Modelowanie parametrów migracji zanieczyszczeń chemicznych w podłożu gruntowym składowisk odpadów komunalnych

Szymański, K.; Sidełko, R.; Janowska, B.; Sibilska, I.; Walendzik, B.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Modelowanie parametrów migracji zanieczyszczeń chemicznych w podłożu gruntowym składowisk odpadów komunalnych

Autorzy

Szymański K. , Sidełko R. , Janowska B. , Sibilska I. , Walendzik B.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Modelling the Parameters of Migration of Chemical Pollutants in the Soil Base of Municipal Landfills

Języki publikacji

Abstrakty

Migracja zanieczyszczeń w ośrodku gruntowym jest procesem złożonym, zależnym od wielu czynników. Model matematyczny tego procesu, oparty na założeniach hydromechaniki fizykochemicznej, uwzględniający specyfikę środowiska gruntowego i odcieku składowiskowego, ciągle jest niedoskonały. Dokładność oceny migracji skażonych wód gruntowych zależy również, w istotnym stopniu, od rozpoznania warunków gruntowo-wodnych. Dotyczy to przede wszystkim rodzaju i właściwości gruntu zalegającego w otoczeniu źródła skażenia, miąższości strefy aeracji i warstwy wodonośnej oraz kierunku i prędkości przepływu wód gruntowych. Z praktyki wiadomo, że wielkości te, określane w oparciu o badania geotechniczne, są często mylące. Wyniki badań modelowych migracji odcieków składowiskowych w podłożu gruntowym na przykładzie zmian stężenia żelaza ogólnego oraz związków organicznych wyrażonych przez straty prażenia, interpretowane za pomocą liniowej funkcje regresji wielorakiej, wskazują na możliwość ich adaptacji do określonych warunków gruntowych oraz prognozowania rodzajów zanieczyszczeń zawartych w odciekach składowiskowych, infiltrujących do podłoża zbudowanego z materiału porowatego, a tym samym do strefy saturacji.

Closed municipal and industrial waste landfill sites create potential hazard of ground water pollution. Pollutants that occur in leachate infiltrate to the soil substratum, where they are carried to in underground water. A municipal waste landfill substratum can be used for elimination of pollutants contained in leachates. Model research was performed with use of a sand bed and artificially prepared leachates. Efficiency of filtration in a bed of defined thickness was assessed based on change of iron, organic compounds value. Results of the model tests have indicated that the mass of pollutants contained in leachate filtered through porous ground layer (m_f) depends on the mass of supplied pollutants (md), intensity of supplied leachate (ω) and layer thickness (l). Increase of the mass of pollutants supplied to a unit area of ground layer causes reduction of the relative value of mass. Determined regression functions indicate compatibility with linear model of empiric values of variable m_f. Determined regression functions allow for estimation of qualitative and quantitative influence of analysed independent variables (m’_d, l, ω) onto values of the mass of pollutants flowing out from the medium sand layer. The method of evaluation of quality of water seeping through the aeration layer presented in this paper allows for estimation of the flowing out pollutants mass. Based on the test results obtained, efficiency of purification in the aeration zone can be assessed; likewise, safe thickness of the filtration layer under the landfill site can be designed.

Słowa kluczowe

odcieki składowiskowe strefa aeracji zanieczyszczenie wody migracja żelazo ogólne związki organiczne

landfill leachate aeration zone water pollution migration total iron organic compounds

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2017

Tom

Tom 19

Strony

651--667

Opis fizyczny

Bibliogr. 29 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Szymański K.

Koszalin University of Technology

autor

Sidełko R.

Koszalin University of Technology

autor

Janowska B.

Koszalin University of Technology

autor

Sibilska I.

Koszalin University of Technology

autor

Walendzik B.

Koszalin University of Technology

Bibliografia

1. Brun, A. & Engesgaard, P. (2002). Modeling of transport and biogeochemical processes in pollution plumes: literature review and model development. Journal of Hydrology, 256, 211-227.
2. Castrillón, L., Fernández-Nava, Y., Ulmanu, M., Anger, I. & Marañón, E. (2010). Physico-chemical and biological treatment of MSW landfill leachate. Waste Management, 30, 228-235.
3. Cooke, A.J., Rowe, R.K. & Rittmann, B.E. (2005). Modelling species fate and porous media effects for landfill leachate flow. Canadian Geotechnical Journal, 42, 1116-1132.
4. Cuevas, J., Ruiz, A.I., de Soto, I.S., Sevilla, T., Procopio, J.R., Da Silva, P., Gismera, M.J., Regadío, M., Sánchez Jiménez, N., Rodríguez Rastrero, M. & Leguey, S. (2012). The performance of natural clay as a barrier to the diffusion of municipal solid waste landfill leachates. Journal of Environmental Management, 95, 175-181.
5. Ghosh, P., Swati, & Thakur, I.S. (2014). Enhanced removal of COD and color from landfill leachate in a sequential bioreactor. Bioresource Technology, 170, 10-19.
6. Islam, J. & Singhal, N. (2004). A laboratory study of landfill leachate transport in soils. Water Research, 38, 2035-2042.
7. Janowska, B. & Szymański, K. (2009).Transformation of selected trace elements during the composting process of sewage sludge and municipal solid waste. Fresenius Environmental Bulletin, 18, 7, 1110-1117.
8. Koda, E., Wiencław, E. & Martelli, L. (2009).Transport modelling and monitoring research use for efficiency assessment of vertical barrier surrounding old sanitary landfill. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Land Reclamation, 41, 41-48.
9. Lacerda, C.V., Ritter, E., da Costa Pires, J.A. & de Castro, J.A. (2014). Migration of inorganic ions from the leachate of the Rio das Ostras landfill: A comparison of three different configurations of protective barriers. Waste Management, 34, 2285-2291.
10. Li, Y., Li, J., Chen, S. & Diao, W. (2012). Establishing indices for groundwater contamination risk assessment in the vicinity of hazardous waste landfills in China. Environmental Pollution, 165, 77-90.
11. Liu, Z.J., Li, X.K. & Tanga, L.Q. (2010). The Numerical Simulation of Coupling Behavior of Soil with Chemical Pollutant Effects. AIP Conference Proceedings, 1233(1), 690-695.
12. Luszniewicz, A. & Słaby, T. (2009). Statistics with computer package of STATISTICA PL. Theory and Applications. Warszawa: CH Beck (in Polish).
13. Mahmood, K., Batool, S.A., Chaudhary, M.N., Ul-Haq, Z. (2017). Ranking criteria for assessment of municipal solid waste dumping sites. Archives of Environmental Protection, 43(1), 95-105.
14. Nayak, S., Sunil, B.M. & Shrihari, S. (2007). Hydraulic and compaction characteristics of leachate-contaminated lateritic soil. Engineering Geology, 94(3-4)2, 137-144.
15. Nowak, R., Włodarczyk-Makuła, M., Wiśniowska, E., Grabarczyk, K. (2016). Porównanie efektywności podczyszczania odcieków składowiskowych. Rocznik Ochrona Środowiska, 18, 122-133.
16. Poradnik (2000). Metody badania i rozpoznawania wpływu na środowisko gruntowo-wodne składowisk odpadów stałych. Warszawa: Ministerstwo Środowiska – Departament Geologii (in Polish).
17. Regadío, M., Ruiz, A.I., de Soto, I.S., Rodriguez Rastrero, M., Sánchez, N., Gismera, M.J., Sevilla, M.T., da Silva, P., Rodríguez Procopio, J. & Cuevas, J. (2012). Pollution profiles and physicochemical parameters in old uncontrolled landfills. Waste Management, 32, 482-497.
18. Reyes-López, J.A., Ramírez-Hernández, J., Lázaro-Mancilla, O., Carreón-Diazcontia, C. & Martín-Loeches Garrido M. (2008). Assessment of groundwater contamination by landfill leachate: A case in México. Waste Management, 28, S33-S39.
19. Schiopu, A.M. & Gavrilescu, M. (2010). Options for the Treatment and Management of Municipal Landfill Leachate: Common and Specific. Clean: Soil, Air, Water, 38(12), 1101-1110.
20. Sidełko, R., Chmielińska-Bernacka, A. (2013). Application of compact reactor for methane fermentation of municipal waste. Rocznik Ochrona Środowiska, 15, 683-693.
21. Siebielska, I. & Sidełko, R. (2015). Polychlorinated biphenyl concentration changes in sewage sludge and organic municipal waste mixtures during composting and anaerobic digestion. Chemosphere, 126, 88-95.
22. Szymański, K. & Nowak, R. (2012). Transformations of leachate as a result of technical treatment at municipal waste landfills (in Polish). Rocznik Ochrona Środowiska, 14, 337-350.
23. Szymański, K. & Siebielska, I. (2000). Evaluation of groundwater pollution: analytical problems (in Polish). Ochrona Środowiska, 76(1), 15-18.
24. Szymański, K. (1987). Migracja odcieków z wysypisk odpadów komunalnych w gruncie. Koszalin: Wydawnictwo WSInż.
25. Szymański, K., Janowska, B. (2016). Migration of pollutants in porous soil environment. Archives of Environmental Protection, 42(3), 87-95.
26. Szymański, K., Sidełko, R., Janowska, B., Siebielska, I. (2007). Monitoring of waste landfills. Zeszyty Naukowe Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska, 23, 75-133.
27. Szymański, K., Thomas, O. (1987). Wpływ odcieków wysypiskowych na procesy mineralizacji wód podziemnych (in Polish). Gaz, woda i Technika Sanitarna, 11-12.
28. Tałałaj, I.A. & Dzienis, L. (2007). Influence of Leachate on Quality of Underground Waters. Polish Journal of Environmental Studies, 16(1), 139-144.
29. Wysocka, M.E. (2015). Wpływ lokalizacji składowisk odpadów na jakość wód. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 1074-1094.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-813bdb98-90e3-402a-bda2-69bb23d0e8af