СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. Проблема процессов трансформации органических веществ на полигонах ТБО 5
1.2. Оценка трансформации органических веществ на полигонах ТБО 7
1.4. Исследование загрязнения почв на Полигоне ТБО г. Калуги 19
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 27
2.1. Объекты и методы исследований 27
2.2. Проведение опытов 28
2. 3. Динамика трансформации органических веществ в почве в процессе минерализации компоста из ТБО 35
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 38
3.1. Изменение подвижности химических элементов в процессе трансформации органического вещества из твердых бытовых отходов (модельный лабораторный опыт 1) 38
3.2. Трансформация органических веществ в системе компост из твердых бытовых отходов-раствор в зависимости от рН экстрагента (модельный лабораторный опыт 2) 44
3.3. Динамика кислотности почвы и подвижных соединений кальция, фосфора и калия в процессе трансформации органических веществ из ТБО в условиях полевого эксперимента 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Проблема управления твердыми бытовыми отходами (ТБО) в последние десятилетия является глобальной экологической проблемой. Ежегодно на планете образуются миллионы тонн ТБО, во вторичный оборот включается не более 4%. Подавляющее количество отходов продолжают вывозить на свалки (полигоны) (Шубов Л.Я. и др., 2002; Абрамов Н.Ф., Юдин А.Г., 1999; Беньямовский Д.Н., 1994). На государственном и международном уровнях ведутся дискуссии о выборе экономически выгодных и экологически целесообразных стратегиях обращения с отходами.
Цель работы. Изучить экологическую оценку трансформации органических веществ в почве в процессе минерализации компоста из ТБО.
Задачи исследования:
1. Выявить преимущества биотермической переработки ТБО по сравнению с другими широко используемыми методами обезвреживания отходов (вывоз на свалки, сжигание).
2. Оценить возможности использования компоста из ТБО в качестве мелиоранта кислых почв.

3. Получить характеристики трансформации органического вещества компоста из ТБО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важным компонентом стратегии устойчивого развития является решение проблемы управления твёрдыми бытовыми отходами (ТБО). Из широко применяемых методов обезвреживания ТБО метод биотермической переработки является наиболее экологически чистым. Использование биотермически переработанных ТБО для повышения плодородия почв, при условии нормирования и контроля, экологически безопасно для окружающей среды в отличие от сжигания или создания техногенных геохимических образований (свалки, полигоны) с аномально высокими концентрациями органического вещества, макро- и микроэлементов.
Внесение ТБО в сельскохозяйственные и городские земли является одним из активных элементов замыкания биологического круговорота веществ, позволяет снизить негативное воздействие на окружающую среду продуктов трансформации на свалках (полигонах) или сжигания органосодержащей фракции ТБО. Захоронение ТБО, а также уничтожение их при сжигании можно рассматривать как существенный фактор антропогенного воздействия на глобальные циклы элементов (углерод, азот, фосфор) в биосфере.
Для компостов полученных из ТБО характерно наличие всех элементов, необходимых для питания растений. Содержание органического вещества в свежем компосте составляет не менее 50% сухого вещества. По содержанию углеводов, белков и лигнина компост сравним с растительными остатками, поступающими в почву. Внесение компоста из ТБО в дерново-подзолистые почвы улучшает агрохимические и агрофизические свойства почв, обеспечивает увеличение содержания подвижных соединений биофильных элементов.
Впервые изучена динамика агрохимических параметров дерново-подзолистой почвы при использовании компоста из ТБО в качестве органического удобрения и мелиоранта. Результаты опытов показали, что за 3-летний период взаимодействия компостов с почвой скорости уменьшения концентраций подвижного калия в почве в 2-4 раза превышали скорости уменьшения концентраций подвижного фосфора. В полевом опыте в вариантах с компостом из ТБО скорости уменьшения концентраций Р2О5 и К2O в почве были ниже в 2-2,3 и в 1,8-3,4 раза соответственно по сравнению с вариантом (NPK+известняковая мука).
Экспериментально показано, что компост из ТБО оказывает длительное нейтрализующее действие на почвенную кислотность. Использование его на кислых дерново-подзолистых почвах равноценно известкованию. Впервые установлено, что нейтрализующее действие компоста более продолжительно, чем при использовании известняковой муки. С 1 т компоста (сухого вещества) в почву поступает от 55 до 118 кг Са. Значительная доля Са находится в соединениях, способных к диссоциации с высвобождением ионов Са2+ при взаимодействии с почвенным раствором. Скорости увеличения концентраций обменного Са2+ в течение первых 3-4 месяцев взаимодействия мелиорантов с почвой в 5-30 раз превышали скорости уменьшения концентраций Са2+ в последующий период (2-2,5 года) наблюдения.
Установлено, что при использовании компоста из ТБО в качестве компонента субстратов (почво-компостная смесь) необходимо учитывать его нейтрализующую способность. Наиболее благоприятными для роста и развития растений агрохимическими свойствами характеризуются субстраты, приготовленные при соотношении почва:компост 3:1. Дальнейшее увеличение объемной доли компоста в субстратах приводит к увеличению их щелочности.
С 1 т компоста из ТБО (сухого вещества) в почву поступает не менее 10 кг азота. Выявлено, что соотношение аммонийной и нитратной форм азота в компосте зависит от срока выдержки. В порядке увеличения содержания нитратного азота (мг/100 г сухого вещества) компосты располагаются в ряд: свежий (2,9) < < годичный (26,8) < биотопливо (35,4). В свежем компосте минеральный азот находится преимущественно в аммонийной форме. В процессе минерализации компоста происходит увеличение содержания нитратного азота. При внесении свежего компоста в почву в течение первых 1,5-2 месяцев может наблюдаться дефицит нитратного азота.

Список литературы

Аболин А.А. Двухэтапная система транспортировки ТБО // ЖКХ. - 2003. - N 10, ч.1. - С.39-45.
Абрамов В.Н., Стариков К.В. Установка для уничтожения медицинских отходов // Пробл. охраны окруж. среды на урбанизир. территориях: Матер. междунар. конф. студ. и мол. ученых, Пермь, 1996. - Пермь, 1996. - С.116-118.
Абрамов Н.Ф. Перспективы селективного сбора твердых бытовых отходов Москвы // Чистый город. - 1998. - N 1. - С.32-39.
Анализ различных технологий термической переработки твердых бытовых отходов / Эскин Н.Б., Тугов А.Н., Хомутский А.Н. и др. // Энергетик. - 1994. - N 9. - С.6-8.
Андреева И.П., Карцева Е.В., Потапов И.И. Технологии переработки бумажных отходов // Эколог. системы и приборы. - 2000. - N 7. - С.15-22. - Библиогр.: 42 назв.
Аньшаков А.С., Казакова Л.Е., Казаков А.М. Переработка твердых бытовых отходов как возобновляемого энергетического сырья // Всерос. науч. конф.: "Электротехнология: сегодня и завтра", ЭТ-97, Чебоксары, 14-16 мая, 1997: Тез. докл. - Чебоксары, 1997. - С.103.
Аньшаков А.С., Чередниченко В.С. Переработка твердых бытовых отходов методом высокотемпературной (плазменной) газификации // Тез. докл. науч.-практ. семинара "Утилизация отходов большого города". - М.: ВИМИ, 1993.
Бабков-Эстеркин В.И. Стекольные отходы - экологические проблемы и направления их решения // Междунар. конгр. по пробл. окруж. среды и урбаниз. ЕВРО'98 "Человек в большом городе 21 в.", Москва, 1-4 июня, 1998: Тез. докл. - М., 1998. - С.91-92.
Бельямовский Д.Н. Сжигание и пиролиз твердых бытовых отходов // Жил. и коммун. хоз-во. - 1993. - N 6. - С.28-29.
Беран П. Котлы для мусоросжигательных станций // Энергетик. - 1993. - N 7. - С.18-19.
Биосорбционный фильтр для полигона ТБО / Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Рудакова Л.В. и др. // Экол. и промышленность России. - 2001. - Сент. - С.18-20. - Библиогр.: 2 назв.
Бордунов В.В., Бордунов С.В., Леоненко В.В. Вариант комплексной переработки твердых бытовых отходов // Экол. и промышленность России. - 2004. - Окт. - С.32-33. - Библиогр.: 6 назв.
Борисов А.Ю., Брусникина С.А., Степанова Т.А. Уничтожение твердых бытовых отходов методом окислительного пиролиза // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: 7 Междунар. науч.-техн. конф. студ. и аспирантов, Москва, 27-28 февр. 2001 г.: Тез. докл. Т.3. - М.: МЭИ, 2001. - С.24-25.
Сафонов А.П., Витковская С.Е. Влияние минеральных удобрений и условий увлажнения на трансформацию гумусовых веществ дерново-подзолистых почв // Тезисы докл. международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Воронеж, 1991. Ч. 1. - С. 38-39.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Поступление 33P и 125Sb в растения в условиях водной культуры // Pадиационная биология. Радиоэкоогия. 1997. Т.37. Вып.1. - С. 111-116.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Сурьма в окружающей среде // Агрохимия. 2002. №6. - С. 86-89.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Сравнение поступления  33Р и 125Sb в растения в условиях водной и почвенной культур // Радиационная биология. Радиоэкология, 2002. Т.38. Вып.3. - С. 456-461.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Влияние содержания подвижных фосфатов в почве на накопление радиосурьмы растениями пшеницы // Научные основы ведения агропромыщленного производства в условиях крупных радиационных аварий: Материалы Всесоюзной научной конференции. Обнинск, 2002. - С. 78-80.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Параметры доступности для растений фосфора и радиосурьмы // Гумус и почвообразование: Сборник научных трудов СПбГАУ. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2002. - С. 136-139.
Витковская С.Е. Изменение реакции почвы при использовании органических отходов в качестве нетрадиционных удобрений // XXI век: молодежь, образование, экология, ноосфера: Тезисы докладов. Седьмая ежегодная научная конференция. СПб.: Изд-во СПбГУ, 1999. - С.46-47.
Витковская С.Е. Особенности перехода тяжелых металлов в системе нетрадиционные органические удобрения-почва-растения // Полевые эксперименты для устойчивого земледелия: Труды третьего международного коллоквиума / Международная организация механизации полевых экспериментов и исследований. СПб., 1999. Т.1. - С.150-153.
Витковская С.Е. Поступление тяжелых металлов в растения при использовании компоста из твердых бытовых отходов в качестве органического удобрения // Агрохимия. 2000. №5. - С.78-82.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Поступление  125Sb в растения яровой пшеницы при различных уровнях обеспеченности фосфором (опыты с водной и почвенной культурами) // Агрохимия. 2006. №5. - С. 70-75.
Витковская С.Е. Агроэкологическая оценка компоста из твердых бытовых отходов как удобрения и биотоплива для пленочных теплиц // Агрохимия на рубеже веков: Бюллетень ВИУА им. Д.И. Прянишникова. Москва, 2000. №113. - С. 117-119.
Бугаев В.В., Витковская С.Е. Экологические проблемы ресурсосберегающих технологий использования компостов из твердых бытовых отходов в овощеводстве защищенного грунта // Технологии и технологические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства в Северо-западной зоне России: Сборник научных трудов СЭНИИМЭСХ. СПб., 2000. Вып. 71. - С. 82-88.
Витковская С.Е. Экологический аспект включения переработанных твердых бытовых отходов в биологический круговорот веществ // Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии: Материалы международной научной конференции. Луга: КГУ, 2006. Т.2.. - С.25-26.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Влияние органических отходов на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и поступление тяжелых металлов в растения // Агрохимия. 2002. №7. - С. 5-10.
Витковская С.Е. Использование органических отходов для повышения плодородия почв – необходимое условие замыкания биологического круговорота веществ // Агрофизика XXI века» (к 70-летию образования Агрофизического института): Труды международной научно-практической конференции. СПб., 2002. - С. 446-449.
Витковская С.Е., Дричко В.Ф. Динамика кислотности почвы и подвижных долей кальция, калия и фосфора при использовании компоста из твердых бытовых отходов // Почвоведение. 2004. №5. - С. 596-603.
Витковская С.Е. Изменение содержания подвижных форм химических элементов в процессе трансформации органического вещества компоста из твердых бытовых отходов // Агрохимия. 2005. №4. – С. 27-31.
Выбор оптимальных технологий переработки твердых бытовых отходов / Яковлев В.А., Лихачев Ю.М., Гусаров В.В. и др. // Комплексная переработка твердых бытовых отходов - наиболее передовая технология: Сб. тр. - СПб: СПбГТУ, 2001. - С.45-61. - Библиогр.: 49 назв.
Выделение и отбор термофильных штаммов микроорганизмов для ферментации твердых бытовых отходов / Никонова Т.С., Казаринова Т.Ф., Стом Д.И., Коряковцев А.А. // Сиб. экол. журнал. - 2004. - Т.11, N 2. - С.161-166.
Гарин В.М., Медиокритский Е.Л., Хвостиков А.Г. Утилизация твердых бытовых отходов в крупных городах // Безопасность жизнедеятельности: Охрана труда и окруж. среды / Ростов н/Д гос. акад. с.-х. маш. - Ростов-на-Дону, 1997. - С.14-17.
Гарин В.М., Хвостиков А.Г. Тенденции в решении проблемы утилизации отходов // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды: Межвуз. сб. науч. тр. Вып.3 / Рост.-на-Дону гос. акад. с.-х. машиностроения. - Ростов-н/Д, 1999. - С.83-84. -
Гарин В.М., Хвостиков А.Г. Утилизация твердых бытовых отходов - возможные пути решения // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды: Межвуз. сб. науч. тр. Вып.2 / Рост.-на-Дону гос. акад. с.-х. машиностроения. - Ростов-н/Д, 1998. - С.103-105.
Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов. 2.1.7. Почва, очистка населенных мест, отходы производства и потребления, санитарная охрана почвы: СанПиН 2.1.7.1038-01. - М., 2001. - 12 с.
Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов: Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.7.1038-01. - М.: Минздрав России, 2001. - 12 с.
Гладченко Л.Г. Об экологичности использования персональных компьютеров // Проблемы транспорта Дальнего Востока: Материалы 3-й Междунар. конф., 5-7 окт. 1999. Т.1. - Владивосток: ДВО Рос. акад. тр-та, 1999. - С.41-43.
Глушков В.Г., Гришин Е.Н., Рябцев А.Д. Система очистки дымовых газов в проекте Бердского опытного мусороперерабатывающего завода // Очистка и обезвреживание дымовых газов из установок, сжигающих отходы и мусор: Сб. науч.-техн. ст. - Новосибирск: Ин-т теплофизики СО РАН, 1999. - С.91-103. -
Гонопольский А.М., Федоров Л.Г., Мурашов В.Е. Аэрация свалочного тела полигона ТБО // Экол. и промышленность России. - 2003. - Февр. - С.20-21.
Гонопольский А.М., Федоров Л.Г., Мурашов В.Е. Результаты разработки технологии подавления метаногенеза на полигоне для захоронения твердых бытовых отходов // Чистый город. - 2003. - N 1(21). - С.20-29.
Гречко А.В. Максимальное использование собственной теплопроводности твердых бытовых отходов при технологии ПОРШ // Пром. энерг. - 1995. - N 3. - С.50-52. -
Гречко А.В., Денисов В.Ф. Переработка твердых бытовых отходов по отечественной технологии ПОРШ // Цв. металлургия. - 1995. - N 9-10. - С.24-27. -
Калюжный С.В., Гладченко М.А. Лабораторные исследования анаэробно-аэробной очистки высококонцентрированных по органическим загрязнениям и содержанию азота фильтратов полигонов ТБО // Чистый город. = 2004. - N 2(26). - С.29-37. - Библиогр.: 9 назв.
Кирин В.В. К вопросу об организации санитарной уборки Санкт-Петербурга // Вопр. экологии и охраны природы. - 1994. - N 4. - С.69-72.
Киселев В.В. Рециклинг твердых бытовых отходов // ЖКХ. - 2003. - N 6. - С.24-27.
Киселева М.В., Степанова Т.А., Попов С.К. Применение экспертной системы в качестве средства решения задачи обезвреживания твердых бытовых отходов // Энергосбережение - теория и практика: Тр. Первой всерос. Школы-семинара мол. учен. и специалистов. - М.: МЭИ, 2002. - С.40-41.
Киселева М.В., Степанова Т.А., Попов С.К. Экспертная система как средство выбора оптимальных технических решений по обезвреживанию твердых бытовых отходов // Технические, экономические и экологические проблемы энергосбережения: Матер. междунар. конф., Саратов, 2-3 окт. 2001 г. - Саратов: СГТУ, 2001. - С.40-42. -