Assessment of the Impact of Solid Waste on the Environment, Ground and Surface Water

Abstract


The article presents the results of a study of the impact of a waste disposal facility with filtration and protective dams made of natural materials on the state of the surrounding natural environment. For a detailed assessment of the impact, studies of the state of ground and surface waters at the location of the facility were conducted. Field engineering and geological work was carried out. Areas located near the storage ponds of the solid municipal waste landfill were considered. Engineering and geological testing was carried out in order to study the physical and mechanical properties of soils and identify the main patterns of spatial variability of their properties. Wells were drilled, and during their drilling, a layer-by-layer description of all encountered soil types was carried out, with a description of their structural features. Soil samples were taken along the predominant directions of groundwater movement. The chemical composition of the facility's wastewater and the chemical composition of the soils that make up the filtration dams of the storage ponds are given. Based on the analysis of the data obtained, a conclusion was made about the possibility of using filter dams to significantly reduce pollutant concentrations and minimize the spread of pollutants in the environment. The filtering capacity of the dam protecting the environment from the penetration of solid municipal waste landfill filtrate was assessed. According to the results of the conducted studies, no excess concentrations of pollutants were detected. The possibility of using the filtration and sorption characteristics of dams made of natural materials at old solid municipal waste disposal sites to prevent or minimize their impact on the environment was confirmed. These studies can be used in the construction of enclosing structures for waste disposal facilities to reduce the concentrations of pollutants in filtration waters and prevent them from spreading beyond the facility.

Full Text

7

About the authors

M. V Viskov

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural branch of the Russian Academy of Sciences; Perm National Research Polytechnic University

Ia. N Parshakova

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural branch of the Russian Academy of Sciences

E. D Kushnir

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural branch of the Russian Academy of Sciences; Perm National Research Polytechnic University

Iu. M Margina

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural branch of the Russian Academy of Sciences; Perm National Research Polytechnic University

References

  1. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2022 году: Государственный доклад. – М.: Минприроды России; МГУ имени М.В. Ломоносова, 2023. – 686 с.
  2. Singh, A. Solid waste management through the applications of mathematical models / A. Singh // Resources, Conservation and Recycling. – 2019. – Vol. 151. – 104503.
  3. Batool, S.A. Municipal solid waste management in Lahore city district, Pakistan / S.A. Batool, M.N. Ch // Waste management. – 2009. – Vol. 29 (6). – P. 1971–1981.
  4. Methodology to design a municipal solid waste pre-collection system. A case study / A. Gallardo, M. Carlos, M. Peris, F.J. Colomer // Waste management. – 2015. – Vol. 36. – P. 1–11.
  5. Jaligot, R. Decoupling municipal solid waste generation and economic growth in the canton of Vaud, Switzerland / R. Jaligot, J. Chenal // Resources, Conservation and Recycling. – 2018. – Vol. 130. – P. 260–266.
  6. Meng, X. Multi-agent based simulation for household solid waste recycling behavior / X. Meng, Z. Wen, Y. Qian // Resources, Conservation and Recycling. – 2018. – Vol. 128. – P. 535–545.
  7. Seasonal variation of municipal solid waste generation and composition in four East European cities / G. Denafas, T. Ruzgas, D. Martuzevičius, S. Shmarin, M. Hoffmann, V. Mykhaylenko [et al.] // Resources, conservation and recycling. – 2014. – Vol. 89. – P. 22–30.
  8. Municipal solid waste management in Indian cities–A review / M. Sharholy, K. Ahmad, G. Mahmood, R.C. Trivedi // Waste management. – 2008. – Vol. 28 (2). – P. 459–467.
  9. Evalution of landfill leachate pollution and treatment / Z. Salem, K. Hamouri, R. Djemaa, K. Allia // Desalination. – 2008. – Vol. 220. – P. 108–114.
  10. Temperature and gas pressure monitoring and leachate pumping tests in a newly filled MSW layer of a landfill / T. Zhang, J. Shi, X. Qian, Y. Ai // International Journal of Environmental Research. – 2019. – Vol. 13. – P. 1–19.
  11. Evaluating pollution potential of leachate from landfill site, from the Pune metropolitan city and its impact on shallow basaltic aquifers / S.S. Kale, A.K. Kadam, S. Kumar, N.J. Pawar // Environmental monitoring and assessment. – 2010. – Vol. 162. – P. 327–346.
  12. Leachate characteristics: Potential indicators for monitoring various phases of municipal solid waste decomposition in a bioreactor landfill / A. Mohammad, D.N. Singh, A. Podlasek, P. Osinski, E. Koda // Journal of Environmental Management. – 2022. – Vol. 309. – 114683.
  13. Richards, R.G. Using microalgae for combined lipid production and heavy metal removal from leachate / R.G. Richards, B.J. Mullins // Ecological modelling. – 2013. – Vol. 249. – P. 59–67.
  14. Novel and conventional technologies for landfill leachates treatment: A review / V. Torretta, N. Ferronato, I.A. Katsoyiannis, A.K. Tolkou, M. Airoldi // Sustainability. – 2016. – Vol. 9 (1). – 9.
  15. Mohammed, A. Modelling heavy metals transformation in vertical flow constructed wetlands / A. Mohammed, A.O. Babatunde // Ecological Modelling. – 2017. – Vol. 354. – P. 62–71.
  16. О Единых требованиях к объектам обработки, утилизации, обезвреживания, размещения твердых коммунальных отходов: Постановление Правительства РФ от 12 октября 2020 года № 1657. – М., 2020.
  17. Трушин, Б.В. Принципы эффективной рекультивации полигонов ТКО / Б.В. Трушин // Твердые бытовые отходы. – 2019. – № 5. – С. 19–22.
  18. Каплина, С.П. Влияние свалки ТБО г. Кимры Тверской области на поверхностные воды / С.П. Каплина, И.З. Каманина // Вестник ТвГУ. Серия: Биология и экология. – 2019. – № 3 (55). – С. 203–214.
  19. Parvin, F. Impact of landfill leachate contamination on surface and groundwater of Bangladesh: a systematic review and possible public health risks assessment / F. Parvin, S.M. Tareq // Applied Water Science. – 2021. – Vol. 11 (6). – 100.
  20. Shapovalov, D.A. Simulation and assessment of groundwater and surface water pollution by the filtrate of solid waste landfill / D.A. Shapovalov, R.N. Kholin, U.E. Skorobogatova // International Agricultural Journal. – 2021. – No. 2. – P. 8–19.
  21. Малышева, А.В. Очистка фильтратов полигонов: мембранные технологии / А.В. Малышева // Твердые бытовые отходы. – 2011. – № 6 (60). – С. 32–33.
  22. Технология очистки дренажных полигонных вод / А.А. Поворов, В.Ф. Павлова, Н.А. Шиненкова, О.Ю. Логунов // Твердые бытовые отходы. – 2009. – № 4 (34). – С. 26–27.
  23. Литификация фильтрата полигонов ТКО как способ его утилизации / А.В. Язев, Н.О. Милютина, Н.А. Аверьянова, Е.С. Великосельская, Н.А. Политаева // Экология и промышленность России. – 2020. – Т. 24, № 6. – С. 36–41.
  24. Du, Y.J. Experimental study of migration of potassium ion through a two-layer soil system / Y.J. Du, S. Hayashi, S.Y. Liu // Environmental Geology. – 2005. – Vol. 48. – P. 1096–1106.
  25. СП 320.1325800.2017. Свод правил. Полигоны для твердых коммунальных отходов. Проектирование, эксплуатация и рекультивация / утв. и введен в действие Приказом Минстроя России от 17.11.2017 N 1555/пр (ред. от 16.03.2022). – М., 2022.
  26. Минашкина, А.В. Разработка программы мониторинга водных объектов вблизи рекультивированного полигона ТКО в пос. им. А. Космодемьянского Калининградской области / А.В. Минашкина, С.В. Кондратенко, Е.А. Воробьева // Гидрометеорология и экология. – 2021. – № 62. – С. 96–112.
  27. Ашихмина, Т.В. Системный подход к моделированию сложных процессов взаимодействия объектов размещения отходов с окружающей средой в управлении экологической безопасностью антропогенных геоэкологических систем / Т.В. Ашихмина // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. География. Геология. – 2021. – Т. 7, № 2. – С. 291–306.
  28. Организация мониторинга объектов размещения отходов (на примере полигона твердых бытовых отходов Московской области) / Е.Н. Ковалева, А.С. Яковлев, С.А. Яковлев, Е.А. Дувалина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2012. – Т. 14, № 1 (9). – С. 2418–2422. doi: 10.15862/03NZVN320.
  29. Степаненко, Е.Е. Исследование химического состава фильтрационных вод полигона твердых бытовых отходов / Е.Е. Степаненко, О.А. Поспелова, Т.Г. Зеленская // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2009. – Т. 11, № 1 (3). – С. 525–527.
  30. Рекомендации по сбору, очистке и отведению сточных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов. – М.: ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами», 2003. – 49 с.
  31. Vertical migration of leachate pollutants in clayey soils beneath an uncontrolled landfill at Huainan, China: A field and theoretical investigation / T.L.T. Zhan, C. Guan, H.J. Xie, Y.M. Chen // Science of the Total Environment. – 2014. – Vol. 470. – P. 290–298.
  32. Гольдберг, В.М. Взаимосвязь подземных вод и природной среды / В.М. Гольдберг. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 248 с.
  33. Офрихтер, В.Г. Экспериментально-теоретическое обоснование геотехнического использования хранилищ ТБО в качестве оснований: автореф. дис… д-ра техн. наук / В.Г. Офрихтер. – Волгоград, 2016. – 41 с.
  34. Управление отходами. Сточные воды и биогаз полигонов захоронения твердых коммунальных отходов / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, И.С. Глушанкова [и др.]; под ред. Я.И. Вайсман. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т., 2012. – 258 с.
  35. Оценка состояния полигонов захоронения ТБО по изменению органической составляющей / Ю.В. Завизион, Н.Н. Слюсарь, И.С. Глушанкова, Ю.М. Загорская, В.Н. Коротаев // Экология и промышленность России. – 2015. – № 7. – С. 26–31.
  36. Physical characterization of municipal solid waste for geotechnical purposes / D. Zekkos, E. Kavazanjian, J.D. Bray, N. Matasovic, M.F. Riemer // ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. – New York: ASCE, 2010. – Vol. 136, iss. 9. – P. 1231–1241.
  37. In situ testing methods for dynamic properties of MSW landfills / W.N. Houston, S.L. Houston, J.W. Liu, A. Elsayed, C.O. Sanders // Earthquake Design and performance of solid waste landfills. – ASCE GSP no. 54. – New York: ASCE, 1995. – P. 73–82.
  38. Ritzkowski, M. Landfill aeration worldwide: Concepts, indications and findings / M. Ritzkowski, R. Stegmann // Waste Management. – 2012. – Vol. 32, iss. 7. – P. 1411–1419. doi: 10.1016/j.wasman.2012.02.020
  39. Максимова, С.В. Экологические основы освоения территорий закрытых свалок и полигонов захоронения твердых бытовых отходов: дис. … д-ра техн. наук / С.В. Максимова. – Пермь, 2004. – 283 с.
  40. Воронкова, Т.В. Построение материального баланса загрязняющих веществ при захоронении твердых бытовых отходов как способ управления эмиссией фильтрата и биогаза / Т.В. Воронкова, М.В. Висков // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. – 2012. – Т. 4. – С. 279–283.
  41. Вайсман, Я.И. Управление отходами. Захоронение твердых бытовых отходов: учеб. пособие / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, В.Ю. Петров; Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2001. – 133 с.
  42. Вайсман, Я.И. Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытовых отходов. Рекультивация и потэксплуатационное обслуживание полигона: учеб. пособие / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, В.Ю. Петров; Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2012. – 244 с.
  43. Офрихтер, В.Г. Условие текучести твердых бытовых отходов / В.Г. Офрихтер, Н.Н. Лихачева // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. – 2012. – Вып. 29 (48). – С. 136–142.
  44. Air and landfill gas movement through passive gas vents installed in closed landfills / H.J. Kim, H. Yoshida, T. Matsuto, Y. Tojo, T. Matsuo // Waste Management. – 2010. – Vol. 30, iss. 3. – P. 465–472. doi: 10.1016/j.wasman.2009.10.005
  45. Cossu, R. Proposal of a methodology for assessing the final storage quality of a landfill / R. Cossu, T. Lai, E. Piovesan // Eleventh International Waste Management and Landfill Symposium. – S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy, 2007. – P. 345–349.

Statistics

Views

Abstract - 4

PDF (Russian) - 1

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2025 Viskov M.V., Parshakova I.N., Kushnir E.D., Margina I.M.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies