Environmental Pollution with Heavy Metals: Case Study of the Household Waste

Abstract

Це дослідження присвячено оцінюванню забруднення довкілля важкими металами шляхом аналізу джерел важких металів і вимірювання їх концентрацій у фільтраті та ґрунті поблизу полігонів. Визначено основні джерела важких металів у побутових відходах. Оцінено забруднення довкілля деякими важкими металами (Cr, Pb, Cd, Ni). Забруднення ґрунту важкими металами поблизу полігонів проаналізовано шляхом вимірювання їх концентрацій у ґрунті на різних відстанях від полігона. Перевищення граничних значень не спостерігалося для жодного важкого металу. Лише кадмій продемонстрував сильну кореляцію між відстанню від полігона та концентрацією. Дослідження також підтверджує залежність міграції важких металів від умов на полігоні та його відповідності вимогам. Також визначено концентрації важких металів у фільтраті, зібраному за допомогою реакторів-імітаторів полігона. Вміст важких металів виявився високим. Вищі концентрації виявлено за більшого вмісту органічної фракції у відходах. Усередині реакторів існують умови, особливо кислотність, які є вирішальними на ранніх етапах. Далі значний вплив може спричинити нерівномірний розподіл важких металів у тілі відходів. Через прискорений водний режим у реакторах концентрації важких металів у фільтраті полігона прогнозуються до 50–55 років. Прогноз показує багаторазове (у 2–18 разів) перевищення допустимих концентрацій усіх важких металів навіть після тривалого використання полігона.This study is dedicated to the assessment of the heavy metals pollution of environment through analysis of the heavy metals sources and the measuring their concentrations in leachate and soil near landfills. Main sources of heavy metals in the household waste are identified. The environmental pollution with some heavy metals (Cr, Pb, Cd, Ni) was assessed. Soil contamination by heavy metals near the landfills was analyzed by measuring their concentrations in the soil on different distances the landfill. The limit exceeding was not observed for any heavy metal. Only cadmium has demonstrated a strong correlation be-tween the distance the landfill and the concentration. The research also con-firms depending of heavy metals migration on the landfill conditions and on its compliance with requirements. Also, heavy metals concentrations are defined in the leachate collected using the landfill-simulating reactors. Heavy metals con-tent was identified as high. Higher concentrations are found more organic fraction is present in the waste. There are conditions inside the reactors, espe-cially acidity, which are crucial at the early stages. Further, a significant impact can be caused by unequal distribution of heavy metals in the waste body. Due to accelerated water regime in the reactors, the heavy metals concentrations in a landfill leachate are predicted up to 50-55 years. Forecast shows multiple (2-18 times) exceeding the allowable concentrations of all heavy metals, even after long-time landfill usage.