Losses of ecosystem services in the zone of influence of solid waste landfills: a case study in the Kyiv region
DOI:
https://doi.org/10.15407/UGZ2025.02.012Keywords:
landfill, ecosystem services, degradation of ecosystems and their services, historical and cultural heritage, sociological surveyAbstract
The study aims to identify the ecosystem diversity and ecosystem services vital for the environment and the well-being of local communities in the impact zones of municipal solid waste (MSW) landfills, as well as to analyze the causes of ecosystem service degradation using the example of the largest MSW landfill in Ukraine, Landfill No. 5 in the Obukhiv district of Kyiv region. The study employs analytical and cartographic methods and sociological survey methods. Using OSM data, Google Earth Pro, and QGIS software, the presence of aquatic and forest ecosystems, wetlands, and agroecosystems in the area adjacent to the landfill was determined. The ecosystem services provided by these ecosystems to the residents of nearby settlements are comprehensively described. An analysis of the spatial distribution of stress factors from the landfill’s impact on environmental components revealed signs of degradation in provisioning, regulating, sociocultural, and supporting services across almost all existing ecosystems. Examples of improper landfill infrastructure functioning are provided, resulting in landfill leachate leaks that extend beyond its boundaries. The key threats to the quality of aquatic ecosystem services include contamination from landfill runoff, resulting in the degradation of the essential water supply service. Prolonged landfill operations have led to the contamination of forest soils with leachate and heavy metals, as well as air pollution with methane and other toxic substances, thereby affecting the ecosystem services of the forest. Wetlands are particularly vulnerable to the periodic leakage of leachate from landfills, as they lose their natural habitats for local species and biodiversity. In agroecosystems, soil and groundwater contamination with toxic landfill runoff primarily reduces crop yields. The results of a sociological survey conducted among residents of two villages closest to the landfill indicate that the majority perceive the landfill as a hazardous technogenic facility, negatively impacting their well-being. The novelty of the study lies in identifying the ecosystem diversity of the studied area, analyzing all types of ecosystem services crucial to the well-being of local communities, and determining the causes of their degradation in the landfill’s impact zone.
References
1. Alam, O., & Qiao, X. (2020). An in-depth review on municipal solid waste management, treatment and disposal in Bangladesh. Sustainable Cities and Society, 52: 101775. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101775.
2. Siddiqua, A., Hahladakis, J.N., & Al-Attiya, W.A. (2022). An overview of the environmental pollution and health effects associated with waste landfilling and open dumping. Environmental Science and Pollution Research International, 29(39): 58514–58536. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-022-21578-z.
3. Wikurendra, E.A., Csonka, A., Nagy, I., & Nurika, G. (2024). Urbanization and Benefit of Integration Circular Economy into Waste Management in Indonesia: A Review. Circular Economy and Sustainability. 4: 1219–1248. DOI: https://doi.org/10.1007/s43615-024-00346-w.
4. Danylchuk, S.V. (2023). The impact of landfills on urban planning and architecture of large cities. Regional problems of architecture and urban planning, 17: 123–130. [In Ukrainian]. [ Данильчук С. В. (2023). Вплив сміттєвих полігонів на містобудування та архітектуру великих міст. Регіональні проблеми архітектури та містобудування, 17: 123–130. ].
5. New rules for landfills in Ukraine: The Ministry of Environment starts re-discussion of the document. The Ministry of Environmental Protection and Natural Resources of Ukraine (2023). [In Ukrainian]. [ Нові правила роботи полігонів в Україні: Міндовкілля розпочинає повторне обговорення документа. Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України (2023) ]. URL: https://mepr.gov.ua/novi-pravyla-roboty-poligoniv-v-ukrayini-mindovkillya-rozpochynaye-povtorne-obgovorennya-dokumenta/
6. The state of household waste management in Ukraine in 2023. The Ministry of Communities and Territories Development of Ukraine (2024). [In Ukrainian]. [ Стан сфери управління побутовими відходами в Україні за 2023 рік. Міністерство розвитку громад та територій України (2024). URL: https://mtu.gov.ua/files/Довідка%20щодо%20стану%20сфери%20управління%20побутовими%20відходами%20за%202023%20рік.docx
7. Poviakel, L., Smerdova, L., Snoz S., Kryvenchuk, V., Kudriavtseva, A., & Pasichnyk, V. (2018). Assessment of pollution of environmental objects at the places of solid household waste landfills. Ukrainian Journal of Modern Problems of Toxicology, 2–3: 96–106. [In Ukrainian]. [ Повякель Л. І., Смердова Л. М., Сноз С. В., Кривенчук В. Є., Кудрявцева А. Г., Пасічник В. І. (2018). Оцінка забруднення об’єктів довкілля в місцях розташування полігонів твердих побутових відходів. Український журнал сучасних проблем токсикології, 2–3, 96–106. ].
8. Stankiewicz-Volosianchuk, O., Tymchenko, I., Savchenko, S. Methodological recommendations for assessing the value of ecosystem services. 2023. 46 p. [In Ukrainian]. [ Станкевич-Волосянчук О., Тимченко І., Савченко С. Методичні рекомендації щодо оцінки вартості послуг екосистем. 2023. 46 с. ]. URL: https://ekosphera.org/wp-content/uploads/2023/06/methodology-of-ecosystem-services.pdf
9. Development of a scientific and methodological framework for the assessment of ecosystem services, taking into account the need to implement the decisions of international environmental treaties. Report on scientific and technical products under the contract No. 74/19 of August 29, 2019. Ministry of Environmental Protection and Natural Resources of Ukraine. [In Ukrainian]. [ Розроблення науково-методичних засад щодо оцінки екосистемних послуг з врахуванням необхідності виконання рішень міжнародних природоохоронних договорів. Звіт про науково-технічну продукцію за договором № 74/19 від 29 серпня 2019 р. Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України. ]. URL: https://mepr.gov.ua/wp-content/uploads/2023/05/Prezentatsiya-zvitu-Poslugy-ekosystem-04-12-2019-V1-1.pdf
10. Rybalova, O. V., Ilyinsky, O. V., Kuts, O. S., & Yarmola, V. A. (2024). Impact of landfills and dumpsites of solid household waste on the environment [In Ukrainian]. [ Рибалова О. В., Ільїнський О. В. Куц О. С., Ярмола В. А. (2024). Вплив полігонів і звалищ твердих побутових відходів на довкілля.] Proceedings of the 7th International scientific and practical conference “Topical aspects of modern scientific research.” Tokyo, 135–144. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/19936.
11. Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2014). URL: https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/
12. Ferronato, N., & Torretta, V. (2019). Waste Mismanagement in Developing Countries: A Review of Global Issues. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(6): 1060. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph16061060
13. Fahrig, L. (2003). Effects of Habitat Fragmentation on Biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 34: 487–515. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.34.011802.132419.
14. Vaverková, M. D. (2019). Landfill Impacts on the Environment — Review. Geosciences, 9(10): 431. DOI: https://doi.org/10.3390/geosciences9100431.
15. Zhou, H., Ouyang, T., Guo, Y., Peng, S., He, C., & Zhu, Z. (2022). Assessment of Soil Heavy Metal Pollution and Its Ecological Risk for City Parks, Vicinity of a Landfill, and an Industrial Area within Guangzhou, South China. Applied Sciences, 12(18): 9345. DOI: https://doi.org/10.3390/app12189345.
16. Annapareddy, V.R., Pain, A., Sufian, A., Godas, S., & Scheuermann, A. (2023). Influence of heterogeneity and elevated temperatures on the seismic translational stability of engineered landfills. Waste Management, 158: 1–12. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2023.01.004.
17. Council Directive 1999/31/EC of 26 April 1999 on the landfill of waste. FAOLEX Database. URL: https://www.fao.org/faolex/results/details/en/c/LEX-FAOC038106/
18. Wdowczyk, A., & Szymańska-Pulikowska, A. (2020). Differences in the composition of leachate from active and non-operational municipal waste landfills in Poland. Water, 12(11): 3129. DOI: https://doi.org/10.3390/w12113129.
19. Abdel-Shafy, H.I., Ibrahim, A.M., Al-Sulaiman, A.M., & Okasha, R.A. (2024). Landfill leachate: Sources, nature, organic composition, and treatment: An environmental overview. Ain Shams Engineering Journal, 15(1): 102293. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asej.2023.102293.
20. Jabłońska-Trypuć, A., Wołejko, E., Wydro, U., Leszczyński, J., Wasil, M., & Kiełtyka-Dadasiewicz, A. (2023). Chemical Composition and Toxicological Evaluation of Landfill Leachate from Białystok, Poland. Sustainability, 15(23): 16497. DOI: https://doi.org/10.3390/su152316497.
21. Shyshchenko, P.H., Havrylenko, O.P., & Tsyhanok, Ye.Yu. (2019). Ecosystem value of Holosiyivskyi forest as an urban protected area: causes and consequences of degradation. Ukrainian Geographical Journal, 4: 40–49. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2019.04.040. [In Ukrainian]. [ Шищенко П. Г., Гавриленко О. П., Циганок Є. Ю. (2019). Екосистемна цінність Голосіївського лісу як міської природоохоронної території: причини і наслідки деградації. Український географічний журнал, 4: 40–49. ]. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2019.04.040.
22. Havrylenko, O., Tsyhanok, Ye, Shyshchenko, P., Samoilenko, V., & Bilous, L. (2022). Geoecological Monitoring of Urban Wetlands for the Purpose of their Protection (by the Case of Sovski Ponds in Kyiv). Proceedings of the 16th International Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”, 1–5. DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022580011.
23. Havrylenko, O., Shyshchenko, P., Samoilenko, V., Bilous, L., Yesypchuk, D. (2021). Greening and development monitoring to create a comfortable urban environment. Proceedings of the 15th International Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”, 1–5. DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215K2009.
24. Gavrylenko O.P., & Tsyhanok. E.Yu. (2018). Landscape analysis for the optimization of nature protection management in the urbanized environment. Ukrainian Geographical Journal, 1: 24–29. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2018.01.024. [In Ukrainian]. [ Гавриленко О. П., Циганок Є. Ю. (2018). Ландшафтознавчий аналіз для оптимізації природоохоронного природокористування в урбанізованому середовищі. Український географічний журнал, 1: 24–29. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2018.01.024. ].
25. Havrylenko, O., Shyshchenko, P., & Tsyhanok, Ye. (2020). Landscape functional zoning of urban protected areas. Journal of Environmental Research, Engineering and Management, 76(3): 121–136. DOI: https://doi.org/10.5755/j01.erem.76.3.24258.
26. Kozachenko, O. (2023). Waste management reform, deregulation and the path to the EU: a big conversation with the Minister of Environment of Ukraine Ruslan Strilets [In Ukrainian]. [ Козаченко О. (2023). Реформа управління відходами, дерегуляція та шлях до ЄС: велика розмова з міністром екології України Русланом Стрільцем.] Delo.UA URL: https://delo.ua/economy/reforma-upravlinnya-vidxodami-deregulyaciya-ta-slyax-do-jes-velika-rozmova-z-ministrom-ekologiyi-ukrayini-ruslanom-strilcem-427594/
27. On the rules of technical operation of landfills, termination of operation, reclamation and care of landfills after their termination. Office of Sustainable Solutions (2024). [In Ukrainian]. [ Про правила технічної експлуатації полігонів, припинення експлуатації, рекультивації та догляду за полігонами після припинення їх експлуатації. Офіс сталих рішень (2024). ] URL: https://ukraine-oss.com/pro-pravyla-tehnichnoyi-ekspluatacziyi-poligoniv-prypynennya-ekspluatacziyi-rekultyvacziyi-ta-doglyadu-za-poligonamy-pislya-prypynennya-yih-ekspluatacziyi/
28. Closure of the landfill No. 5. PJSC “Kyivspetstrans” (2019). [In Ukrainian]. [ Закриття полігону ТПВ № 5. ПрАт «Київспецтранс» (2019). ]. URL: https://kmr.gov.ua/sites/default/files/zakryttya_poligonu_no5_v19_05-2019.pdf
29. Petro Panteleev: The decision to close Kyiv’s solid waste landfill No. 5 is fundamental and final. Official portal of Kyiv (2018). [In Ukrainian]. [ Рішення про закриття полігону твердих побутових відходів № 5 для Києва є принциповим та остаточним — Петро Пантелеєв. Офіційний портал Києва (2018).] URL: https://kyivcity.gov.ua/news/rishennya_pro_zakrittya_poligonu_tverdikh_pobutovikh_vidkhodiv_5_dlya_kiyeva_ye_printsipovim_ta_ostatochnim__petro_panteleyev/
30. The largest landfill in the country is being reclaimed in Pidhirtsi, Obukhiv district. My Kyiv Region (2024). [In Ukrainian]. [ В Підгірцях на Обухівщині рекультивують найбільший полігон у країні. Моя Київщина (2024). ] URL: https://mykyivregion.com.ua/news/v-pidgircyax-na-obuxivshhini-rekultivuyut-naibilsii-poligon-u-krayini
31. Shyshchenko, P., Havrylenko, O., & Tsyhanok, Ye.Yu. (2021). Accessibility of green spaces in the conditions of a compact city: case study of Kyiv. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series “Geology. Geography. Ecology”, 55: 245–256. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2021-55-18. [In Ukrainian]. [ Шищенко П. Г., Гавриленко О. П., Циганок Є. Ю. (2021). Доступність зелених зон в умовах компактного міста (на прикладі Києва). Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Геологія. Географія. Екологія», 55: 246–257. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2021-55-18. ].
32. Shyshchenko P. H., Havrylenko O. P., & Tsyhanok Ye. Yu. (2020). Protected areas under the conditions of megapolis: digression and recovery ways (on the example of Kyiv). Ukrainian Geographical Journal, 4: 49–56. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2020.04.049. [In Ukrainian]. [ Шищенко П. Г., Гавриленко О. П., Циганок Є. Ю. (2020). Заповідні території в умовах мегаполісу: дигресія та шляхи відновлення (на прикладі окремих природоохоронних територій Києва). Український географічний журнал, 4: 49–56. DOI: https://doi.org/10.15407/ugz2020.04.049. ].
33. An emergency situation that occurred in the Obukhiv district of Kyiv region. Main Directorate of the State Service of Ukraine for Food Safety and Consumer Protection in Kyiv region (2023). [In Ukrainian]. [ Надзвичайна ситуація, що сталася на території Обухівського району Київської області. Головне управління Держпродспоживслужби в Київській області (2023).] URL: https://dpssko.gov.ua/blog/надзвичайна-ситуація-що-сталася-на-те/
34. Ihalainen, P. (2022). Research shows particles formed in boreal forests affect clouds in the troposphere. University of Helsinki. URL: https://www.helsinki.fi/en/news/climate-change/research-shows-particles-formed-boreal-forests-affect-clouds-troposphere
35. Wetlands are a source of life for people and wildlife. WWF (2019). [In Ukrainian]. [ Водно-болотні угіддя — джерело життя для людей і дикої природи. WWF (2019).] URL: https://wwf.ua/?342510/wetlands202
36. A register of Trypillian monuments of the Obukhiv region for a local historian’s notebook. Chronicles of Obukhiv (2015). [In Ukrainian]. [ Краєзнавцю в записник — реєстр трипільських пам’яток Обухівщини. Хроніки Обухова (2015). ]. URL: https://obukhiv.info/categories/archive/kraznavtciu-v-zapisnik-restr-tripilskikh-pam-039-yatok-obukhivshchini/
37. Malinga, R.H., Jewitt, G.P., Lindborg, R., Andersson, E., & Gordon, L.J. (2018). On the other side of the ditch. Ecology and Society, 23(4): 9. DOI: https://doi.org/10.5751/ES-10380-230409.
38. Evapotranspiration as a process and methods of its measurement. EOS Data Analytics (2024). [In Ukrainian]. [ Евапотранспірація як процес та методи її вимірювання. EOS Data Analytics (2024). ] URL: https://eos.com/uk/blog/evapotranspiratsiia/
39. Archaeology and ancient history of the Obukhiv district. Chronicles of Obukhiv (2016). [In Ukrainian]. [ Археологія та стародавня історія Обухівського району. Хроніки Обухова (2016). ]. URL: https://obukhiv.info/categories/archive/arkheologiya-ta-starodavnya-istoriya-obukhivskogo-raionu/
40. Solid waste landfills. Basic provisions of design. DBN V.2.4-2-2005. Official edition with Amendment No. 1 and Amendment No. 2. Kyiv: State Construction of Ukraine, 2020. 58 p. [In Ukrainian]. [ Полігони твердих побутових відходів. Основні положення проектування. ДБН В.2.4-2-2005. Офіційне видання із Зміною № 1 та Зміною № 2. К.: Держбуд України, 2020. 58 с. ].
41. Gonzalez-Valencia, R., Magana-Rodriguez, F., Cristóbal, J., & Thalasso, F. (2016). Hotspot detection and spatial distribution of methane emissions from landfills by a surface probe method. Waste management, 55: 299–305. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.03.004.
42. Jovanov, D., Vujić, B., & Vujić, G. (2018). Optimization of the monitoring of landfill gas and leachate in closed methanogenic landfills. Journal of environmental management, 216: 32–40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.08.039.
43. Feng, S. J., Chen, Z. W., Chen, H. X., Zheng, Q. T., & Liu, R. (2018). Slope stability of landfills considering leachate recirculation using vertical wells. Engineering Geology, 241: 76–85. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.05.013.
44. Czekała, W., Drozdowski, J., & Łabiak, P. (2023). Modern Technologies for Waste Management: A Review. Applied Sciences, 13(15): 8847. DOI: https://doi.org/10.3390/app13158847.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Akademperiodyka Publishing House of NAS of Ukraine
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
