Оценка качества воздуха помещений на полигонах твердых коммунальных отходов по микробному загрязнению и способ его очистки

Биогаз полигонов содержит большое количество вредных и опасных примесей и может быть источником микробиологического загрязнения как самого полигона твердых коммунальных отходов, так и прилегающих территорий. В данной работе используются современные биотехнологии, предназначенные для защиты окружающей среды, изучения количественного и качественного состава биогаза на предмет содержания в нем вредных микроорганизмов, а также удаления опасных примесей из биогаза. Проведена оценка возможности очистки воздуха помещений полигонов и прилегающих к ним территорий зелеными насаждениями с использованием системы биологической очистки на базе аппаратнобиологического комплекса от микробиологического загрязнения. Данные проведенных лабораторных исследований показывают, что аппаратно-биологические комплексы позволяют снизить негативное воздействие на персонал и работников оперативных пунктов и жителей прилегающих территорий путем очистки воздуха. 

1. Аликбаева Л. А., Фигуровский А. П., Васильев О. Д., Ермолаев-Маковский М. А., Меркурьева М. А., Мокроусова О. Н. Изучение микробного загрязнения воздушной среды и оборудования станции биологической очистки промышленных сточных вод // Гигиена и санитария. 2010. № 5. С. 24 – 25.

2. Масликов В. И., Чусов А. Н., Молодцов Д. В., Рыжакова М. Г. Зональное определение эмиссий биогаза на полигоне ТБО для оценки геоэкологического состояния и обоснования управления процессами разложения отходов при рекультивации // Глобальная энергия. 2012. № 2 (147). С. 260 – 265.

3. Масликов В. И., Чусов А. Н., Молодцов Д. В. Исследования состава биогаза на полигоне твердых бытовых отходов // Безопасность в техносфере. 2013. Т. 2, № 6. С. 24 – 28. https://doi.org/10.12737/2158

4. Устройство повышения качества воздуха : пат. 82420 Рос. Федерация : МПК, A61L 9/12, 3/12 / Воробьев К. В., Бурцева В. С., Спичкин Г. Л. ; заявитель и патентообладатель Спичкин Георгий Леонидович. № 200813/22 ; заявл. 25.08.2008 ; опубл. 27.04.2009, 14 с.

5. Цыбуля Н. В., Рычкова Н. А., Дульцева Г. Г., Скубневская Г. И. Изучение возможностей некоторых декоративных растений как фильтров для очистки газовоздушной среды помещений от формальдегида и других карбонильных соединений // Химия в интересах устойчивого развития. 2000. T. 8, № 6. С. 881 – 884.

6. Чусов А. Н., Зубкова М. Ю., Кораблев В. В., Масликов В. И., Молодцов Д. В. Технология использования в топливных элементах водородосодержащей смеси на основе биогазов для энергообеспечения автономных потребителей // Глобальная энергия. 2013. № 4 (183). С. 78 – 85.

7. Albrecht A., Fischer G., Brunnemann-Stubbe G., Jäckel U., Kämpfer P. Recommendations for study design and sampling strategies for airborne microorganisms, MVOC and odours in the surrounding of composting facilities // International Journal of Hygiene and Environmental Health. 2008. Vol. 211, iss. 1 – 2. P. 121 – 131. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2007.05.004

8. Andrianova M. Ju., Vorobjev K. V., Lednova Ju. A., Chusov A. N. A short-term model experiment of organic pollutants treatment with aquatic macrophytes in industrial and municipal waste waters // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 587 – 589. P. 653 – 656. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.587-589.653

9. Bünger J., Schappler-Scheele B., Hilgers R., Hallier E. A 5-year follow-up study on respiratory disorders and lung function in workers exposed to organic dust from composting plants // International Archives of Occupational and Environmental Health. 2007. Vol. 80, iss. 4. P. 306 – 312. https://doi.org/10.1007/s00420-006-0135-2

10. Deportes I., Benoit-Guyod J. L., Zmirou D. Hazard to man and the environment posed by the use of urban waste compost // The Science of the Total Environment. 1995. Vol. 172, iss. 2 – 3. P. 197 – 222. https://doi.org/10.1016/0048-9697(95)04808-1

11. Douwes J., Thorne P., Pearce N., Heederik D. Bioaerosol health effects and exposure assessment: Progress and prospects // The Annals of Occupational Hygiene. 2003. Vol. 47, iss. 3. P. 187 – 2003. https://doi.org/10.1093/annhyg/meg032.

12. Fischer G., Albrecht A., Jäckel U., Kämpfer P. Analysis of airborne microorganisms, MVOC and odour in the surrounding of composting facilities and implications for future investigations // International Journal of Hygiene and Environmental Health. 2008. Vol. 211, iss. 1 – 2. P. 132 – 142. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2007.05.003

13. Gorny R. L., Reponen T., Willeke K., Schmechel D., Robine E., Boissier M., Grinshpun S. A. Fungal fragments as indoor air biocontaminants // Applied and Environmental Microbiology. 2002. Vol. 68, № 7. P. 3522 – 3531. https://doi.org/10.1128/AEM.68.7.3522-3531.2002

14. Grisoli P., Rodolfi M., Villani S., Grignani E., Cottica D., Berri A., Maria Picco A., Dacarro C. Assessment of airborne microorganism contamination in an industrial area characterized by an open composting facility and a wastewater treatment plant // Environmental Research. 2009. Vol. 109, iss. 2. P. 135 – 142. https://doi.org/10.1016/j.envres.2008.11.001

15. Hargreaves J. C., Adi M. S., Warman P. R. A review of the use of composted municipal solid waste in agriculture // Agriculture Ecosystems & Environment. 2008. Vol. 123, iss. 1 – 3. P. 1 – 14. https://doi.org/10.1016/j.agee.2007.07.004

16. Herr C. E. W., zur Nieden A., Jankofsky M., Stilianakis N. I., Boedeker R. H., Eikmann T. F. Effects of bioaerosol polluted outdoor air on airways of residents: a cross sectional study // Occupational and Environmental Medicine. 2003. Vol. 60, iss. 5. P. 336 – 342. https://doi.org/10.1136/ oem.60.5.336

17. Hung H. F., Kuo Y. M., Chien C. C., Chen C. C. Use of floating balls for reducing bacterial aerosol emissions from aeration in wastewater treatment processes // Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 175, iss. 1 – 3. P. 866 – 871. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.10.090

18. Huttunen K., Kaarakainen P., Meklin T., Nevalainen A., Hirvonen M.-R. Immunotoxicological properties of airborne particles at landfill, urban and rural sites and their relation to microbial concentrations // Journal of Environmental Monitoring. 2010. Vol. 12, iss. 6. P. 1368 – 1374. https://doi.org/10.1039/c002579h

19. Kalwasinska A., Burkowska A. Municipal landfill sites as sources of microorganisms potentially pathogenic to humans // Environmental Sciences: Processes and Impacts. 2013. Vol. 15, iss. 5. P. 1078 – 1086. https://doi.org/10.1039/c3em30728j

20. Kalwasinska A., Burkowska A., Brzezinska M.S. Exposure of workers of municipal landfill site to bacterial and fungal aerosol // Clean – Soil, Air, Water. 2014. Vol. 42, iss. 10. P. 1337 – 1343. https://doi.org/10.1002/clen.201300385

21. Le Goff O., Godon J.-J., Milferstedt K., Bacheley H., Steyer J.-P., Wery N. A new combination of microbial indicators for monitoring composting bioaerosols // Atmospheric Environment. 2012. Vol. 61. P. 428 – 433. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.07.081

22. Liang R., Xiao P., She R., Han S., Chang L., Zheng L. Culturable airborne bacteria in outdoor poultry-slaughtering facility // Microbes and Environments. 2013. Vol. 28, iss. 2. P. 251 – 256. https://doi.org/10.1264/jsme2.ME12178

23. Lis D. O., Ulfig K., Wlazlo A., Pastuszka J. S. Microbial air quality in offices at municipal landfills // Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 2004. Vol. 1, iss. 2. P. 62 – 68. https://doi.org/10.1080/15459620490275489

24. Nikaeen M., Hatamzadeh M., Hasanzadeh A., Sahami E., Joodan I. Bioaerosol emissions arising during application of municipal solid-waste compost // Aerobiologia. 2009. Vol. 25, iss. 1. P. 1 – 6. https://doi.org/10.1007/s10453-008-9102-6

25. Nolasco D., Lima R. N., Hernandez P. A., Perez N. M. Non-controlled biogenic emissions to the atmosphere from Lazareto Landfill, Tenerife, Canary Islands // Environmental Science and Pollution Research. 2008. Vol. 15, iss. 1. P. 51 – 60. https://doi.org/10.1065/espr2007.02.392

26. Palmiotto M., Fattore E., Paiano V., Celeste G., Colombo A., Davoli E. Influence of a municipal solid waste landfill in the surrounding environment: Toxicological risk and odor nuisance effects // Environment International. 2014. Vol. 68. P. 16 – 24. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.03.004

27. Ryzhakova M. G., Maslikov V. I., Chusov A. N., Korablev V. V. The environmental problem of household hazardous waste generation and treatment // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 675 – 677. P. 761 – 769. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.675-677.761

28. Soreanu G., Dixon M., Darlington A. Botanical biofiltration of indoor gaseous pollutants – A mini-review // Chemical Engineering Journal. 2013. Vol. 229. P. 585 – 594. https://doi.org/ 10.1016/j.cej.2013.06.074

29. Taha M. P. M., Drew G. H., Longhurst P. J., Smith R., Pollard S. J. T. Bioaerosol releases from compost facilities: Evaluating passive and active source terms at a green waste facility for improved risk assessments // Atmospheric Environment. 2006. Vol. 40, iss. 6. P. 1159 – 1169. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2005.11.010

30. Vitezova M., Vitez T. Microbiological characteristics of bioaerosols at the composting plant // Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis. 2013. Vol. 61, № 5. P. 1479 – 1485. https://doi.org/10.11118/actaun201361051479

31. Wery N. Bioaerosols from composting facilities – a review // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2014. Vol. 4. Article number 42. https://doi.org/10.3389/fcimb.2014.00042

32. Zhang H. J., Liu X. H., Wang S. J., Fang L., Zhang L. H. Research on health risk assessment methodologies of municipal solid waste landfill // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 989 – 994. P. 5596 – 5600. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.989-994.5596

33. Zhazhkov V. V., Zubkova M. Yu., Maslikov V. I., Molodtsov D. V., Chusov A. N., Semenenko D. V. Model calculation of energy carriers expenses on the basis of biogas in system reformer – fuel cell for autonomous power supply systems // Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 725 – 726. P. 1602 – 1607.

34. Zinchenko A. V., Paramonova N. N., Privalov V. I., Reshednikov A. I. Estimation of methane emissions in the St. Petersburg, Russia, region: An atmospheric nocturnal boundary layer budget approach // Journal of Geophysical Research. Atmospheres. 2002. Vol. 107, iss. 20. P. ACH 2-1 – ACH 2-11. https://doi.org/10.1029/2001JD001369

35. Zubkova M. Yu., Maslikov V. I., Molodtsov D. V., Chusov A. N. Experimental research of hydrogenous fuel production from biogas for usage in fuel cells of autonomous power supply systems // Advanced Materials Research. 2014 a. Vol. 941 – 944. P. 2107 – 2111. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.941-944.2107

36. Zubkova M. Yu., Maslikov V. I., Molodtsov D. V., Chusov A. N. The ways assessment of direct production electricity and heat from hydrogenous fuel based on biogas for autonomous consumers // Applied Mechanics and Materials. 2014 b. Vol. 587 – 589. P. 330 – 337. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.587-589.330