medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2017-96-11-1103-1108medlit-960Research ArticleМЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF INVESTIGATIONSФизико-химические исследования для оценки химической безопасности и эффективности применения новой системы очистки свалочного газа на полигоне твердых бытовых отходовPhysico-chemical investigations for the assessment of the chemical safety and efficacy of application of a new system of landfill gas purification at the solid domestic garbage dumpМалышеваАлла ГеоргиевнаMalyshevaAlla G.

Д-р биол. наук, проф., рук. лаб. физико-химических исследований ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава России, 119992, Москва.

e-mail: fizhim@yandex.ru

MD, PhD, DSci., Prof., head of the laboratory of physical and chemical research of the Center for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks , Moscow, 119991, Russian Federation.

e-mail: fizhim@yandex.ru

fizhim@yandex.ruКозловаН. Ю.KozlovaN. Yu.noemail@neicon.ruРастянниковЕ. Г.RastyannikovE. G.noemail@neicon.ruЕрмаковА. А.ErmakovA. A.noemail@neicon.ruШохинВ. А.ShokhinV. A.noemail@neicon.ruФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Минздрава РоссииCenter for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks201721102020961111031108Copyright © Малышева А.Г., Козлова Н.Ю., Растянников Е.Г., Ермаков А.А., Шохин В.А., 20202020Малышева А.Г., Козлова Н.Ю., Растянников Е.Г., Ермаков А.А., Шохин В.А.Malysheva A.G., Kozlova N.Y., Rastyannikov E.G., Ermakov A.A., Shokhin V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/960

Полигоны и свалки твёрдых бытовых отходов (ТБО) оказывают негативное воздействие на окружающую среду и людей: загрязняются атмосферный воздух, почва, поверхностные и подземные воды. В процессе складирования ТБО в теле полигона в условиях недостатка кислорода, повышенной температуры и влажности происходит естественное анаэробное разложение органических отходов. Одним из продуктов этого процесса является свалочный газ - смесь метана и углекислого газа с небольшим количеством примесей (азот, кремний, сера, сероводород). В качестве примесей в состав свалочного газа входят также десятки и сотни различных органических соединений. Состав и содержание отдельных компонентов в свалочном газе зависит от состава складируемых на полигоне отходов. Распространение свалочного газа и неприятного запаха происходит на большие расстояния. Создание, эксплуатация и закрытие полигонов ТБО влечет за собой возникновение ряда экологических проблем, связанных с отнесением полигонов ТБО к вторичным источникам загрязнения окружающей городской среды. Для решения такого рода экологических проблем предлагаются различные варианты «оздоровления», «ремедиации» и защитных мероприятий на территориях размещения полигонов ТБО. На примере полигона ТБО «Тимохово» исследованы эффективность и химическая безопасность применения новой технологии очистки и обезвреживания свалочного газа. В результате работы системы очистки свалочного газа установлено снижение суммарной концентрации загрязняющих соединений, содержания углеводородов (в том числе предельных, ароматических), содержание спиртов, кислородсодержащих и серосодержащих соединений от 63 до 2200 раз. Достигнута 100%-ная очистка от обладающих запахом меркаптанов, сульфидов, ди- и трисульфидов, нафтеновых и терпеновых углеводородов и хлорсодержащих соединений. Более чем в 2 раза уменьшилось количество загрязняющих соединений. Однако на выходе из системы очистки идентифицированы необнаруженные на входе соединения, которые можно рассматривать как продукты трансформации при сжигании углеводородов. Хромато-масс-спектрометрические исследования, ориентированные на идентификацию с количественной оценкой компонентов воздушных выбросов до и после новой системы утилизации, позволяют проводить мониторинг выбросов с учётом реального содержания и изменения группового и компонентного состава под влиянием химического воздействия новой технологии и давать рекомендации по дальнейшему совершенствованию установки по очистке выходящих газов с точки зрения экологических аспектов.

Landfills of municipal solid waste (MSW) have a negative impact on the environment and people: air, soil, surface water and groundwater are polluted. During the storage of MSW in the body of the landfill natural anaerobic decomposition of organic waste takes place under conditions of oxygen lack, high temperature and humidity. One product of this process is landfill gas — a mixture of methane and carbon dioxide with small amounts of impurities (nitrogen, silicon, sulfur, hydrogen sulfide). Tens and hundreds of different organic compounds are also included as a compound of landfill gas. The composition and content of the individual components in landfill gas depends on the composition of landfilled waste at the solid domestic garbage dump. The landfill gas and odor run to great distances. Construction, operation and closure of landfills give rise to a number of environmental problems associated with such a classification of landfills as a secondary source of pollution of the urban environment. The solution of such environmental problems offers a variety of options for the “recovery”, “remediation” and protective measures in areas of placement of landfills. For example, in the landfill “Timokhovo” there were studied the efficacy and safety of a new chemical treatment technologies and disposal of landfill gas As a result of the installation of the system for landfill gas purification there was established the decline in the total concentration of polluting compounds, as hydrocarbons (including saturated and aromatic), alcohols, oxygen and sulfur containing compounds by from 63 to 2200 times. There was reached 100% disposal of mercaptanes, sulfides, di- and trisulfides, naphthenic and terpenic hydrocarbons and chlorinated compounds. The number of identified compounds was reduced by more than 2 times. However, at the output of the purification system there were revealed compounds not identified at the input of this system. It can be regarded due to the appearance of transformation products of flaring hydrocarbons. Gas chromatography-mass spectrometry studies directed to the identification with quantitative assessment of air emissions before and after the new system of utilization allow both perform monitoring emissions taking into account the real content and changes in group and component structure under the influence of the chemical impact of the new technologies and make recommendations for further improvement of gas purification systems in terms of environmental aspects.

твёрдые бытовые отходызахороненияполигонысвалочный газвоздействие на окружающую средухромато-масс-спектрометриязагрязняющие веществаоценка эффективности и безопасности новых технологийmunicipal solid wastelandfillslandfill gasimpact on the environmentgas chromatography-mass spectrometrycontaminantsthe evaluation of the effectiveness and the safety of new technologiesReferencesПетров В.В., Гусева А.Ю., Гусакова Н.В., Воробьев Д.М. Обеспечение функционирования городской системы экологического мониторинга данных по обращению с отходами производства и потребления в г. Таганроге. Инженерный вестник Дона. 2012; (4-2). Available at: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1350/Petrov V.V., Guseva A.Yu., Gusakova N.V., Vorob’ev D.M. The ensuring of the functioning of urban environmental data monitoring system for the management of production and consumption waste in Taganrog. Inzhenernyy vestnik Dona. 2012; (4-2). Available at: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1350/ (in Russian)Hong J., Li X., Zhaojie C. Life cycle assessment of four municipal solid waste management scenarios in China. Waste Manag. 2010; 30(11): 2362-9.Hong J., Li X., Zhaojie C. Life cycle assessment of four municipal solid waste management scenarios in China. Waste Manag. 2010; 30(11): 2362–9.Bovea M.D., Ibáñez-Forés V., Gallardo A., Colomer-Mendoza F.J. Environmental assessment of alternative municipal solid waste management strategies. A Spanish case study. Waste Manag. 2010; 30(11): 2383-95.Bovea M.D., Ibáñez-Forés V., Gallardo A., Colomer-Mendoza F.J. Environmental assessment of alternative municipal solid waste management strategies. A Spanish case study. Waste Manag. 2010; 30(11): 2383–95.Шеина С.Г., Бабенко Л.Л., Неделько С.С., Кобалия Н.Б. Система управления твёрдыми бытовыми отходами с использованием ГИС-технологий. Инженерный вестник Дона. 2012; (4-2). Available at: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive /n4p2y2012/1258/Sheina S.G., Babenko L.L., Nedel’ko S.S., Kobaliya N.B. The control system of solid household waste using GIS-technologies. Inzhenernyy vestnik Dona. 2012; (4-2). Available at: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive /n4p2y2012/1258/ (in Russian)Центр стратегических исследований топливно-энергетического комплекса Дальнего Востока. Аналитическая записка. «Энергетический потенциал свалочного газа на полигонах ТБО». Available at: http://fecsrfec.ru/upload/iblock/488/488126c7a984fc266ebb2400c8257acb.pdfCenter for Strategic Studies of the Fuel and Energy Complex of the Far East. Analytic note. «The energy potential of landfill gas at landfills». Available at: http://fecsrfec.ru/upload/iblock/488/488126c7a984fc266ebb2400c8257acb.pdf (in Russian)Гурвич В.И., Лифшиц А.Б. Добыча и утилизация свалочного газа (СГ) - самостоятельная отрасль мировой индустрии. Экологические системы. 2005; (5).Gurvich V.I., Lifshits A.B. Production and utilization of landfill gas – the independent sector of World industry. Ekologicheskie sistemy. 2005; (5). (in Russian)Дедиков Д.С. Доклад «Перспективы использования источников альтернативной энергии (на примере свалочного газа и атомной энергии). Available at: http://www.osatom.ru/mediafiles/u/files/VIII_forum_2013/Dedikova_D.S.pdfDedikov D.S. Report «Prospects for the use of alternative energy sources (the example of the landfill gas and nuclear energy)». Available at: http://www.osatom.ru/mediafiles/u/files/VIII_forum_2013/Dedikova_D.S.pdf (in Russian)Малышева А.Г., Растянников Е.Г., Беззубов А.А., Козлова Н.Ю., Баева И.В., Абрамов Е.Г. Аналитические исследования при оценке безопасности и эффективности новых технологий в медицине окружающей среды. Гигиена и санитария. 2006; 85(1): 32-4.Malysheva A.G., Rastyannikov E.G., Bezzubov A.A., Kozlova N.Yu., Baeva I.V., Abramov E.G. Analytical studies of assessing the safety and efficacy of new technologies in Environmental Medicine. Gigiena i sanitariya. 2006; 85(1): 32–4. (in Russian)Малышева А.Г., Рахманин Ю.А., Растянников Е.Г., Козлова Н.Ю., Артюшина И.Ю., Шохин В.А. Хромато-масс-спектрометрическое исследование летучих выделений растений для оценки эффективности и химической безопасности применения средоулучшающих фитотехнологий. Гигиена и санитария. 2016; 95(6): 501-7.Malysheva A.G., Rakhmanin Yu.A., Rastyannikov E.G., Kozlova N.Yu., Artyushina I.Yu., Shokhin V.A. Gas chromatography-mass spectrometry’s study of volatile plant discharge to evaluate the efficacy and safety of the environmental phytotechnologies’ improvement. Gigiena i sanitariya. 2016; 95(6): 501–7. (in Russian)Малышева А.Г. Закономерности трансформации органических соединений в окружающей среде. Гигиена и санитария. 1997; 76(3): 5-10.Malysheva A.G. Regularities of the transformation of organic compounds in the environment. Gigiena i sanitariya. 1997; 76(3): 5–10. (in Russian)Малышева А.Г., Рахманин Ю.А. Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды. СПб.: Профессионал; 2012.Malysheva A.G., Rakhmanin Yu.A. The Physical and Chemical Studies and Methods of Substances Control in the Environmental Hygiene [Fiziko-khimicheskie issledovaniya i metody kon-trolya veshchestv v gigiene okruzhayushchey sredy]. St. Petersburg: Professional; 2012. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.