающей среды от их негативного воздействия.

Основные задачи работы:

- проведение анализа воздействия на грунты необустроенных свалок, образующихся на городских территориях в результате жизнедеятельности населения;

- выполнение натурных исследований по выявлению характера и степени загрязнения грунтов загрязняющими веществами непосредственно под необустроенными свалками;

- на основании социологических исследований выявление причин образования необустроенных свалок твердых бытовых отходов на территории городов, а также наиболее перспективных методов защиты окружающей среды от негативного воздействия необустроенных свалок;

- разработка математической модели проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой;

- разработка методов защиты грунтов городских территорий от негативного воздействия необустроенных свалок.

Научная новизна исследований:

- систематизированы необустроенные свалки, образующиеся на городских территориях в результате жизнедеятельности населения, и предложена уточненная их классификация;

- получены данные натурных исследований о воздействии загрязняющих веществ необустроенных свалок на грунт (на территории города Самары);

- разработана математическая модель проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой;

- разработаны методы защиты окружающей среды от негативного воздействия необустроенных свалок на городских территориях, защищенные патентами РФ на изобретения.

Личный вклад автора заключается в проведении анализа научных публикаций по воздействию на грунты загрязняющих веществ необустроенных городских свалок; организации и выполнении натурных исследований грунтов непосредственно под необустроенными свалками на городских территориях (г. Самары); анализе результатов социологических исследований населения горбдов Самары и ' Чапаевска; разработке математической модели проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой, а также разработке методов защиты окружающей среды от воздействия необустроенных свалок.

Практическая значимость работы состоит в возможности планирования и осуществления комплекса мер по предотвращению образования необустроенных свалок на территории городских поселений на основе анализа причин их образования, в получении фактических данных о загрязнении грунтов непосредственно под необустроенными свалками, что позволит оценить опасность распространения и негативного воздействия загрязняющих веществ от необустроенных свалок и разработать обоснованные технические решения по локализации такого воздействия на окружающую среду, а также в разработке конкретных рекомендаций по минимизации негативного воздействия на окружающую среду при реализации мер по ликвидации существующих необустроенных свалок.

На защиту выносятся:

- уточнение классификации необустроенных свалок;

- результаты натурных исследований загрязнения грунтов непосредственно под необустроенными свалками на городских территориях (г. Самары), а также результаты социологических исследований причин образования необустроенных свалок;

- результаты лабораторных исследований проникновения загрязняющих веществ в грунт;

- математическая модель проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой;

- способы защиты окружающей среды от негативного воздействия необустроенных свалок на городских территориях, защищенные патентами на изобретения.

Достоверность научных результатов подтверждается соответствием полученных результатов исследований существующим современным научным представлениям, использованием в диссертационной работе научно обоснованных и апробированных методик выполнения экспериментальных работ, совпадением данных, полученных расчетным путем, с результатами экспериментальных исследований.

Апробация результатов исследований. Основные результаты, полученные при выполнении работы, обсуждены на вузовских, областных, всероссийских и международных научно-технических конференциях и совещаниях: «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2002 г.), VII международная конференция «Окружающая среда для нас и будущих поколений» (Самара, СГТУ, 2002 г.), XI Всероссийский конгресс «Экология и здоровье человека» (5-7 декабря 2006 г., Самара), VI Международный Молодежный экологический форум стран Балтийского региона «Экобалтика 2006» (Санкт-Петербург, 2006 г.), 60-я - 66-я научно-технические конференции по итогам НИР ГОУВПО «СГАСУ» за 2002-2008 гг.

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований и разработанные рекомендации внедрены администрацией городского округа

Похвистнево, использованы в проектных проработках ООО «Экологический фонд реабилитации Самарской области».

Предложенные методики внедрены в учебный процесс в Самарском государственном архитектурно-строительном университете, в дипломном и курсовом проектировании студентов, обучающихся по специальности «Инженерная защита окружающей среды».

Публикации. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе одна работа - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК по специальности 25.00.36 -Геоэкология, и два патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 106 наименований и приложений. Работа содержит 133 страниц машинописного текста, 69 рисунков и 19 таблиц. Общий объем работы -158 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертационной работы показана актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи диссертационного исследования, обоснована новизна исследований и полученных результатов, приведены сведения о личном вкладе автора, практической значимости работы и ее апробации.

В первой главе диссертации проанализированы публикации, отражающие проблемы образования и обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО) в крупных городах, причины изменения объемов образования бытовых отходов в современных условиях, существующие способы их обезвреживания, а также особенности образования необустроенных свалок ТБО и их воздействие на окружающую среду, грунты городских территорий. Рассмотрены методы и результаты исследований воздействия необустроенных свалок и мероприятия по уменьшению их негативного влияния.

Основными причинами роста отходов являются увеличение объема потребления товаров населением городов и потока товаров из-за рубежа, недостаточное использование многих видов отходов в качестве вторичного сырья, улучшение материального благосостояния населения и др. Одновременно с ростом объема образования отходов изменяется и структура отходов: увеличивается количество пластмассы, бумаги, стекла за счет широкого применения упаковочных материалов. Проблемами образования отходов и их обезвреживания, вопросами управления отходами занимались и продолжают заниматься ученые Российской Федерации и зарубежных стран: Р.Ф. Абдрахманов, К. Ален, П.Г. Быкова, О.Г, Васенков, А. Дрейер, К. Дефреггер, Х.Н. Зайнуллин, J1.B. Иваненко, Ю.В. Левинский, O.A. Макаров, Ю.И. Маринин, А-С. Матросов, A.B. Миронов, К.С. Никольский,

H.A. Савичев, А.Н. Сачков, В.И. Сметанин, А.Д. Потапов, Е.И. Пупырев, В.И. Теличенко, И.В. Тюменцев, K.JI. Чертес, М.В. Шаебаева, Е.В. Щербина и др.

На основе анализа литературных источников в диссертационной работе рассмотрены наиболее широко используемые способы обезвреживания бытовых отходов и проанализирована их классификация по технологическому признаку и по конечной цели. Предложено внести уточнения в классификацию и, в частности, ввести такой элемент, как избавление от ТБО с выбросом отходов на необустроенные свалки.

В работах рассмотрены четыре основных типа свалок бытовых отходов: 1) несанкционированная свалка стихийного характера; 2) несанкционированная и неупорядоченная свалка, которая использовалась ранее для складирования бытовых отходов, образующихся в населенных пунктах; 3) санкционированная и неупорядоченная свалка, которая используется для складирования твердых бытовых отходов; 4) санкционированная свалка преимущественно строительных и крупногабаритных материалов. Из перечисленных выше наиболее опасными с точки зрения негативного воздействия на компоненты природной среды

можно считать необустроенные свалки первого типа вследствие спонтанности их образования, близкого расположения к жилью и малой изученности.

На основе проведенных автором обследований необустроенных свалок города Самары отмечено, что они ммут различаться по составу бытовых отходов (бытовые, строительный и смешанные). В диссертационной работе предложено также подразделять необустроенные свалки по таким дополнительным признакам, как площадь занимаемой территории (малые свалки, средние и крупные), объем отходов в свалке, конфигурация свалки (близкая к кругу, вытянутая и т.д.), рельеф местности (свалки на относительно ровной поверхности, на поверхности с небольшим уклоном в одну сторону, в овраге или выемке, на берегу реки или водоема, на холме) и сосредоточенность (сосредоточенная или рассредоточенная).

Исследования влияния необустроенных свалок на окружающую среду содержатся в публикациях Б.А. Булдакова, А. С. Волынкина, Е. П. Волынкиной, Л. Н. Егоровой, Н. В. Журавлевой, Т.А. Зайковой, В. В. Макарчука, Г.К. Михайлова, И.В. Ситниковой. Исследования выполнялись на удаленных от жилых массивов свалках и показали наличие значительного загрязнения грунтов под свалками. Из анализа результатов этих исследований следует, что необходим индивидуальный подход к изучению влияния конкретных типов свалок. При этом важно учитывать месторасположения свалок,, условия их образования, а также опасность их воздействия на окружающую среду как прямого, так и опосредованного характера.

В результате проведенного обзора работ можно заключить, что необустроенные свалки оказывают весьма сильное негативное воздействие на грунты в связи с отсутствием защитных элементов под телом таких свалок. Наибольшее воздействие на окружающую среду могут оказывать необустроенные свалки, образующиеся на территории городов в непосредственной близости к жилым домам. Факторы и условия воздействия

таких свалок изучены недостаточно, в частности: не исследованы условия проникновения загрязняющих веществ в горные породы в основании свалки; недостаточно исследованы процессы образования и развития свалочного тела и его распространения по прилегающей территории; не разработаны эффективные способы ликвидации свалок, обеспечивающие наименьшее негативное воздействие на окружающую среду и минимизацию вредных последствий.

Во второй главе описываются методики проведения натурных и лабораторных исследований влияния необустроенных городских свалок на техногенные грунты.

С целью выявления наиболее распространенного типа необустроенной свалки автором проведены натурные обследования около 80 свалок города Самары. При этом свалки идентифицировались в соответствии с признаками, отмеченными выше. В процессе обследования свалок обращалось внимание на наличие подъездных дорог, тропинок и контейнеров для сбора мусора.

В результате анализа обследованных свалок был определен характерный тип необустроенной свалки - свалка твердых бытовых отходов среднего объема, сосредоточенная на относительно ровной поверхности земли, рядом с которой проходит дорога второстепенного значения, как правило, неасфальтированная.

Для свалок, относящихся к этому характерному типу, были выполнены натурные исследования по выявлению степени и характера загрязнения грунта. При этом был проведен отбор проб грунта непосредственно под телом свалки в нескольких вертикалях на разных глубинах. На каждой исследуемой свалке намечался характерный створ, проходящий через ее центральную зону. По створу намечались характерные исследуемые вертикали, соответствующие центру свалки и ее внешней границе, а также вертикали между центром и граничными вертикалями. Таким образом, по каждой свалке намечались пять вертикалей, в которых проводились отборы проб.

Для выбора глубин отбора проб были учтены рекомендации Ф.Д. Микайылова, которые предполагают взятие проб по глубине из расчетных слоев. В качестве расчетных слоев были приняты слои грунта на глубинах: 5-10 см, 15-20 см, 35-40 см, 55-60 см и 85-90 см. Анализ химического загрязнения и физико-механических характеристик грунта проводился в лаборатории Самарского государственного архитектурно-строительного университета.

При выборе исследуемых загрязняющих веществ принимались во внимание результаты проводимых ранее исследований загрязнения компонентов окружающей среды, приводимые в публикациях Г.Н. Ардак'ова, С.Б. Гоголя, М.Ю. Мишлановой, Б.А. Новаковского, A.A. Труфанова, Б.В. Трушина. В частности, определялись концентрации веществ: свинец, железо, алюминий, хром, кадмий, медь, цинк, фенол, нефтепродукты, марганец, сульфаты и нитраты.

Социологические исследования проводились среди жителей домов, расположенных вблизи необустроенных свалок бытовых отходов, с целью выявления причин образования свалок и мнения жителей об эффективных способах ликвидации свалок и предупреждения их возникновения.

Экспериментальные лабораторные исследования по изучению процесса проникновения жидкости с загрязняющими веществами в грунт проводились на фрагментарных моделях. Для выполнения лабораторных исследований использовались трубы, заполненные грунтом с одинаковыми параметрами и условиями (плотность, высота слоя, однородный грунт). Эксперименты проводились при трёх исходных значениях высоты слоя жидкости над поверхностью грунта, соответственно 5, 10 и 15 см. Высоты слоев были выбраны с использование данных Самарского, центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями.

С целью определения характера проникновения фиксировались время и глубины проникновения жидкости в грунт. В каждом опыте были получены от 6 до 18 значений времени и соответствующих глубин проникновения

жидкости. Каждый опыт повторялся 6-10 раз для последующей статистической обработки данных.

В третьей главе представлены результаты проведенных натурных и лабораторных исследований и выполнен их анализ. Приведены также результаты социологического опроса.

Физико-механический анализ проб грунта натурных исследований показал, что в большинстве анализируемых вертикалей грунты по всей исследуемой глубине представлены техногенными грунтами с включениями фрагментов строительного мусора. В 20 % скважин на глубине свыше 60 см были обнаружены глцны. В 20 % скважин грунт состоит из глины или суглинка, начиная с поверхности. Коэффициент фильтрации исследованных грунтов под необустроенными свалками изменялся в пределах от 1*10'4-10* 10"4 м/с.

Результаты, полученные при проведении химического анализа проб грунта, показали, что количества исследуемых веществ в разных месторасположениях вертикалей относительно центра свалки и на разных глубинах не одинаковы. Пример изменения концентраций такого загрязняющего вещества как свинец в различных вертикалях для необустроенной свалки № 1 в черте Самары приведен на рисунке 1.

а б

нг/кг 8070 -605040 -30 -20 10 о

Sq

5

N

доли 3

2,6

2

1,6

1

0,6

о

£

\

V

Л

10 20 30 40 60 60 70 СО 30

глубина, см

10 20 30 40 60 60 70 80 90

глубина, см

Рисунок 1 - Изменение концентрации по глубине: а - свинца, б - групп веществ

Аналогичные графики были получены для других загрязняющих веществ.

Проведенная статистическая обработка данных с использованием критерия Фишера-Снедекора доказала принадлежность выборок результатов количественного анализа каждого исследованного загрязняющего вещества на заданной глубине к одной генеральной совокупности.

В результате обработки и обобщения результатов исследований сделан вывод о возможности объединения загрязняющих веществ в зависимости от характера распределения их концентраций по глубине на следующие группы:

1) слабопроникающие вещества (тяжелые металлы: кадмий, свинец, медь, цинк). Их максимальная. концентрация наблюдается в слое грунта глубиной до 20 см;

2) вещества, концентрация которых по всей глубине скважины примерно одинаковая (металлы: ¡железо, хром, марганец, алюминий);

3) вещества, для которых характерно наличие значительных изменений концентраций по глубине (органические соединения: нитраты, сульфаты). Изменения концентраций можно объяснить изменчивостью условий образования этих веществ (наличием гниющих отходов, временем года).

Характерный вид распределения загрязняющих веществ по группам в относительных единицах представлен на рисунок 1 б.

Сравнительный анализ количественного состава загрязняющих веществ по вертикалям в центральной зоне свалки и на ее периферии показал, что в центральной зоне загрязняющих веществ значительно больше, чем на периферии. Это позволяет предположить, что зона с максимальным количеством загрязняющих веществ явилась начальной точкой возникновения необустроенной свалки, и именно более длительное существование этой зоны обусловило большее загрязнение грунта.

На основании вышеизложенного, механизм образования необустроенной свалки может выглядеть следующим образом: свалки, как правило, начинают образовываться в понижении рельефа местности или

занимается относительно ровный участок, находящейся на свободной от построек территории. Чаще всего такой участок располагается рядом с неасфальтированной дорогой или тропинкой.

Лабораторные эксперименты проводились на фрагментарной физической модели. В качестве лабораторного грунта использовался песок: с диаметром частиц (1 в диапазоне 0,630-0,315 мм (первый тип грунта) и с! = 0,315-0,140 мм (второй тип), а также грунт, состоящий из смеси вышеназванных фракций в равных долях с с! = 0,630-0,140 мм (третий тип). Коэффициент фильтрации для этих грунтов составил соответственно 4,8-10'4, 1,7-Ю"4 и 1,1-Ю"4 м/с,

Для каждого типа лабораторного грунта исследовались параметры проникновения жидкости при трех исходных значениях высоты слоя жидкости над поверхностью грунта: 5, 10 и 15 см. Результаты обрабатывались и представлялись в виде графиков. Пример графика изменения высоты слоя жидкости над грунтом Н и глубины проникновения И в толщу грунта в зависимости от времени для первого типа лабораторного грунта при исходной высоте жидкости 15 см приведен на рисунок 2. Ряды обозначают соответствующие опыты эксперимента. Аналогичные графики получены для других значений исходной высоты слоя воды над поверхностью грунта и других типов лабораторных грунтов.

Анализ графиков показал, что общий вид процесса проникновения жидкости одинаков. Первые части кривых более крутые, что свидетельствует о высокой интенсивности проникновения жидкости в грунт. Далее кривые становятся более пологими. Уположение графиков можно объяснить снижением интенсивности проникновения жидкости в грунт, причем даже после того, как вся жидкость над поверхностью проникала в грунт, просачивание жидкости продолжалось.

Продолжительность проникновения жидкости превышала на 30-35 % продолжительности впитывания. Наблюдения показали, что чем больше

высота слоя воды над грунтом, тем дольше период проникновения жидкости в глубь грунта. ' ' ' '

Анализ зависимости максимального проникновения жидкости в грунт от высоты слоя Н показал, что максимальная глубина проникновения увеличивается с увеличением слоя жидкости над грунтом. Аналогичные исследования проникновения в лабораторный грунт исследовались на

примере жидкости, загрязненной свинцом (0,17 мг/л).

Глу( 16 ; 12 iuHa л жидк зоникн ости,с юаени м а ♦Ряд1 •Ряд5 ♦ Ряд2 ♦РяаЗ ♦ Ряд4 ♦ Рядб ♦ Ряд? ♦ РадЗ «ряд1в «ряд2в ♦ РЯД Зв ♦ Ряд4в ♦ ряд 5» ♦ рядбв ♦ ряд 7в ♦ ряд 8а

Vn *

Гм ♦

ч t* f*

л ? 0__ъ П ? 0—3! 0_4: 0—41 0—41 0_

-а С

-16 -20 -24 -28 -32 -36 -40 -44 -43 -52 -56 -60 г* г»

• «♦* ♦♦♦♦

♦л 1 м«

♦ Ч. •

♦ ♦ ♦ ♦

и

* « ♦ ♦ ♦

♦ . ♦ t емя,с

♦ ♦

* ♦

♦ ♦ ♦ ♦

Bp

Рисунок 2 - Изменения Н и И во времени для первого типа лабораторного грунта

При социологических исследованиях проводился опрос населения города Самары: 200 жителей домов Кировского района, 100 жителей Железнодорожного района и 100 жителей Промышленного района, а также 150 человек города Чапаевска (Самарская область). По мнению жителей, основной причиной образования свалок является недостаток культуры и воспитания населения города (на это указали 38 % опрошенных). Основное загрязнение территории, по мнению опрошенных, происходит из-за выброса мусора на свалки молодежью (40 %), а ликвидировать необустроенную

свалку целесообразно службами города (55 %). Из всех опрошенных - 96 % жителей недовольны соседством с необустроенной свалкой.

В качестве эффективных мероприятий по улучшению экологической ситуации города были предложены возможные варианты предотвращения образования стихийных необустроенных свалок. Полученные результаты: 35 % опрошенных рекомендуют ввести большие штрафы, 29 % - выделять средства на уборку территории, 28 % - устанавливать контейнеры и своевременно их вывозить, и только 8 % предложили усилить воспитательную и разъяснительную работу среди населения.

В четвертой главе описаны этапы процесса образования необустроенной свалки, приводится разработанная модель проникновения загрязнений в грунт в зависимости от исходной высоты столба жидкости и коэффициента фильтрации грунта.

Предлагается жизненный цикл необустроенной свалки разделить на следующие этапы:

1-й этап - образование свалки: начинается с момента появления на свободной территории первой порции отходов, вокруг которых начинает формироваться необустроенная свалка. При этом начинается негативное воздействие на окружающую среду: в толще выброшенных отходов протекают химические реакции, вследствие которых на поверхности грунта под отходами накапливаются загрязняющие вещества.

2 этап - развитие свалки: характеризуется активным проникновением образовавшихся на поверхности грунта под отходами загрязняющих веществ непосредственно в грунт, дальнейшее увеличение территории, занимаемой необустроенной свалкой. Проникновение загрязняющих веществ с поверхности в глубь грунта происходит под воздействием выпадающих осадков. При этом вследствие непостоянства слоя осадков на поверхности грунта загрязняющие вещества под действием жидкости будут задерживаться на некоторой глубине в грунте.

3-й этап - развитая свалка: характеризуется расширением зоны загрязнения грунта под свалкой. Вследствие уменьшения порового пространства в грунте достигаются максимальные значения концентраций загрязняющих веществ (насыщение). В связи с этим происходит снижение дальнейшего переноса этих веществ фильтрационным потоком.

Процесс проникновения -жидкости с ■ загрязняющими веществами аналогичен процессу проникновения воды в грунт при орошении. Данными вопросами занимались С.Ф. Аверьянов, А.И. Голованов, А.Н. Костяков, В.Я. Кулик, В.А. Шабанов, В.В. Шабанов и др.

Уравнение движения жидкости при просачивании ее в грунт можно представить следующим образом:

" .^-1 = 0.

к А + (1 - т)у Ш Обозначив п = (1 - т) и проинтегрировав при начальных условиях у(0) = 0, получим:

т т • А . п . 1=-г-у-Т-ТЧ\ + -у). к-п к-п А

Для уточнения формулы введем коэффициенты А и В, полученные при обработке экспериментальных данных:

. т п т-А

к-п к-п

где а и р также являются случайными величинами:

а = г1-т + г2-к + г3-А; ^ = • /я + • ^ + • Л.

Коэффициенты гид являются коэффициентами множественной регрессии значений а и /?. Тогда уравнение зависимости времени проникновения жидкости от глубины проникновения аппроксимируется

функцией 1 = А-у-В-\п(\ + ~у).

После проведения вычислений с помощью функции «ЛИНЕЙН» и проверки статистической значимости выявлено, что а зависит в основном от высоты слоя воды на поверхности грунта и коэффициента фильтрации:

а = 0.04 - А+25 - А: - 0.2, /? = 1,07-а.

Тогда уравнение движения жидкости будет иметь вид: т т-А . п .

1 = СС у-Р. .Щ1+ у) .

к-п к-п А

Для получения более точной зависимости аппроксимируем опытные данные параболой. Вводим уточняющий коэффициент г и после обработки получим:

т / _ \ 1 „ т- у2' к-п г А-к

Зависимость глубины проникновения от времени будет выглядеть следующим образом:

_1 г-т-А-(/3-а) + ^т2-А2-г2-(/3-а)2 +4-г-р-т-п2-к-А-1

У-2 р.т.п •

Дифференцируя уравнение по времени, получим скорость инфильтрации в различные моменты времени:

У_ г-к-п-А

• т ■ А(/3 - а)]2 + А-г-р-т-пг-к- А-('

В пятой главе рассмотрены общие подходы по снижению загрязнения компонентов окружающей среды' на городских территориях; предложены методы снижения загрязняющего воздействия необустроенных свалок; мероприятия по защите грунтов под необустроенными свалками на территории города.

Существующие подходы к решению экологических проблем и снижению негативного воздействия необустроенных свалок на окружающую среду можно подразделить на законодательные, организационные, экономические, инженерно-технические, общественные, учебно-

воспитательные. В диссертационной работе показано, что в настоящее время наиболее широко используются первые четыре направления. Причем они постоянно экстенсивно развиваются. В то же время в последние годы усиливается значимость и масштабность общественных и учебно-воспитательных мероприятий. В частности, проводятся инспектирования объектов и рекреационных зон, закрепляются шефства за состоянием территорий, развивается экологическая реклама, проводятся тематические общественные акции и т.д.

В диссертационной работе отмечены наиболее эффективные инженерно-технические мероприятия, .обеспечивающие сохранение окружающей среды, разработанные за последние годы и запатентованные в нашей стране.

Для повышения эффективности защитных мероприятий автором разработаны: «Способ защиты окружающей среды от загрязнения бытовыми и промышленными отходами», «Способ защиты окружающей среды от загрязнения твердыми бытовыми отходами» и «Способ защиты берегового откоса от разрушения», на которые получены патенты на изобретение.

Сущность первого способа заключается в том, что до начала процесса удаления отходов необустроенной свалки проводится предварительное обследование прилегающей к ней территории и определяется характер и степень загрязнения грунта (параметры загрязнения грунта, а также наличие водоносного слоя). Далее вокруг свалки в грунте и на поверхности устраивается защитный барьер, состоящий из нижней части (в грунте) и верхней части (на поверхности грунта). После этого осуществляется удаление отходов со срезкой и удалением загрязненного слоя грунта, демонтаж верхней части барьера и рекультивация очищенной территории.

«Способ защиты окружающей среды от загрязнения твердыми бытовыми отходами» предполагает устройство площадок с временным покрытием, на которых предлагается устанавливать временные мусоросборные контейнеры для складирования отходов на период

ликвидации необустроенной свалки. После выполнения рекультивации территории на ней обустраивают стационарные площадки с твердым покрытием и стационарными мусоросборными контейнерами для сбора твердых бытовых отходов.

Большинство городов располагается вблизи водных объектов. Необустроенные свалки, образующиеся вблизи водных объектов, являются опасными источниками загрязнения водной экосистемы и грунтов откоса, способствуют поднятию грунтовых вод и выносу с ними загрязняющих веществ в водный объект. Кроме того, вследствие повышения уровня грунтовых вод уменьшается устойчивость откоса, что может привести к оползневым явлениям и попаданию в водный объект вместе с грунтом загрязнений и тела необустроенной свалки.

Разработанный способ заключается в устройстве в теле откоса дренажных элементов, состоящих из звеньев с рабочими и отводящими частями, на выходящих на поверхность частях которых устраиваются порталы. При этом от каждого портала устраиваются открытые отводящие лотки для организованного отвода грунтовых вод от дренажного элемента.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен анализ воздействия необустроенных свалок, образующихся на городских территориях, на компоненты окружающей среды, который показал наличие специфического негативного влияния необустроенных свалок в условиях городских территорий на элементы биотопа.

2. На основе натурных обследований необустроенных свалок предложено их классифицировать по следующим признакам: а) по характеру отходов (бытовые, строительные и смешанные), б) по размерам занимаемой площади и объему отходов (малые, средние и крупные), сосредоточенности, конфигурации в плане и др. Выделен характерный вид необустроенной

свалки в условиях города - свалка ТБО среднего объема на относительно ровной поверхности, рядом с дорогой местного значения.

3. Наибольшее содержание загрязняющих веществ под телом необустронной свалки концентрируется на глубине до 100 см. Анализ распределения загрязняющих веществ по глубине позволил разделить их на группы: а) слабопроникающие вещества, б) вещества, концентрация которых по всей глубине примерно одинаковая; в) вещества, для которых характерно наличие значительных изменений концентраций по глубине.

4. Лабораторные исследования показали, что глубина проникновения загрязняющей жидкости зависит от высоты исходного слоя жидкости на поверхности грунта А и от коэффициента фильтрации. Максимальная глубина проникновения загрязняющей жидкости соответствует лабораторному грунту с диаметром частиц от 0,63 до 0,14 мм. Концентрации загрязнений при проникновении'жидкости с раствором свинца уменьшаются по глубине. Максимальное загрязнение выявлено вблизи поверхности и составило: при А = 15 и 5 см соответственно 7,8 и 15,2 мг/кг.

5. Основной причиной образования свалок, по данным социологических исследований, является отсутствие необходимого уровня знания об их негативном воздействии, а также недостаток культуры и воспитания населения. В качестве основных мероприятий по улучшению и поддержанию экологической ситуации города предлагается введение штрафов и выделение средств на уборку территорий, что в целом, как показал мировой опыт, далеко недостаточно.

6. Разработана модель проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой, позволяющая определить время проникновения жидкости на заданную глубину, глубину проникновения жидкости за заданный период времени, а также скорость движения в любой момент времени.

7. Разработаны методы защиты городских территорий от негативного воздействия необустроенных свалок, защищенные патентами на изобретения,

которые позволяют уменьшить загрязнение грунта при ликвидации необустроенных свалок и защитить грунтовые воды и открытые водоемы от загрязнения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Галицкова, Ю.М. Инженерные мероприятия по охране окружающей среды в районе городов / Ю.М. Галицкова // Окружающая среда для нас и будущих поколений: труды VIII междунар. конф. / СГТУ. - Самара, 2003. -С. 57-58.

2. Бальзанников, М.И. Проблемы экологии водных объектов, взаимодействующих с крупным городом / М.И. Бальзанников, Ю.М. Галицкова // Экология и безопасность жизнедеятельности: материалы международной научно-практ. конф. - Пенза, 2002.

3. Бальзанников, М.И. Учет социальных факторов при анализе воздействий на окружающую природную среду / М.И. Бальзанников, Ю.М. Галицкова // Окружающая среда для нас и будущих поколений: труды VII междунар. конф. / СГТУ. - Самара, 2002. - С. 41-43.

4. Шабанов, В.А. Проблемы городов Самарской области по утилизации твердых бытовых отходов/ В.А. Шабанов, Ю.М. Галицкова// Стратегическое городское и региональное планирование: межвузовский сборник научных трудов / СамГАСА. -Самара, 2003.-С. 204-207.

5. Галицкова, Ю.М. Задачи сохранения окружающей среды в районе полигона бытовых отходов / Ю.М. Галицкова // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика: материалы 60-й научно-техн. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2002 г. Часть 2 / СамГАСА. - Самара, 2003. - С. 6-7.

6. Бальзанников, М.И. Патент 2237129 Российская Федерация, МПК 7 Е02ВЗ/04, Е02В11/00 Способ защиты берегового откоса от разрушения / М.И. Бальзанников (RU), Ю.М. Галицкова (RU), Шабанов В.А (RU). - № 2003105358/03; заявл. 25.02.2004; опубл.27.09.2004.

7. Галицкова, Ю.М. Проблемы ликвидации необустроенных свалок / Ю.М.' Галицкова // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре.

Образование. Наука. Практика: материалы 62-й научно-техн. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2004 г. Часть 2 / СамГАСА. - Самара, 2005. - С. 120-121.

8. Бальзанников, М.И. Мероприятия по защите от загрязнения территорий малых городов / М.И. Бальзанников, Ю.М. Галицкова, A.A. Болотова // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика: материалы 63-й научно-техн. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2005 г. Часть 2 / СамГАСА. - Самара, 2006. - С. 278-280.

9. Галицкова, Ю.М. Необустроенные свалки в черте города и здоровье человека / Ю.М. Галицкова, A.A. Болотова // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика: материалы 63-й научно-техн. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2005 г. Часть 2 / СамГАСА. - Самара, 2006. - С. 281-282.

10. Бальзанников, М.И. Защита береговых склонов от разрушения / М.И. Бальзанников, Ю.М. Галицкова // Экобаптика 2006: сб. трудов VI междунар. молодежного экологического форума стран Балтийского региона / СПбГПУ. - С-Пб., 2006. - С. 58-60.

11. Болотова, A.A. Образование необустроенных свалок в пределах городской территории / A.A. Болотова, Ю.М. Галицкова // Проблемы выживания человека в техногенной среде современных городов: труды XI всероссийского конгресса «Экология и здоровье человека» (Самара, 5-7 декабря 2006 г.)/ СГАСУ. - Самара, 2006. - С. 36-37.

12. Галицкова, Ю.М. Антропогенное загрязнение грунтов на городских территориях / Ю.М. Галицкова, A.A. Болотова // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика: материалы 64-й научно-техн. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2006 г. / СамГАСА. -Самара, 2007. - С. 369-371.

13. Бальзанников, М.И. Патент 2294245 Российская Федерация МПК В09В 1/00 Способ защиты окружающей среды от загрязнения твердыми бытовыми и промышленными отходами / М.И. Бальзанников (RU), Ю.М. Галицкова(RU). -№ 2005121871/03; заявл. 11.07.2005; опубл. 27.02.2007.

14. Гапицкова, Ю.М. Необустроенные свалки на городских территориях / Ю.М. Галицкова // Вестник МАНЭБ, том 13. - 2008. - № 3. -С. 166-170.

15. Галицкова, Ю.М. Защита почвы и грунтов городских территорий от воздействия необустроенных свалок / Ю.М. Галицкова // Научно-технический журнал Вестник МГСУ. - 2009. - № 1. - С. 100-104.

16. Шабанов, В.А. Воздействие необустроенных свалок города на окружающую среду / В.А. Шабанов, М.И. Бальзанников, Ю.М. Галицкова // Экология и промышленность России. - 2009. - № 4. - С. 38-41.

Подписано в печать: 07.10.2009 г. Формат: 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать оперативная. Объем: 1,5 усл.печ.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 459

Отпечатано в типографии ООО «Издательство СНЦ» 443001, Самара, Студенческий пер., За тел.: (846) 242-37-07

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Галицкова, Юлия Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ И ГРУНТА НА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДОВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕОБУСТРОЕННЫХ

СВАЛОК.

1.1. Источники загрязнения почвы и грунта на территории городов.

1.2. Образование необустроенных свалок на территории городов.

Их основные типы.

1.3. Методы и результаты известных исследований необустроенных свалок.

1.4. Наиболее распространенные мероприятия по снижению негативного воздействия необустроенных свалок на почву и грунт.

1.5. Задачи исследований

Выводы по первой главе.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Обследования необустроенных свалок.

2.2. Методика проведения социологических исследований.

2.3. Методика выполнения натурных исследований.

2.4. Краткая характеристика экспериментальной установки и методика проведения лабораторных исследований.

3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ НЕОБУСТРОЕННЫХ СВАЛОК.

3.1. Характеристика исследованных необустроенных свалок.

3.2. Анализ результатов социологических исследований.

3.3. Анализ результатов натурных исследований.

3.4. Анализ результатов лабораторных исследований.

Выводы по третьей главе.

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ГРУНТЕ ПОД НЕОБУСТРОЕННОЙ

СВАЖОЙ.

4.1. Исходные параметры создания математической модели.

4.2. Этапы развития необустроенной свалки и особенности распространения загрязняющих веществ в грунте.

4.3. Учет влияния местных условий на загрязнение территории.

4.4. Математическая модель распространения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой.

Выводы по четвертой главе.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ УМЕНЬШЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕОБУСТРОЕННЫХ СВАЛОК НА ОКРУЖАЮЩУЮ

СРЕДУ.

5.1. Разработка общих подходов по снижению загрязнений окружающей среды от необу строенных свалок.

5.2. Новые методы снижения загрязняющего воздействия необу строенных свалок на окружающую среду.

5.3. Мероприятия по защите грунта, разработанные с участием автора.

Выводы по пятой главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Снижение воздействия необустроенных свалок в условиях городских территорий"

Актуальность темы. Развитие науки и техники приводит к увеличению количества и разнообразия источников загрязнения окружающей среды, а также росту объемов выбросов вредных веществ. В городских условиях загрязнение среды обитания человека происходит, в том числе, из-за выбросов отработанных газов работающих автомобилей, утечек горючесмазочных материалов технических средств, выбросов вредных веществ различными промышленными и химическими предприятиями, электроэнергетическими станциями, отходами бытового характера и др.

Большинство источников загрязнений, проявляющих себя на территории современных городов, изучены, и для снижения их негативного воздействия на окружающую среду применяются известные природоохранные мероприятия. Тем не менее, наблюдается рост загрязнений компонентов природы бытовыми отходами. Такие отходы, находящиеся в непосредственной близости к местам проживания и работы людей, могут нанести существенный вред их здоровью и ущерб природной среде. В связи с этим важным направлением научных исследований является изучение загрязняющего воздействия твердыми бытовыми отходами и поиск путей сохранения для будущих поколений людей природной среды городских поселений.

Анализ современного состояния городских территорий показывает, что значительные объемы бытовых отходов не включены в организованную систему сбора, вывоза и их утилизации. Непосредственно вблизи мест проживания людей в большом количестве стихийно образуются необустроенные свалки. Из-за отсутствия каких-либо природоохранных мероприятий на таких необустроенных свалках загрязняющие вещества поступают в окружающую среду и негативно воздействуют на компоненты природной среды. Почва из всех компонентов природной среды наиболее чувствительна к загрязнениям. В связи с этим возникает опасность накопления загрязняющих веществ в ее поверхностном слое. Эти вещества проникают далее в грунт и могут оказаться весьма опасными и нанести вредное воздействие на биоту. Причем воздействие может многократно усилиться из-за проникновения загрязняющих веществ в подземные воды.

Таким образом, исследование процессов воздействия необустроенных свалок на загрязнение компонентов природной среды в условиях городских территорий, а также разработка природоохранных мероприятий с учетом системного подхода являются актуальными.

Цель диссертационной работы - снижение воздействия необустроенных свалок твердых бытовых отходов на грунты городских территорий и разработка эффективных методов защиты окружающей среды от их негативного воздействия.

Основные задачи работы:

- проведение анализа воздействия на грунты необустроенных свалок, образующихся на городских территориях в результате жизнедеятельности населения;

- выполнение натурных исследований по выявлению характера и степени загрязнения грунтов загрязняющими веществами непосредственно под необустроенными свалками;

- на основании социологических исследований выявление причин образования необустроенных свалок твердых бытовых отходов на территории городов, а также наиболее перспективных методов защиты окружающей среды от негативного воздействия необустроенных свалок;

- разработка математической модели проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой;

- разработка методов защиты грунтов городских территорий от негативного воздействия необустроенных свалок.

Научная новизна исследований: систематизированы необустроенные свалки, образующиеся на городских территориях в результате жизнедеятельности населения, и предложена уточненная их классификация;

- получены данные натурных исследований о воздействии загрязняющих веществ необустроенных свалок на грунт (на территории города Самары);

- разработана математическая модель проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой;

- разработаны методы защиты окружающей среды от негативного воздействия необустроенных свалок на городских территориях, защищенные патентами РФ на изобретения.

Личный вклад автора заключается в проведении анализа научных публикаций по воздействию на грунты загрязняющих веществ необустроенных городских свалок; организации и выполнении натурных исследований грунтов непосредственно под необустроенными свалками на городских территориях (г. Самары); анализе результатов социологических исследований населения городов Самары и Чапаевска; разработке математической модели проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой, а также разработке методов защиты окружающей среды от воздействия необустроенных свалок.

Практическая значимость работы состоит в возможности планирования и осуществления комплекса мер по предотвращению образования необустроенных свалок на территории городских поселений на основе анализа причин их образования, в получении фактических данных о загрязнении грунтов непосредственно под необустроенными свалками, что позволит оценить опасность распространения и негативного воздействия загрязняющих веществ от необустроенных свалок и разработать обоснованные технические решения по локализации такого воздействия на окружающую среду, а также в разработке конкретных рекомендаций по минимизации негативного воздействия на окружающую среду при реализации мер по ликвидации существующих необустроенных свалок.

На защиту выносятся: уточнение классификации необустроенных свалок; результаты натурных исследований загрязнения грунтов непосредственно под необустроенными свалками на городских территориях (г. Самары), а также результаты социологических исследований причин образования необустроенных свалок;

- результаты лабораторных исследований проникновения загрязняющих веществ в грунт;

- математическая модель проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой;

- способы защиты окружающей среды от негативного воздействия необустроенных свалок на городских территориях, защищенные патентами на изобретения.

Достоверность научных результатов подтверждается соответствием полученных результатов исследований существующим современным научным представлениям, использованием в диссертационной работе научно обоснованных и апробированных методик выполнения экспериментальных работ, совпадением данных, полученных расчетным путем, с результатами экспериментальных исследований.

Апробация результатов исследований. Основные результаты, полученные при выполнении работы, обсуждены на вузовских, областных, всероссийских и международных научно-технических конференциях и совещаниях: «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2002 г.), VII международная конференция «Окружающая среда для нас и будущих поколений» (Самара, СГТУ, 2002 г.), XI Всероссийский конгресс «Экология и здоровье человека» (5-7 декабря 2006 г., Самара), VI Международный Молодежный экологический форум стран Балтийского региона «Экобалтика 2006» (Санкт-Петербург, 2006 г.), 60-я - 66-я научно-технические конференции по итогам НИР ГОУВПО «СГАСУ» за 2002-2008 гг.

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований и разработанные рекомендации внедрены администрацией городского округа Похвйстнево, использованы в проектных проработках ООО «Экологический фонд реабилитаций Самарской области».

Предложенные методики внедрены в учебный процесс в Самарском государственном архитектурно-строительном университете, в дипломном и курсовом проектировании студентов, обучающихся по специальности «Инженерная защита окружающей среды».

Публикации. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе одна работа - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК по специальности 25.00.36 -«Геоэкология», и два патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 133 страницах машинописного текста, используемых источников литературы из 106 наименований на 11 страницах, и содержит два приложения, 69 рисунков и 19 таблиц. Общий объем работы 158 страниц сквозной нумерации.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Галицкова, Юлия Михайловна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Проведены комплексные исследования проблем защиты грунтов от воздействия необустроенных свалок, образующихся на городской территории, их влияния на загрязнение основных компонентов окружающей среды. По результатам выполненных исследований можно сформулировать следующие выводы:

1. Выполнен анализ воздействия необустроенных свалок, образующиеся на городских территориях в результате жизнедеятельности населения, на компоненты окружающей среды. Анализ публикаций показал, что необустроенные свалки оказывают специфическое негативное влияние на прилегающую территорию, атмосферный воздух, почвы и грунты под телом свалки и в непосредственной близости от них. Вследствие отсутствия защитных устройств под свалкой загрязняются грунтовые воды, которые могут попасть в открытые водоемы, используемые для целей городского водоснабжения и рекреации. Характер и механизм загрязнения почв и грунтов исследован недостаточно.

2. На основе натурных обследований необустроенных свалок предложено свалки классифицировать по следующим признакам: а) по характеру отходов (бытовые, строительные и смешанные), б) по размерам занимаемой площади и объему вмещаемых отходов (малые, средние и крупные). Можно также выделять свалки сосредоточенные и рассредоточенные, различающиеся конфигурацией в плане и др. Наиболее характерным видом необустроенной свалки для крупного города является свалка твердых бытовых отходов среднего объема, сосредоточенная на относительно ровной поверхности земли, рядом с которой проходит дорога.

3. Наибольшее содержание загрязняющих веществ под телом необустройной свалки концентрируется на глубине до 100 см. Анализ распределения загрязняющих веществ по глубине позволил разделить их на следующие группы: а) слабопроникающие вещества (кадмий, свинец, медь, цинк), б) вещества, концентрация которых по всей глубине примерно одинаковая (железо, хром, марганец, алюминий); в) вещества, для которых характерно наличие значительных изменений концентраций по глубине (нитраты и сульфаты).

4. Социологические исследования показали, что, по мнению жителей, основной причиной образования несанкционированных свалок является недостаток культуры и воспитания населения города (38% опрошенных). В качестве основных мероприятий по улучшению и поддержанию экологической ситуации города население считает введение больших штрафов (35 %) и выделение дополнительных средств на уборку территорий (29 %).

5. Лабораторные исследования показали, что глубина проникновения загрязняющей жидкости зависит от исходного слоя жидкости на поверхности грунта А и от пористости грунта т. Чем больше А и меньше т, тем глубина проникновения жидкости в грунт больше. Максимальная глубина проникновения загрязняющей жидкости для лабораторного грунта с диаметром частиц от 0,63 до 0,14 мм составила при А = 5, 10 и 15 см соответственно 17,3, 45 и 61 см за период времени соответственно 108, 350 и 720 с. Анализ проникновения жидкости с раствором свинца показал, что концентрации загрязнений существенно уменьшаются по глубине. Максимальное количество свинца выявлено на поверхности и составило: при А = 15 и 5 см соответственно 7,8 и 15,2 мг/кг.

6. Разработана модель проникновения загрязняющих веществ в грунт под необустроенной свалкой, позволяющая определить время проникновения жидкости на заданную глубину, глубина проникновения жидкости за заданный период времени, а также скорость движения в заданный момент времени.

7. Разработаны эффективные методы защиты городских территорий от негативного воздействия необустроенных свалок, защищенные патентами на изобретение: «Способ защиты окружающей среды от загрязнения бытовыми и промышленными отходами», «Способ защиты окружающей среды от загрязнения твердыми бытовыми отходами» и «Способ защиты берегового откоса от разрушения». Разработанные решения позволяют уменьшить загрязнение грунта при ликвидации необустроенных свалок, а также защитить грунтовые воды и открытые водоемы.

8. Результаты исследований внедрены и использованы при разработке комплексных мероприятий защиты территорий административных районов города Самары, реализуемых проектами Экологического фонда реабилитации Самарской области, практических решениях по ликвидации существующих необустроенных свалок на территории города Похвистнево Самарской области, а также в учебном процессе ГОУВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» при чтении лекций, проведении занятий и выполнении дипломного проектирования со студентами старших курсов, обучающихся по специальности «Инженерная защита окружающей среды» и направлению «Защита окружающей среды».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Галицкова, Юлия Михайловна, Москва

1. Bendere, Ruta. Проблемы организации сбора и удаления твердых отходов в государствах Балтии / Ruta Bendere, Irina Donina // Wspolpr. Eur.: 2 Miedzynar. forum gosp. odpadami, Poznan, 25-28 maja, 1997: Mater, forum. -Poznan, 1997.-C. 87-102.

2. Steinmann, Kannes Ch. Новая деректива ЕС о сжигании / Kannes Ch. Steinmann // Umweltschutz. 2000. - № 11. - С. 18-19.

3. Venosta, D. Ущерб, наносимый окружающей среде, и вторичное использование материалов / D. Venosta // Corrado. Plasticulture. 1999. - № 117. -С. 19-24.

4. Абдрахманов, Р.Ф. О техногенном воздействии городских свалок на подземные и поверхностные воды / Р.Ф. Абдрахманов, Х.Н. Зайнуллин, Е.Ж.Галимова // Экология пром. пр-ва. 1999. - № 1. — С. 15-24.

5. Аверьянов, С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель / С.Ф. Аверьянов. М.: Колос, 1978.

6. Аверьянов, С.Ф. Фильтрация из каналов и ее влияние на режим грунтовых вод / С.Ф. Аверьянов. М.: Колос, 1982. — 237 с.

7. Алыпайях, А.Р. Пути утилизации твердых бытовых отходов в условиях Сирийской арабской Республики / А.Р. Алыпайях // Экология и промышленность России. 2003, декабрь. — С. 15-16.

8. Ардаков, Г.Н. Использование снежного покрова в городах для оценки их влияния на окружающую природную среду: автореф. дис. к.т.н. 03.00.16 -экология / Г.Н. Ардаков. Самара, 2004.

9. Аржанова, B.C. Миграция микроэлементов в почве / B.C. Аржанова // Почвоведение. -1977. № 4. - С. 71 -77.

10. Байдина, Н.Л. Инактивация тяжелых металлов гумусом и цеолитами в техногеннозагрязненной почве / Н.Л.Байдина // Почвоведение. 1994. - № 9. — С. 121-125.

11. Бальзанников, М.И. Мероприятия по защите от загрязнения территорий малых городов / М.И. Бальзанников, Ю.М. Галицкова, A.A. Болотова // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование.

12. Наука. Практика: материалы 63-й научно-техн. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2005 г. Часть 2 / СамГАСА. Самара, 2006. - С. 278-280.

13. Бальзанников, М.И. Решение о выдачи патента. Защита окружающей среды / М.И. Бальзанников (RU), Д.Г. Захаров (RU) № 2008111760; заявл.27.03.2008.

14. Бальзанников, М.И. Патент 2237129 Российская Федерация, МПК 7 Е02ВЗ/04, Е02В11/00 Способ защиты берегового откоса от разрушения / М.И. Бальзанников (RU), Ю.М. Галицкова (RU), Шабанов В.А (RU). № 2003105358/03; заявл. 25.02.2004; опубл.27.09.2004.

15. Бальзанников, М.И. Решение о выдачи патента МПК В09В 1/00 Способ защиты окружающей среды от загрязнения твердыми бытовыми отходами / М.И. Бальзанников (RU), Ю.М. Галицкова (RU) № 2008109399/03; заявл. 11.03.2008.

16. Булгаков, С.Н. Высокотемпературная технология переработки твердых бытовых и производственных отходов / С.Н. Булгаков // Строительство и архитектура. Сер. Строительные конструкции и материалы. Экспресс-информация. — 1999. — вып. 4.1. С. 21-30.

17. Бульмага, К. Мониторинг процесса загрязнения окружающей среды свалкой твердых бытовых отходов в г. Сынжера / К. Бульмага, В. Молыгдя. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

18. Вайсман, Я.И. Процессы, протекающие на полигонах ТБО / Я.И. Вайсман, Л.В. Рудакова, Я.Т. Жилинская // ТБО. 2008. - № 1. - С. 14-19.

19. Васенков, О.Г. Урбанизация и экология / О.Г.Васенков // Человек и окружающая природная среда: III международная научно-практическая конференция, Пенза, 12-13 окт. 2000: сборник материалов. Пенза: Изд-во Приволж. дома знаний, 2000. — С. 6-8.

20. Верстов, В.В. Современные строительные технологии для охраны окружающей среды и энергосбережения при утилизации отходов на полигонах

21. B.B. Верстов // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1996. — № 10.-С.7-13.

22. Ветрова, Т.П. Экономические аспекты утилизации твердых бытовых отходов / Т.П.Ветрова // Вестник Московского университета. Серия 6. Экономика. 1998. - № 5. - С. 99-107.

23. Внукова, Н.В. Аспекты обращения с ТБО в г. Харькове / Н.В. Внукова, А.Н. Желнович. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

24. Галицкова, Ю.М. Инженерные мероприятия по охране окружающей среды в районе городов / Ю.М. Галицкова // Окружающая среда для нас и будущих поколений: Труды VIII междунар. конф. / СГТУ. Самара, 2003. С. 57-58.

25. Гарин, В.М. Утилизация твердых бытовых отходов. Возможные пути решения / В.М. Гарин, А.Г. Хвостиков // Безопас. жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды. 1998. № 2. - С. 103-104.

26. Гмурман, В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятности и математической статистике: учебн. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. — М.: Высшая школа, 1975. 333 с. — Изд. 2-е, доп.

27. ГОСТ 17.4.3.01-83. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: Изд-во Стандартов, 1984. - 16 с.

28. ГОСТ 17.4.74.02-84. Почва. Методы отбора и подготовки для химического, бактериологического и гельминтологического анализа. — М.: Изд-во Стандартов, 1985. 11 с.

29. ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. М.: Изд-во Стандартов, 2000.

30. Гурньев, A.C. Влияние ТБО на экологическое состояние и качество городской среды / A.C. Гурньев // Тез. докл. всерос. науч. конф.: Экол. и метеорол. проблемы больших городов и пром. зон, 16-18 ноября 1999 г. СПб., 1999. -С.124-126.

31. Думнов, А.Д. Проблема отходов в современных реалиях (некоторые аспекты) / А.Д. Думнов // Использование и охрана природных ресурсов России. -1999.-№7-8.-С. 112-117.

32. Зайнуллин, Х.Н. Утилизация промышленных и бытовых отходов (на примере Уфимской городской свалки) / Х.Н. Зайнуллин, Р.Ф. Абдрахманов, H.A. Савичев // УНЦ РАН. Уфа, 1997. 235 с.

33. Зайцев, М.А. Проблемы твердых бытовых отходов и действия общественности / М.А.Зайцев // Метод. Центр Эколайн. Режим доступа http://lipgarbage.narod.ru/tboinf.htm.

34. Иваненко, JI.B. Экологические проблемы города и утилизации отходов / JI.B. Иваненко, П.Г. Быкова Самара: Кн. изд-во, 1993.

35. Игнатович, Н.И. Что нужно знать о твердых бытовых отходов / Н.И. Игнатович, Н.Г.Рыбальский // Экологический вестник России. 1998. - № 1. -С. 33-60.

36. Инфильтрация воды в почву: Краткий справочник / под ред. В.Я. Кулика. М.: Колос, 1978. - 93 с.

37. Касимов, Н.С. Подвижные формы тяжелых металлов в почвах лесостепи среднего Поволжья (опыт многофакторного регрессионного анализа) / Н.С. Касимов, Н.Е. Кошелева, O.A. Самонова // Почвоведение. 1995. — № 6. — С.705-713.

38. Копии, Е.М. Патент 2130654 Российская Федерация, МПК G21F9/24, В09В1/00. Способ локализации загрязнений и хранилище для отходов / Е.М. Копии. № 97121065/25; заявл. 1997.12.15; опубл. 20.05.1999 г.

39. Королев, В.А. Техногенное воздействие на геологическую среду. Современные проблемы экологической геологии / В.А.Королев // Московский ГУ. Опублик. в соросовском образоват. журнале. — 1996. — № 4.

40. Костяков, А.Н. Основы мелиорации / А.Н. Костяков. 6-е изд., доп. и переработ. - М: Сельхозгиз, 1960. - 662 с.

41. Лабий, Ю.М. Распределении миграция микроэлементов в почвах прикарпатья / Ю.М. Лабий, М.Г. Михайльский // Почвоведение. 1989. — № 3. — С.32-38.

42. Левинский, Ю.В. Проблемы переработки твердых бытовых отходов на Крайнем севере / Ю.В. Левинский, В.И. Поддубский, Ю.Н. Подушко, Л.П. Иванова // Обз. информ. Сер. Охрана человека и окруж. среды в газовой пром-ти. М.: ИРЦ Газпром, 1997. - 53 с.

43. Леонтьев, Л.И. Отходы: воздействие на окружающую среду и пути утилизации / Л.И.Леонтьев, Ю.С.Юсфин, П.И.Черноусов // Экология и промышленность России. — 2003. март. — С. 32-35.

44. Лотош, В.Е. Классификация утилизационных технологий переработки отходов / В.Е. Лотош // Экологические системы и приборы. 2003. - №2. - С. 29-31.

45. Лужков, Ю.М. Экологические проблемы крупных городов и пути их решения / Ю.М.Лужков // ПГС. 1999. - № 9. - С. 10

46. Макаров, O.A. Твердые бытовые отходы: проблемы и решения / O.A. Макаров, И.В. Тюменцев, A.C. Горленко, С.А. Яковлев, Н.В. Юрьев // Экол. и пром-ть России. 2000, сент. — С. 41-45.

47. Масленников, А. Характеристика твердых бытовых отходов / А. Масленников. Режим доступа: http ://www.recyclers. ru/smartsection+item. itemid+15 9 .htm.

48. Мелкумов, Ю.А. Мегаполис: бытовые отходы / Ю.А. Мелкумов // Экология и жизнь. -1999. № 3. - С. 39-41.

49. Микайылов, Ф.Д. Определение параметров модели солепереноса при промывках водонасыщенных поверхностно-засоленных почвогрунтов / Ф.Д. Микайылов // Почвоведение. 2007. - № 5. - С. 599-609 .

50. Минько, О.И. Экологические и геохимические характеристики свалок твердых бытовых отходов / О.И. Минько, А.Б. Лифшиц // Экол. химии. 1992. -№ 2. -С. 37-47.

51. Новаковский, Б.А. Геоэкологический анализ влияния Новосыровского полигона ТБО на окружающую среду / Б.А. Новаковский, М.В. Сыроватская, Н.И. Тульская // Экол. и промышленность России. 1998, июль. - С. 18-22, 48.

52. Обезвреживание твердых отходов: справочник. — М., 2001.

53. Обзор состояния загрязнения почв на территории деятельности Приволжского УГМС и УГМС республики Татарстан в 2008 г. / отв. ред. Н.Р. Бигильдеева.- Самара, 2009.

54. Оноприенко, М.Г. Экологические проблемы полигонов ТБО влажных субтропиков (на примере Большого Сочи) / М.Г. Оноприенко, Н.К. Гудкова // Экология и промышленность России. — 2002, июль. — С. 4-8.

55. ООО "ЭкоПолигон". Патент 2262398 Российская Федерация, МПК В09В1/00, В09ВЗ/00. Способ обезвреживания свалки / Общество сограниченной ответственностью "ЭкоПолигон" №. 2004118620/03; заявл. 2004.06.21; опубл. 20.10.2005.

56. ООО «Компания «Спецкоммунтехника». Пат. 2164447 Россия, МПК В 03 В 0/06, В 65 Б 5/00. Способ удаления, сортировки и переработки твердых бытовых отходов / ООО «Компания «Спецкоммунтехника» № 2000115025/03; заявл. 15.06.2000; опубл. 27.03.2001.

57. Орлова Т.А. Геоэкологическое изучение старых свалок твердых бытовых отходов / Т.А. Орлова. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

58. Орлова, Т. А. Изучение химической загрязненности свалки твердых отходов г. Керчи / Т.А. Орлова. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

59. Орлова, Т.А. Использование несанкционированных свалок / Т.А. Орлова // ТБО. 2008. - №1. - С. 20-23.

60. Пан, Л.Н. Экология и технологические процессы современных методов переработки твердых бытовых отходов / Л.Н. Пан. Режим доступа: НП "Вторресурс" 02/08/2001. http://www.recyclers.ru/smartsection+item.itemid+174.htm .

61. Паус, К.Ф. Патент 99105870 Российская Федерация, МПК 7 В 03 В 9/06. Способ переработки твердых бытовых отходов / К.Ф. Паус (1Ш), Г.Г. Голиков (ЯЦ), Н.В. Ключникова (1Ш), А.Н. Титов (1Ш) № 99105870/03; заявл. 17.03.1999; опубл. 27.12.2000.

62. Петухов, И.С. Проблемы санитарной очистки городов Украины и пути их решения /И.С. Петухов // Энергетика и электрификация. 2002. - № 7. -С. 31-32.

63. Полубаринова-Кочина, П.Я. Теория движения грунтовых вод / П.Я. Полубаринова-Кочина / Главная редакция физико-математической литературы издательства "Наука". -М., 1977. 664 с. - изд. 2-е.

64. Потапов, А. Д. Энергетические проблемы при взаимодействии человеческого общества с окружающей средой / А.Д. Потапов // Экология: Учеб. для строит.спец.вузов / А.Д. Потапов. М., 2002. - Гл. 20. - С. 358 - 372.

65. Потапов, А.Д. Основы генетического грунтоведения / А.Д. Потапов, Г.А. Паушкин. М.: МГСУ, 1995.

66. Потапов, А.Д. Специальные вопросы инженерной геологии / А.Д. Потапов, Г.А. Паушкин. М.: МГСУ, 1995.

67. Потапов, П. А. Методы локализации и обработки фильтрата полигонов захоронения твердых бытовых отходов / П. А. Потапов, Е. И. Пупырев, А. Д. Потапов. М.: АСВ, 2004. - 168 с.

68. Пупырев, Е.И. Системы жизнеобеспечения городов / Е.И. Пупырев. -М.: Наука, 2006. 247 с.

69. Пупырев, Е.И Санитарная очистка г. Москвы от бытовых отходов / Е.И. Пупырев, Б.А. Вайсфельд, Г.Б. Перельштейн // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - №8. — С. 25-27.

70. Рихванов, Е. Отношение общества к проблеме твердых бытовых отходов / Е. Рихванов // Экологический журнал "Волна". 1999. - №18 (1). Режим доступа: http://www.recyclers.ru/smartsection+item.itemid+l89.htm.

71. Сапожникова, Г.П. Информационно-просветительская работа с населением по проблеме бытовых отходов / Г.П. Сапожникова. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

72. Сидорчук, В.А. Утилизация бытовых и производственных отходов /

73. B.А.Сидорчук // ЖКХ. 2000. - № 5,. - С. 32-34.

74. Сметанин, В.И. Рекультивация нарушенных земель / В.И. Сметанин, Ф.М. Зимин, А.И. Голованов // Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений. — М.: КолосС. 2009. 325 с.

75. Сметанин, В. И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления: учебное пособие / В.И. Сметанин. — М.: КолосС, 2003. 230 с.

76. Сметанин, В.И. Решение проблемы утилизации твердых бытовых отходов / В.И. Сметанин, Э.А. Кучменов // Менеджер-эколог. 2007. - № 1.1. C.12-14.

77. Сметанин, В.И. Возможные пути повышения эффективности утилизации ТБО / В.И. Сметанин, Э.А. Кучменов // Менеджер-эколог. 2007. -№ 3. -С.25-26.

78. Сокращение, переработка и утилизация отходов. Waste reduction, reuse and recycking / Environ. Hong Kong, 1994: Rev., 1993/ Hong Kong, 1994.

79. Стародубцева, O.B. Проблемы твердых бытовых отходов в Донецкой области и направления решения / О.В. Стародубцева. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

80. Тарантина, С.А. Экологическое воспитание, просвещение и пропаганда / С.А. Тарантина. Режим доступа: http://www.prirodaperm.rU/reports2007/2.html.

81. Технологические аспекты решения экологических проблем городской среды : сб. ст. / Под ред. д.т.н., проф. Е.И. Пупырева. М.: Прима-Пресс-М: Н.В. Ефимова, 2001. - 233 с.

82. Третьяков, О.В. Разработка концепций сбора, транспортирования, переработки и утилизации твердых бытовых отходов для регионов / О.В. Третьяков, Чхало В.В. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

83. Труфанов, A.A. Воздействие полигона ТБО "Тимохово" на окружающую среду / A.A. Труфанов, Б.В. Трушин, Б.А. Новаковский // Экол. и пром-ть России. 1997, февр. - С. 16-21.

84. Тутынина, Е.В. Схема первичного экологического контроля за состоянием несанкционированных свалок / Е.В. Тутынина, И.С. Иванов // Экология. Безопасность. Жизнь. -2000. № 10. - С. 330-333.

85. Уланова, О.В. Разработка средозащитных мероприятий для полигона твердых бытовых отходов г. Иркутска / О.В. Уланова, О.В.Сучкова. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

86. Чекушина, Е.В. Мониторинг экологии свалок и полигонов / Е.В. Чекушина, A.A. Каминская. Режим доступа: http://waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html.

87. Чертес, K.J1. Полигон как элемент логистической цепи в сфере обращения с отходами / К.Л. Чертес, Н.Г. Гладышев, Д.Е. Быков // Экология и промышленность России. 2007. - №9.

88. Чертес, К.Л. Размещение осадков сточных вод в толще полигона твердых бытовых отходов / К.Л. Чертес, A.M. Штеренберг, М.В. Назаров, О.В. Тупицына, Е.В. Михайлов, Д.Е. Быков // Экология и промышленность в России. 2009. - № 1.-С.39.

89. Шабанов, В.А. Гидравлика грунтовых вод: учебное пособие / В.А. Шабанов; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. — Самара, 2006. 122 с.

90. Шабанов, В.А. Проблемы городов Самарской области по утилизации твердых бытовых отходов / В.А. Шабанов, Ю.М. Галицкова // Стратегическое городское и региональное планирование. Межвузовский сборник научных трудов/ СамГАСА, Самара, 2003. С. 204-207.

91. Шаебаева, М.В. Экологические преимущества переработки бытовых отходов / М.В. Шаебаева, Ч.А. Шалдушкеева, С.С. Тимофеева // Пробл. устойчив, развития о-ва.: тез. докл. 2-й Всерос. студ. конф., 23-28 апр., 1997. -Иркутск, 1997. С. 94-96.

92. Шеин, Е.В. Курс физики почв / Е.В Шеин. М.: Из-во МГУ, 2005.432 с.

93. Шеин, Е.В. Современные проблемы изучения коллоидного транспорта в почве / Е.В. Шеин, Б.А. Девин // Почвоведение. 2007. - №3. - С. 438-449.

94. Шершнев, Е.С. Масштабы, структура и проблемы утилизации городских мусорных свалок / Е.С. Шершнев, В.Г. Ларионов, П.Ю. Куркин // Экология и промышленность России. 1999, февраль. - С. 29-32.

95. Ширшов, A.B. Пути решения проблемы управлениями отходами в Пензенской области / A.B. Ширшов, Ю.М. Маркин // Человек и окружающая природная среда: сборник материалов. Пенза, 2000. — С. 86-88.

96. Энергетическая утилизация мусора, Испания. Met. у elec. 1998. 62. -№ 709. - С.115.

97. Щербина, Е.В. О принципиальных подходах к проектированию полигонов хранения отходов производства и потребления / Е.В. Щербина, А.Д. Потапов, Ек.В. Щербина, Т.Г. Богомолова, П.А. Потапов, О.С. Голубева // Известия вузов. Строительство. 2000. - № 4.

98. Щербина, Е.В. Принципиальные подходы к формированию информационного обеспечения планирования мероприятий по санации техногенно загрязненных территорий // Е.В. Щербина, А.Д. Потапов // Известия вузов. Строительство. — 2002. № 8.

99. Щербина, Е.В. Обеспечение экологической безопасности полигонов ТБО на основе концепции двухуровневых барьеров / Е. В. Щербина / /Промышленное и гражданское строительство. 2006. - № 1. - С. 51-52.