Биогаз как антропогенный фактор воздействия на популяцию человека, проживающего вблизи полигонов твердых бытовых отходов "Самосырово" и "Каргашино"

• Автор: Бичелдей, Тайраа Каадыр-ооловна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Полигоны твердых бытовых отходов

как источник биогаза

1.1. Биодеструкциониые процессы

и физико-химические условия образования биогаза

1.2. Моделирование процессов образования биогаза

1.3. Токсические свойства биогаза

Глава 2. Организация и методы исследований

2.1. Общая характеристика районов исследований

2.2. Полевые исследования: отбор образцов
твердых бытовых отходов, биогаза и свалочного грунта
2.3. Лабораторные исследования: качественный и количественный
анализ проб биогаза и свалочного грунта
2.4. Математическая обработка эмпирических данных
Глава 3. Моделирование изменений популяции человека,
проживающего в условиях воздействия биогаза с полигонов твердых бытовых отходов «Самосырово» и «Каргашино»
3.1. Компонентный состав твердых бытовых отходов
по критерию способности к биодеструкции
3.2. Биогаз как экзогенный фактор воздействия: компонентный состав, скорость и потоки эмиссии биогаза в толще свалочного тела, объем выхода и ореол рассеяния
биогаза в атмосферном воздухе
3.3. Характеристика популяции человека,
проживающего в пределах ореола рассеяния биогаза
3.4. Оценка влияния биогаза на популяцию человека
3.5. Прогнозирование изменения популяции человека в результате воздействия биогаза с полигонов
твердых бытовых отходов
3.6. Рекомендации по снижению воздействия биогаза на популяцию человека, проживающего вблизи
полигонов твердых бытовых отходов
Заключение
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования Согласно статье 42 Конституции Российской Федерации: «Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии...»1. Правительство Российской Федерации уполномочено проводить единую государственную политику по обеспечению реализации прав граждан на благоприятную окружающую среду. Достоверная информация о состоянии окружающей природной среды, влиянии на нее и популяцию человека антропогенных факторов может быть получена исключительно на основе систематических наблюдений, аналитической оценки и прогнозирования происходящих изменений.
Научно-техническое развитие общества, с одной стороны, способствовало росту материального благополучия, разработке и внедрению новых технологий, изменению уровня потребления продукции, с другой — привело к возрастанию объемов образования твердых бытовых отходов, которых в России ежегодно образуется 35-40 млн. тонн. Из них перерабатывается только 3-4%, остальные отходы, а именно их органическая часть, подвергаются естественным процессам биологического разложения с образованием и поступлением в атмосферный воздух биогаза. Исследования в области изучения влияния полигонов твердых бытовых и промышленных отходов на окружающую природную среду и здоровье человека велись и ведутся отечественными и зарубежными специалистами. Однако, несмотря на богатый фонд имеющихся разработок, в популяционной и факториальной экологии до сих пор остается открытым вопрос моделирования изменений популяции человека в результате длительного воздействия биогаза с полигонов твердых бытовых отходов.
Объекты исследования: физико-химические условия и биохимические процессы образования биогаза в свалочной толще полигонов твердых бытовых отходов; токсические свойства компонентов биогаза; современное состояние и динамика популяции человека.
Предмет исследования - изменение популяции человека в результате воздействия биогаза с полигонов твердых бытовых отходов «Самосырово» (Высокогорский муниципальный район Республики Татарстан) и «Каргашино» (Мытищинский район Московской области).
1 Конституция Российской Федерации - М.: Юридическая литература, 2009. С. 17.

Цель работы - моделирование изменений популяции человека в условиях воздействия биогаза с полигонов твердых бытовых отходов «Самосырово» и «Каргашино». Достижение цели потребовало решения следующих задач:
1. Определить современные представления специалистов об условиях и процессах образования биогаза в свалочных телах полигонов твердых бытовых отходов; обобщить сведения о токсико-экологических свойствах биогаза.
2. Оценить состояние свалочных тел полигонов твердых бытовых отходов «Самосырово» и «Каргашино» как источников образования биогаза.
3. Построить трехмерные модели рассеяния биогаза в свалочных телах и потоков его эмиссии из свалочных тел в атмосферный воздух; определить объемы выхода, период эмиссии и ореол рассеяния биогаза с полигонов «Самосырово» и «Каргашино».
4. Определить современное состояние, динамику и перспективу изменений популяции человека, проживающего в пределах ореола рассеяния биогаза • с полигонов «Самосырово» и «Каргашино», по показателям численности, плотности, рождаемости, смертности и заболеваемости.
5. Разработать рекомендации по снижению воздействия биогаза на популяцию человека.
Для решения поставленных задач использовались:
- методы теоретического уровня: анализ литературных первоисточников, обобщение и сравнительно-сопоставительный анализ;
- методы полевых исследований: метод формирования оптимальной выборки отбора проб, отбор образцов твердых бытовых отходов, проб биогаза и свалочного грунта шпуровым методом, газохимическая съемка;
- методы лабораторных исследований: газовая хроматография образцов биогаза, химико-аналитические методы определения влажности и органической составляющей в образцах свалочного грунта;
- методы эмпирического уровня: методика определения количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ, методика определения потенциального количества биогаза, вырабатываемого телом полигона, методика определения общего объема и массы свалочного газа, методика определения полей приземных концентраций, трехмерное математическое моделирование

Параллельно с этим, С.В. Максимова, И.С. Глушанкова и Г.М. Батракова разработали модель, позволяющую определять периоды активного и пассивного выделения метана, выявлять время рекультивации нарушенных земель для последующей хозяйственной деятельности (формула 8)48.
Q(t) =L0* в * ек где (8)
Q(z) - эмиссия метана, нм3/год; Lo — метановый потенциал (определяется отдельно для каждой фракции отходов), нм3/т; 0 — средний ежегодный уровень принимаемых отходов в период эксплуатации полигона, т; к — константа скорости выделения биогаза, 1/год; т - возраст полигона с момента начала выделения биогаза, год.
В заключение данного параграфа следует отметить, что российскими и зарубежными специалистами разработан широкий спектр методик, позволяющих оценить выход биогаза с полигонов твердых бытовых отходов и выявить перспективу образования биогаза на полигонах. Вместе с этим практика показывает, что все эти методики применяются в исследованиях, ориентированных на разработку технологических способов утилизации биогаза. Однако внедрить уже имеющиеся технологии не всегда представляется возможным. .В этой связи мы полагаем, что применение указанных методик в экологических исследованиях позволит определить уровень эмиссии биогаза, дать прогноз выхода биогаза в атмосферный воздух и оценить влияние биогаза на популяцию человека, проживающего вблизи полигонов твердых бытовых отходов.
48 Максимова С.В., Глушанкова И.С., Батракова Г.М. Моделирование эмиссий биогаза на полигонах захоронения твердых бытовых отходов // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-15: Сб. трудов XV Междунар. науч. конф. Т. 4. Секция 4. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2002. С. 86-89.