Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

Введение

В современном мире при повышенных темпах урбанизации увеличивается объем образования отходов производства и потребления, в том числе твердых коммунальных отходов. В соответствии с действующим природоохранным законодательством отходами производства и потребления являются вещества или предметы, которые образованы в процессе производства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе потребления, которые удаляются, предназначены для удаления или подлежат удалению [1]. Большая русская энциклопедия дает отличное определение, в котором отходы трактуются как остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или в процессе потребления, а также товары (продукция), утратившие свои основные потребительские свойства [2].

Аналитическая часть

В соответствии с действующим природоохранным законодательством отходы делят на 5 классов опасности – от чрезвычайно опасных отходов (I класс), при воздействии которых нарушается экосистема и отсутствует период ее восстановления до практически неопасных отходов (V класс), под влиянием которых экологическая система практически не нарушается [1].

Увеличение объема производственных ресурсов при недостаточном правовом регулировании природоохранного законодательства в области обращения с отходами производства и потребления в XX в. и начале XXI в. привели к образованию большого количества несанкционированных свалок на территории Российской Федерации. Так, до реализации «Мусорной реформы» в 2019 году большая часть твердых коммунальных отходов вывозилась на полигоны, несоответствующие требованиям санитарно-эпидемиологических и природоохранных норм.

Грунты несанкционированных свалок, строительных отходов и полигонов называют техногенными грунтами или почвенно-техногенными смесями. Это естественные почвы, существенно измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека [3].

Отходы производства и потребления могут оказывать как механическое (захламление), так и геохимическое воздействие в результате разложения и вымывания токсичных веществ, являющихся серьезной причиной загрязнения природных компонентов окружающей среды на прилегающей территории. Наличие большого количества мусора и бытовых отходов на поверхности почвы снижает ее биопродуктивность [4].

Для здоровья населения крайне важно отсутствие патогенных микроорганизмов в окружающей среде. Это напрямую влияет на санитарно-эпидемиологическое состояние территории. Однако заражение популяций может происходить не только из почвы, но и из воздуха и воды. Свалки отходов и нелицензированные свалки являются причиной повсеместной утраты биоразнообразия как высших, так и низших организмов. В то же время загрязнение химическими и биологическими компонентами может привести к заражению чужеродными почвенными микроорганизмами и появлению патогенных видов. Эти процессы наиболее опасны для прилегающих территорий, куда патогенная микрофлора попадает с поверхностным стоком и воздухом [4, 5].

В первую очередь несанкционированное размещение отходов производства и потребления влияет на почвенный покров. Почвы наименее подвижны, слабо самоочищаются и обладают высокой адсорбционной способностью [6]. Микроорганизмы первыми реагируют на все изменения в почве поскольку являются чувствительными индикаторами качества почвенной среды. Неблагоприятное воздействие на почвенные микробные сообщества приводит к утрате наиболее чувствительных связей, нарушению естественного баланса между отдельными группами почвенных микробов. Это, в свою очередь, изменяет интенсивность отдельных стадий круговорота биогенных элементов, вызывая деградацию почв, минерализацию гумуса, нарушение экологической функции и плодородия почв [7].

Для экологической оценки состояния почв используются различные химические, физические и биологические индикаторы. Последний наиболее точно отражает информацию об экологическом состоянии исследуемого объекта. Отмечая слабую изученность биологических показателей почв для экологической оценки состояния почв научные сотрудники кафедры микробиологии и иммунологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева исследовали биологическую активность почв и почвогрунтов на полигонах и свалках Московской области по интенсивности «дыхания» и целлюлозоразрушающей способности. Разложение целлюлозы (природного волокна льна) в почве осуществляют грибы, микобактерии, актиномицеты, а также множество представителей аэробных и анаэробных бактерий. Важную эколого-токсикологическую роль ингибитора в этом процессе играют тяжелые металлы. В условиях повышенного загрязнения интенсивность процесса разложения сильно снижается, что отрицательно сказывается на процессах микробиологической деструкции и делает невозможным получение растений, содержащих экологически приемлемого в качестве пищевого и энергетического сырья [8].

Также по результатам микробиологических исследований свалочных новообразований рекультивированных свалок научными сотрудниками Пермского государственного технического университета были сделаны выводы о том, что для обоснования возможности и направлений хозяйственного использования рекультивированных свалок и полигонов микробиологическая диагностика состояния отходов позволит оценить завершенность процессов биодеструкции и формировании свалочных новообразований, которые соответствовали бы дерново-подзолистым почвам или урбаноземам по оптимальному уровню микробиологических показателей [9].

В результате проводимых микробиологических исследований объектов обращения с твердыми коммунальными отходами были установлены закономерности и принципы функционирования микробиологического сообщества как самостоятельной системы, способной изменять в процессе своей жизнедеятельности условия среды. Доказана применимость универсальной концепции множественности экологических стратегий жизни природных популяций микроорганизмов почвы, соответствующих различным типам отбора, для микроорганизмов, осуществляющих свою жизнедеятельность в условиях полигона. Выявлены микроорганизмы, осуществляющие биодеградацию органических веществ на начальном этапе функционирования полигонов: в поверхностном слое от 2 до 50 см в аэробных условиях – неспороносные бактерии и микроскопические грибы; по мере уплотнения отходов и смены аэробного режима на анаэробный на глубине от 0,5 до 5 м – анаэробные формы и актиномицеты. Определены условно-патогенные и патогенные виды микроорганизмов в депонированных отходах, снеговом покрове и поверхностных водоисточниках и в зоне влияния полигона [10].

Также на основании экспериментальных исследований на модельных биоректорах в аэробных и анаэробных условиях выявлены и количественно определены основные экологические факторы, действующие на полигонах (температура, влажность, рН, НГ, наличие биохимических ингибиторов), и установлена роль микроорганизмов в процессе биодеструкции и трансформации органических веществ. Разработана методология микробиологической диагностики экологического и санитарно-эпидемиологического состояния полигонов депонирования твердых коммунальных (ранее – бытовых) отходов для решения задач по минимизации их воздействия на окружающую среду в период эксплуатации и проведения рекультивационных работ [11].

Заключение

Изучая научные труды, связанные с исследованиями микробиома почв и смеси почв и техногенных грунтов на объектах накопленного вреда, несанкционированных свалок и полигонов можно сделать вывод что данное направление исследования является одним из приоритетных, в том числе для определения возможности рационального использования образованного почвенного покрова после рекультивации свалки, а также для оценки воздействия полигонов отходов во время их эксплуатации.