Прогноз миграции с территории полигона ТБО «Кулаково» был выполнен на основе трехмерной геомиграционной модели на основе кода Visual MODFLOW.

Внешние границы модели обоснованы результатами регионального моделирования. На северо-западе граница I-го рода, проведенная по изопьезе 157 м, на юго-востоке соответствует изопьезе 142. Другие границы модели – непроницаемые, на них задано нулевое условие II-го рода.

Реки (р.Лопасня, р.Сухая Лопасня и др.) заданы как внутренние границы третьего рода, учитывающие отметки уреза и фильтрационные свойства донных отложений, взятых из региональной модели. Также были заданы водозаборные скважины (Рис. 2.1.).

Верхней границей модели является поверхность земли, на которой задается инфильтрационное питание (0,0009 м/сут для территории свалки и 0,0002 м/сут для остальной территории).

Для расчетов была проведена ортогональная дискретизация расчетной области 7,5x8.5 км, сеткой 145x176 с измельчением до ячеек со стороной 25 м вокруг свалки.

Схематизация модели в разрезе произведена на основе распространения на данной территории водоносных горизонтов и разделяющих их водоупорных отложений. Наиболее значимые для миграции загрязняющих веществ с территории полигона ТБО «Кулаково» водоносные горизонты и водоупорные отложения были реализованы 3 модельными слоями (Рис.2.2.):

Первый слой модели соответствует относительно слабопроницаемым техногенным отложениям — телу свалки. Коэффициент фильтрации отложений был принят равным 0,02 м/сут. За пределами свалки техногенные отложения переходят в песчаные неоген-четвертичные отложения с коэффициентом фильтрации 2-15 м/сут.

Второй слой модели соответствует нижней слабопроницаемой части неогеновых отложений и верхней глинистой части каширского водоносного горизонта. Коэффициент фильтрации 0.01- 0.1 м/сут.

Третий модельный слой соответствует известнякам и доломитам каширского водоносного горизонта. Коэффициент фильтрации 1.25- 25 м/сут. Данный горизонт является наиболее водообильным и служит основным источником пресной воды в районе.

Прежде всего, было получено решение геофильтрационной задачи. Сопоставление фактических и модельных напоров для изыскательских скважин, пробуренных в 2018 г. дало удовлетворительное совпадение (Рис. 2.3.). Модельная структура потока в каширском водоносном горизонте вблизи погона ТБО «Кулаково» приведена на (Рис. 2.4.). Стрелки на этом рисунке позволяют проследить направления миграции с территории полигона. На базе геофильтрационных расчетов было выполнено моделирование распространения контаминантов на основе кода Visual MODFLOW.

Для характеристики распространения контаминантов от полигона используются геохимически значимые показатели загрязнения, которые характерны для полигонов захоронения ТБО (они присутствуют в подземных водах в значительных концентрациях и определяют химический состав загрязнения): хлориды, аммоний, ХПК, сульфаты, нитраты и минерализация.

Выбор хлоридов объясняется тем, что это самый консервативный мигрант, сохраняющий свою подвижность при любых окислительно-восстановительных условиях, т.е. способен мигрировать на большие дистанции от источника поступления.

Аммоний отличается стабильным поступлением в подземные воды, поскольку он постоянно образуется в анаэробной зоне свалки в процессе метаногенерации.

Химическое потребление кислорода используется в качестве показателя загрязнения подземных вод органикой, позволяющего достаточно контрастно оконтурить ореолы их распространения.

Аномально высокие минерализация и содержания макрокомпонентов состава отмечаются в подземных водах непосредственно под полигоном или вблизи его. При удалении от полигона уже на первые сотни метров происходит значительное снижение концентраций компонентов состава.

Однако свалки являются также источником загрязнения подземных вод хлорорганическими соединениями, такими как трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, четыреххлористый углерод, хлороформ, 1,1,1-трихлорэтан, которые являются канцерогенными веществами. За рубежом (в Германии и США) тетрахлорэтилен и трихлорэтилен - наиболее распространённые органические загрязнители, они даже более распространены, чем нефтепродукты, которые находят на всех свалках.

В нашей стране, при исследованиях на полигонах ТБО, анализов на хлорорганические соединения, как правило, не делают. Но, если делают, то обнаруживают, что ореолы загрязнения значительно превышают область влияния полигона, которая идентифицируется по макрокомпонентам-индикаторам. Такая ситуация, например, сложилась в Подольском районе Московской области, где хлорорганическими соединениями загрязнены водозаборы подземных вод.

Расчеты миграции были выполнены для перхлорэтилена, который является консервативным трассером с низкой ПДК=0.005 мг/л. На (Рис. 2.5.) показано распространение перхлорэтилена с территории полигона ТБО «Кулаково» в каширском водоносном горизонте на момент изысканий 2018 г. Полученные результаты подтверждают, что полигон ТБО «Кулаково» является возможным источником загрязнения каширского водоносного горизонта.

Прежде всего, было получено решение геофильтрационной задачи. Сопоставление фактических и модельных напоров дало удовлетворительное совпадение (Рис. 2.4.). Модельная структура потока в подольско-мячковском горизонте вблизи погона ТБО «Щербинка» приведена на (Рис.2.5.). Стрелки на этом рисунке позволяют проследить направления миграции с территории полигона. На базе геофильтрационных расчетов было выполнено моделирование распространения контаминантов на основе кода Visual MODFLOW.

Для характеристики распространения контаминантов от полигона используются геохимически значимые показатели загрязнения, которые характерны для полигонов захоронения ТБО (они присутствуют в подземных водах в значительных концентрациях и определяют химический состав загрязнения): хлориды, аммоний, ХПК, сульфаты, нитраты и минерализация.

Выбор хлоридов объясняется тем, что это самый консервативный мигрант, сохраняющий свою подвижность при любых окислительно-восстановительных условиях, т.е. способен мигрировать на большие дистанции от источника поступления.

Аммоний отличается стабильным поступлением в подземные воды, поскольку он постоянно образуется в анаэробной зоне свалки в процессе метаногенерации.

Химическое потребление кислорода используется в качестве показателя загрязнения подземных вод органикой, позволяющего достаточно контрастно оконтурить ореолы их распространения.

Аномально высокие минерализация и содержания макрокомпонентов состава отмечаются в подземных водах непосредственно под полигоном или вблизи его. При удалении от полигона уже на первые сотни метров происходит значительное снижение концентраций компонентов состава.

Однако свалки являются также источником загрязнения подземных вод хлорорганическими соединениями, такими как трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, четыреххлористый углерод, которые являются канцерогенными веществами. За рубежом, тетрахлорэтилен и трихлорэтилен - наиболее распространённые органические загрязнители, они даже более распространены, чем нефтепродукты, которые находят на всех свалках.

В нашей стране, при исследованиях на полигонах ТБО, анализов на хлорорганические соединения, как правило, не делают. Но, если делают, то обнаруживают, что ореолы загрязнения значительно превышают область влияния полигона, которая идентифицируется по макрокомпонентам-индикаторам. Такая ситуация, например, сложилась в Подольском районе Московской области, где хлорорганическими соединениями загрязнены водозаборы подземных вод.

Расчеты миграции были выполнены для перхлорэтилена, который является консервативным трассером с низкой ПДК=0.005 мг/л. На (Рис. 2.6.) показано распространение перхлорэтилена с территории полигона ТБО «Щербинка» в подольско-мячковском водоносном горизонте на момент мониторинга 2008 г. Полученные результаты подтверждают, что полигон ТБО «Щербинка» является возможным источником загрязнения подольско-мячковского водоносного горизонта.