7. Загрязнение почвы, осадочных отложений, подпочвы и шлама

7.26. Покрытия полигонов для отходов

Покрытия полигонов для отходов могут использоваться:

• для минимизации влияния на поверхность установки для утилизации отходов;

• для предотвращения вертикального просачивания воды в отходы, что может привести к возникновению продуктов выщелачивания;

• хранения отходов во время очистки;

• контроля над выбросами газа из отходов;

• создания почвенного слоя, который может поддерживать растительный покров и/или использоваться для других целей.

Покрытие полигона для отходов - это наиболее распространенная форма восстановления, так как она менее затратная, чем другие технологии и позволяет эффективно управлять человеческими ресурсами и экологическими рисками, связанными с восстановлением участка.

Конструкция покрытий полигонов для отходов зависит от конкретного участка и целевого предназначения системы. Покрытия полигонов для отходов включают различные конструкции: от однослойной системы растительного покрова до сложной многослойной системы, состоящей из почвенного слоя и геосинтетических материалов. Как правило, менее сложные системы требуются в районах с сухим климатом; более сложные системы требуются в районах с влажным климатом. Материалы, используемые для строительства покрытий, включают малопроницаемые и высокопроницаемые почвы и малопроницаемые геосинтетические материалы. Малопроницаемые материалы отводят воду и предотвращают ее попадание в отходы. Высокопроницаемые материалы отводят воду, которая просачивается в покрытие. Для повышения устойчивости склонов могут использоваться другие материалы.

Важнейшими компонентами покрытий полигонов для отходов является приповерхностный слой и дренирующий слой. Приповерхностный слой представляет собой грунт (глину) с низкой проницаемостью и/или геосинтетический бентонитный изоляционный ковер. Мягкое дренажное покрытие из геоткани помещается на приповерхностный слой. Дренажное покрытие из геоткани обычно поставляется в больших рулонах; толщина варьируется от 20 до 140 мм, ширина от 15до 100 фт и длина - от 180 до 840 фт). Список используемых полимеров очень большой и включает поливинилхлорид, полиолефины с различной плотностью, армированный сульфохлорированный полиэтилен, полипропилен, смесь этиленов и сополимеров и новые материалы. Как правило, грунт, используемый в качестве изолирующего материала, представлен глиной, которая компактируется до уровня гидравлической проводимости не более 1 x 10-6 см/сек. Уплотненный грунт, используемый в качестве изолирующего материала, обычно устанавливается на высоте 6 дюймов, как минимум, для достижения толщины в размере 2 фт или более. При изготовлении сложного изолирующего материала используются грунт и дренажное покрытие из геоткани с учетом преимуществ каждого материала. Дренажное покрытие из геоткани является водонепроницаемым, однако если возникает протечка, компоненты грунта защищают нижележащие отходы от попадания в них большого количества воды.

Установки, расположенные на загнивающих отходах, должны быть сконструированы таким образом, чтобы улавливать и контролировать уровень метана и углекислого газа, потенциальных парниковых газов.

Асфальтовое/бетонное покрытие

Самые эффективные однослойные покрытия состоят из бетона/битумного асфальта. Они используются для формирования поверхностного барьера между полигоном отходов и окружающей средой. Асфальтобетонное покрытие уменьшает попадание воды, содержащей выщелоченные вещества, с полигона отходов в соседний водоносный слой.

Альтернативное покрытие в соответствии с RCRA Subtitle C

Многослойное покрытие в соответствии с RCRA C - это основной вид покрытий, предлагаемый для использования в соответствии с RCRA. Это покрытие в основном состоит из верхнего растительного слоя (растительный грунт), дренажного слоя, малопроницаемого слоя, который состоит из синтетического покрытия, расположенного на 2 фт выше уплотненной глины. Обделка из уплотненной глины является эффективной, если она удерживает некоторое количество жидкости. Однако она подвержена растрескиванию, если глинистая порода высыхает. Поэтому для засушливых регионов рассматриваются альтернативные варианты покрытий.

Покрытие в соответствии с RCRA Subtitle D

Требования RCRA Subtitle D относятся к полигонам для неопасных отходов. Покрытие полигона для отходов в соответствии с RCRA Subtitle D - это система выстила нижнего слоя или естественное грунтовое основание. Покрытие должно отвечать следующим техническим характеристикам:

- проницаемость материала не должна превышать 1 x 10-5 см/с или быть эквивалентной наименьшему из проницаемости нижнего слоя или естественного грунта;

- фильтрационный слой должен содержать не менее 45 см грунтового материала;

- слой управления эрозией должен содержать не менее 15 см грунтового материала, способного поддерживать естественный рост растений.

Можно рассмотреть альтернативный дизайн, но аналогичный по своей функциональности в соответствии с вышеуказанными техническими характеристиками. Все покрытия должны быть сконструированы таким образом, чтобы предотвращать эффект «ванны». Эффект «ванны» возникает тогда, когда более проницаемое покрытие размещается над менее проницаемым нижним слоем или естественным грунтовым основанием. Затем полигон заполняется как ванна.

Покрытия на полигонах для отходов могут быть временными или постоянными. Временные покрытия могут быть установлены до окончательного закрытия для минимизации образования продуктов выщелачивания до выбора лучшего метода. Они обычно используются для минимизации инфильтрации, когда нижележащая масса отходов подвергается укладке. Таким образом, обеспечивается более стабильная основа для окончательного покрытия, снижая тем самым стоимость техобслуживания после закрытия. Покрытия для полигонов отходов могут применяться для уничтожения крупных объемов отходов, для которых другие методы очистки являются практически нецелесообразными. Например, в местах расположения шахт покрытия могут использоваться для минимизации инфильтрации воды в загрязненные отвалы хвостов обогащения и обеспечения удобной базы для создания растительного покрова. При наличии водоотводов и структур задержания воды покрытия могут быть сконструированы таким образом, что поверхностный поток воды будет направляться в противоположную от отходов сторону, уменьшая эрозию почвы.

Ограничивающие факторы:

Покрытия для полигонов отходов не могут уменьшить токсичность, мобильность и объемы вредных отходов, но могут снизить их миграцию. Покрытия для полигонов отходов являются наиболее эффективными, если большая часть отходов находится выше уровня грунтовой воды. Покрытия не могут предотвратить прохождение горизонтального потока подземных вод через отходы; они могут предотвратить вертикальное просачивание воды в отходы. Во многих случаях покрытия используются вместе с вертикальными ограждениями для минимизации горизонтальных потоков и миграции. Срок службы компонентов полигонов (включая покрытия) может быть продлен с помощью постоянных проверок и технического обслуживания. Растительность, которая отличается глубоким проникновением корней в почву, должна удаляться в местах расположения покрытий. Кроме того, необходимо предпринимать меры предосторожности с тем, чтобы деятельность по землепользованию не нарушила целостность покрытий.

7.27. Укрепление покрытий полигонов для отходов

Целью укрепления покрытий полигонов для отходов является сокращение или предотвращение передвижения загрязняющих веществ (например, просачивания). Сбор поверхностного стока и покрытие полигонов растительным слоем - два основных метода, используемых в этих целях. Для сбора сточных вод используется водосток, позволяющий контролировать водный баланс на полигоне. Растительный покров снижает уровень увлажненности почвы за счет поглощения воды растениями и суммарного испарения.

Уровень осадков на полигоне балансируется за счет сочетания эффектов следующих явлений: сток воды, накапливание в почве, суммарное испарение и просачивание воды в почву. Для минимизации или предотвращения просачивания воды в почву с учетом определенного объема осадков необходимо повысить эффект от стока воды и/или суммарного испарения.

Сбор сточных вод

Для сбора сточных вод используется водосток, позволяющий контролировать водный баланс на полигоне. Данная мера может быть реализована просто путем установки на поверхности металлического ливнеотводного лотка параллельно склону. Процентная доля водостока повышается при увеличении площади покрытия ливнеотводного лотка. Однако чрезмерное покрытие (> 40%) практически не приводит к повышению эффективности водостока.

Растительный покров

Растительный покров снижает уровень увлажненности почвы за счет поглощения воды растениями и суммарного испарения. Кроме того он ограничивает эрозию почвы. Растительный покров более стабилен, поскольку для его создания используются в основном природные материалы и структуры, что подразумевает его долговечность.

Укрепление покрытия полигонов применимо к традиционным местам захоронения отходов, хранилищам жидких стоков, отвалам грунта, шламам и некоторым шахтным отходам. Этот способ может оказаться менее дорогостоящим, чем установка традиционных барьеров, за счет простой структуры и использования местных ресурсов. Этот способ несложно проектировать, установка на существующем покрытии полигона не требует больших усилий, так же как и ликвидация, в случае если будет принято решение об использовании данного участка в других целях.

Ограничивающие факторы:

• Требуется провести надлежащую оценку участка.

• Растительный покров имеет сезонные ограничения.

• Чрезмерное покрытие (> 40%) практически не приводит к повышению эффективности водостока.