Строительные отходы на рекультивацию карьеров

Более 2 тысяч заброшенных карьеров насчитывается в Московской области. Большая часть из них является результатом разработки залежей строительного сырья. Площадь занятых горнодобывающими предприятиями земель в целом превышает 306 кв.км.

В таких случаях, на месте расположения использованного карьера нарушается геоморфология, наблюдаются ландшафтные видоизменения, происходит загрязнение подземных горизонтов, меняются гидрогеологический и гидрологический  режимы. В связи с этим довольно актуальной задачей становится  процесс возврата земель, нарушенных в результате карьерных разработок, в целесообразный хозяйственный оборот с непременным условием ликвидации и минимизации вреда, оказывающего влияние на окружающую среду. Для решения данной задачи созданы технологии и различные способы рекультивации карьеров и нарушенных земель, прилегающих к ним.

С другой стороны, в различных сферах производства и коммунальном хозяйстве на сегодняшний день остро стоит вопрос размещения не утилизируемых отходов в окружающей среде. Для крупных мегаполисов, в особенности для Москвы, актуальной проблемой является обезвреживание отходов сноса и строительства. В Москве они образуются при реконструкции и сносе сооружений и зданий, ремонте инженерных сетей, при производстве деталей, строительных материалов и конструкций.

Помимо этого, ежегодно в городе возводится более 6 млн кв.км новых зданий, вынимается более 11 миллионов куб.м грунта при строительстве дорог, ремонтируется около 25 тыс. квартир силами жильцов. Из общего объема строительных отходов перерабатывается только 60%, а оставшаяся часть размещается на подмосковных полигонах. Более половины этих полигонов уже заполнено на 90 % и скоро они будут закрыты. Существенная часть полигонов, намеченных к закрытию, расположена рядом с городом, и это значительно скажется на увеличении транспортных расходов по перевозке грузов после их ликвидации.

Использовать ненарушенные земельные территории для создания новых полигонов неразумно с социальной и экологической точек зрения, именно поэтому альтернативным решением проблемы рекультивации выработок является размещение отходов на выработанной территории карьеров. К тому же решаются одновременно 2 важнейшие задачи — безвредное размещение отходов и восстановление природного ландшафта. Поскольку площадь выработанного пространства велика, строительные и коммунальные отходы являются очень важным материальным ресурсом для его рекультивации.

Так как отходы потенциально экологически опасны, при использовании их в роли рекультивационных материалов должны выполняться особые условия для размещения в природной окружающей среде:

•  — предварительная подготовка перед размещением с использованием технологий;
•  — использование современных способов воздействия на массу и складирования отходов в целях их быстрого разложения;
•  — обеспечение инженерной защитой высокой степени от проникновения загрязняющих веществ геологической среды.

Но, как правило, на деле при размещении отходов в отработанных карьерах эти требования не соблюдаются. НПО "НОЭКС" были проведены исследования 300 заброшенных и действующих карьеров Московской области. Они показали, что половина из них превратилась в стихийные свалки отходов потребления и производственных отходов. Большая часть свалок, размещенных в карьерах, является опасными объектами с экологической точки зрения, которые представляют собой источники загрязнения элементов ландшафта, подземных и поверхностных вод, приземного пласта атмосферы. Распространение негативного влияния таких захоронений достигает радиуса в 0,6 км.

Отсюда следует, что проблемы размещения отходов и рекультивации отработанных карьеров тесно связаны между собой. На основе результатов обследования ряда заброшенных карьеров Московской области и анализа литературных данных можно сделать определенные выводы:

• — промышленные, строительные и твердые коммунальные отходы могут заменить природные рекультивационные материалы для заполнения сформированного пространства карьеров;
• — в разработанных методах рекультивации учитываются два последовательных этапа: биологический и горнотехнический. При этом не предусматривается заполнение сформированного пространства карьера, а также не достигается полного восстановления природной среды;
• — наличие заброшенных карьеров оказывает комплексное отрицательное влияние на природную окружающую среду;
• — вскоре в ближнем Подмосковье большинство полигонов будет закрыто в связи с исчерпанием своего лимита по размещению отходов. Таким образом, возникает необходимость выделения новых территорий для размещения отходов, что довольно затруднительно по экологическим, экономическим и социальным причинам.

В наибольшей степени требованиям экологии для расположения в отработанных карьерах соответствуют строительные отходы. Их применение при рекультивации земель существенно снизит расходы на строительные работы по сооружению природоохранных установок, т.к. они относятся по большей части к V-IV классам опасности для природной среды.

Однако в составе строительных отходов могут находиться вредные субстанции, захоронение которых скажется отрицательно на состоянии окружающей среды. К примеру, компоненты строительных сооружений, изготовленные из керамзитобетона, железобетона, золотобетона, шлакобетона, содержат добавки химического происхождения для придания необходимых технологических свойств и ускорения твердения. Отделка полов, стен осуществляется из различных синтетических покрытий.

Особо опасны формальдегиды, которые содержатся в древесноволокнистых плитах в качестве средств защиты древесины. При горении этой древесины, обработанной специальными средствами, могут выделяться вредные газы (что нередко встречается на запрещенных свалках), действующие на дыхательные пути, кожу и нервную человеческую систему. При захоронении строительных отходов главная опасность загрязнения окружающей среды может появиться при утилизации веществ, в состав которых включены органические синтетические добавки. Разнообразные строительные материалы, которые изготавливаются с использованием полистирола, дегтя, являются канцерогенными.

Чтобы минимизировать ущерб экологии природной среды, при расположении отходов необходимо составить анализ их механических, физико-химических и санитарно-эпидемиологических свойств. Малотоксичные отходы более предпочтительны, как рекультивационные материалы, в вопросе выбора отходов. При использовании наиболее токсичных отходов необходима разработка специальных технологий их размещения. Свойства тех или иных отходов при этом будут обусловливать направление освоения пространства и территории карьера по завершении заполнения ими. Таким образом, на месте нахождения карьера, рекультивируемого путем складирования органосодержащих отходов, возможно только создание лесопарковых зон, в то время как на пострекультивационной территории расположения промышленных отходов возможно строительство сооружений и нежилых зданий.

При рекультивации карьеров, выбирая отходы, необходимо обратить внимание на следующие факторы:

• — инженерно-геологический  -  сходство природных материалов карьера с отходами;
• — ресурсный  -  наличие необходимого количества отходов для заполнения карьера;
• — эколого-гигиенический  -  допустимость применения отходов со стороны безопасности для окружающей среды и людей;
• — реакционную способность  -  химическую индифферентность элементов отходов.

Эти факторы учитывают соответствующие характеристики и свойства отходов. Так, четвертый фактор (реакционной способности) можно определить наличием в отходах веществ, которые способны вступать с компонентами природной среды и друг с другом в химические реакции.

При отборе отходов для заполнения сформированного пространства учитываются их свойства. К примеру, для формирования подсыпки под гидроизоляционный экран и защитного слоя используются  малотоксичные сыпучие мелкодисперсные отходы; для создания объемных структурных компонентов карьера, таких как отсекающие дамбы, контурные призмы выполаживания откосов, подложка под временные дороги, используются отходы с низким коэффициентом пористости, высокой механической прочностью и так далее.

Анализ характеристик и свойств отходов по перечисленным факторам дает возможность определить вероятность их применения в виде рекультивационных материалов, а также найти соответствие структурного элемента использованного карьера с видом отходов.

Рекультивация закрытых карьеров с использованием строительных отходов и частично промышленных и бытовых даст возможность в комплексе решить проблемы заполнения выработанного пространства и размещения отходов и, соответственно, вернуть нарушенному ландшафту первоначальное природное состояние.