Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из свалки мусора )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чтобы узнать о практике заполнения водоема для создания новой земли, см. Мелиорация земель . Для использования в других целях, см Свалка (значения) .
Свалка в Польше

Свалка сайт, также известный как наконечник , свалки , помойки , свалки мусора , или свалки , является местом для утилизации отходов материалов. Свалка - самая старая и наиболее распространенная форма захоронения отходов , хотя систематическое захоронение отходов с ежедневным, промежуточным и окончательным закрытием началось только в 1940-х годах. Раньше мусор просто бросали в кучи или выбрасывали в ямы; в археологии это известно как мусор .

Некоторые свалки также используются для целей обращения с отходами, таких как временное хранение, консолидация и передача, или для различных этапов обработки отходов, таких как сортировка, обработка или переработка. Если они не будут стабилизированы, свалки могут подвергнуться сильному сотрясению или разжижению почвы во время землетрясения .

Операции [ править ]

Одна из нескольких свалок, используемых Драйденом, Онтарио , Канада.

Операторы хорошо управляемых полигонов для неопасных отходов соответствуют заранее определенным требованиям, применяя методы для: [1]

  1. ограничивать отходы на как можно меньшей площади
  2. компактные отходы для уменьшения объема [2]

Они также могут покрывать отходы (обычно ежедневно) слоями почвы или других материалов, таких как щепа и мелкие частицы.

Во время операций по захоронению отходов весы или мостовые весы могут взвешивать транспортные средства для сбора отходов по прибытии, а персонал может проверять грузы на наличие отходов, которые не соответствуют критериям приемки отходов на полигоне. [2] После этого мусороуборочные машины используют существующую дорожную сеть на пути к разгрузочной поверхности или рабочему фронту, где они выгружают свое содержимое. После складирования грузов компакторы или бульдозеры могут разбрасывать и уплотнять отходы.на рабочем забое. Перед выездом за пределы полигона мусоровозы могут проезжать через установку для мойки колес. При необходимости они возвращаются на платформенные весы для повторного взвешивания без груза. В процессе взвешивания можно собирать статистику по тоннажу ежедневно поступающих отходов, которую базы данных могут сохранять для ведения учета. Помимо грузовиков, на некоторых полигонах может быть оборудование для обработки железнодорожных контейнеров. Использование «железнодорожных перевозок» позволяет размещать свалки в более удаленных местах без проблем, связанных с многочисленными поездками на грузовиках.

Обычно в забое уплотненные отходы ежедневно засыпают почвой или альтернативными материалами. Альтернативные материалы для укрытия отходов включают щебень или другие «зеленые отходы» [3], несколько напыляемых пенопластов, химически «закрепленные» твердые биологические вещества и временные одеяла. Одеяла можно поднять на ночь, а затем снять на следующий день перед размещением мусора. Пространство, которое ежедневно занимают уплотненные отходы и укрывной материал, называется дневной ячейкой. Уплотнение отходов имеет решающее значение для продления срока службы полигона. Такие факторы, как сжимаемость отходов, толщина слоя отходов и количество проходов уплотнителя над отходами, влияют на плотность отходов.

Жизненный цикл санитарной свалки [ править ]

Термин « свалка» обычно обозначает муниципальную свалку или санитарную свалку. Эти сооружения были впервые введены в эксплуатацию в начале 20-го века, но получили широкое распространение в 1960-х и 1970-х годах в попытке устранить открытые свалки и другие «антисанитарные» методы удаления отходов. Санитарная свалка - это инженерное сооружение, которое разделяет и удерживает отходы. Санитарные свалки представляют собой биологические реакторы ( биореакторы ), в которых микробы будут со временем расщеплять сложные органические отходы на более простые и менее токсичные соединения. Эти реакторы должны быть спроектированы и эксплуатироваться в соответствии с регулирующими стандартами и инструкциями (см. Экологическую инженерию ).

Обычно аэробное разложение - это первая стадия разложения отходов на свалке. За ними следуют четыре стадии анаэробной деградации. Обычно твердый органический материал в твердой фазе быстро распадается, поскольку более крупные органические молекулы распадаются на более мелкие. Эти более мелкие органические молекулы начинают растворяться и переходить в жидкую фазу с последующим гидролизом этих органических молекул, а затем гидролизованные соединения претерпевают преобразование и испарение в виде диоксида углерода (CO 2 ) и метана (CH 4 ) с остальными отходами. остающийся в твердой и жидкой фазах.

На ранних этапах в фильтрат попадает небольшой объем материала , так как биоразлагаемое органическое вещество отходов быстро уменьшается в объеме. Между тем, химическая потребность фильтрата в кислороде возрастает с увеличением концентрации более стойких соединений по сравнению с более химически активными соединениями в фильтре. Успешное преобразование и стабилизация отходов зависят от того, насколько хорошо популяции микробов функционируют в процессе синтрофии , т. Е. От взаимодействия различных популяций для обеспечения потребностей друг друга в питании .: [4]

Жизненный цикл муниципальной свалки проходит пять различных фаз: [5] [4]

Первоначальная корректировка (этап I) [ править ]

Поскольку отходы размещаются на свалке, пустые пространства содержат большие объемы молекулярного кислорода (O 2 ). При добавлении и уплотнении отходов содержание О 2 в пластах биореактора полигона постепенно снижается. Популяции микробов растут, плотность увеличивается. Преобладает аэробное биоразложение, т.е. первичным акцептором электронов является O 2 .

Переход (Фаза II) [ править ]

O 2 быстро разлагается существующими микробными популяциями. Уменьшение O 2 приводит к менее аэробным и более анаэробным условиям в слоях. Первичными акцепторами электронов во время перехода являются нитраты и сульфаты, поскольку O 2 быстро замещается CO 2 в отходящем газе.

Образование кислоты (Фаза III) [ править ]

Гидролиз биоразлагаемой фракции твердых отходов начинается в фазе образования кислоты, что приводит к быстрому накоплению летучих жирных кислот (ЛЖК) в фильтрате выщелачивания. Повышенное содержание органической кислоты снижает pH фильтрата примерно с 7,5 до 5,6. На этом этапе промежуточные соединения разложения, такие как ЛЖК, вносят значительный вклад в химическую потребность в кислороде (ХПК). Летучие органические кислоты с длинной цепью (VOA) превращаются в уксусную кислоту (C 2 H 4 O 2 ), CO 2 и газообразный водород (H 2 ). Высокие концентрации ЛЖК увеличивают как биохимическую потребность в кислороде.(БПК) и VOA концентрации, который инициирует H 2 производства путем ферментативных бактерий, который стимулирует рост Н 2 -oxidizing бактерий. Фаза образования H 2 относительно короткая, потому что она завершается к концу фазы образования кислоты. Увеличение биомассы ацидогенных бактерий увеличивает степень разложения отходов и потребление питательных веществ. Металлы, которые, как правило, более растворимы в воде при более низком pH, могут стать более подвижными в течение этой фазы, что приведет к увеличению концентрации металлов в фильтрате выщелачивания.

Метановое брожение (фаза IV) [ править ]

Промежуточные продукты фазы образования кислоты (например, уксусная, пропионовая и масляная кислоты) превращаются в CH 4 и CO 2 метаногенными микроорганизмами. Поскольку ЛЖК метаболизируются метаногенами, pH свалочной воды возвращается к нейтральному. Органическая прочность фильтрата, выраженная в потребности в кислороде, быстро снижается с увеличением производства газа CH 4 и CO 2 . Это самая продолжительная фаза разложения.

Окончательное созревание и стабилизация (Фаза V) [ править ]

Скорость микробиологической активности снижается во время последней фазы разложения отходов, поскольку поступление питательных веществ ограничивает химические реакции, например, поскольку биодоступный фосфор становится все более дефицитным. Производство CH 4 почти полностью исчезает, при этом O 2 и окисленные частицы постепенно снова появляются в газовых скважинах, поскольку O 2 проникает вниз из тропосферы. Это трансформирует окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) фильтрата в сторону окислительных процессов. Остаточные органические материалы можно постепенно преобразовывать в газовую фазу и по мере компостирования органических веществ; т.е. органическое вещество превращается в гуминовые соединения. [6]

Социальное и экологическое воздействие [ править ]

Свалка на Гавайях. Обратите внимание, что заполняемая область представляет собой единую четко очерченную «ячейку» и что защитная облицовка свалки находится на месте (обнаженная слева) для предотвращения загрязнения фильтрами, мигрирующими вниз через нижележащую геологическую формацию.

Свалки могут вызвать ряд проблем. Может произойти нарушение инфраструктуры , например, повреждение подъездных дорог тяжелыми транспортными средствами. Загрязнение местных дорог и водотоков колесами транспортных средств, когда они покидают полигон, может быть значительным, и его можно уменьшить с помощью систем мойки колес . Также может произойти загрязнение местной окружающей среды , такое как загрязнение грунтовых вод или водоносных горизонтов или загрязнение почвы .

Фильтрат [ править ]

Основная статья: фильтрат

Когда осадки выпадают на открытые свалки, вода просачивается через мусор и загрязняется взвешенными и растворенными веществами, образуя фильтрат. Если этого не сделать, это может привести к загрязнению грунтовых вод. На всех современных свалках используется комбинация непроницаемых футеровок толщиной несколько метров, геологически стабильных участков и систем сбора для удержания и улавливания этого фильтрата. Затем его можно обработать и выпарить. После заполнения свалки ее изолируют, чтобы предотвратить попадание осадков и образование нового фильтрата. Однако лайнеры должны иметь срок службы, будь то несколько сотен лет и более. В конце концов, может произойти утечка любого лайнера свалки [7], поэтому землю вокруг свалки необходимо проверить на фильтрацию, чтобы предотвратить загрязнение грунтовых вод.

Decomposition gases[edit]

Main article: Landfill gas

Rotting food and other decaying organic waste create decomposition gases, especially CO2 and CH4 from aerobic and anaerobic decomposition, respectively. Both processes occur simultaneously in different parts of a landfill. In addition to available O2, the fraction of gas constituents will vary, depending on the age of landfill, type of waste, moisture content and other factors. For example, the maximum amount of landfill gas produced can be illustrated a simplified net reaction of diethyl oxalate that accounts for these simultaneous reactions:[8]

4 C6H10O4 + 6 H2O → 13 CH4 + 11 CO2

On average, about half of the volumetric concentration of landfill gas is CH4 and slightly less than half is CO2. The gas also contains about 5% molecular nitrogen (N2), less than 1% hydrogen sulfide (H2S), and a low concentration of non-methane organic compounds (NMOC), about 2700 ppmv[8]

Waste disposal in Athens Greece

Landfill gases can seep out of the landfill and into the surrounding air and soil. Methane is a greenhouse gas, and is flammable and potentially explosive at certain concentrations, which makes it perfect for burning to generate electricity cleanly. Since decomposing plant matter and food waste only release carbon that has been captured from the atmosphere through photosynthesis, no new carbon enters the carbon cycle and the atmospheric concentration of CO2 is not affected. Carbon dioxide traps heat in the atmosphere, contributing to climate change.[9] In properly managed landfills, gas is collected and flared or recovered for landfill gas utilization.

Vectors[edit]

Poorly run landfills may become nuisances because of vectors such as rats and flies which can spread infectious diseases. The occurrence of such vectors can be mitigated through the use of daily cover.

Other nuisances[edit]

A group of wild elephants interacting with a trash dump in Sri Lanka

Other potential issues include wildlife disruption due to occupation of habitat[10] and animal health disruption caused by consuming waste from landfills,[11] dust, odor, noise pollution, and reduced local property values.

Landfill gas[edit]

Main article: Landfill gas

Gases are produced in landfills due to the anaerobic digestion by microbes. In a properly managed landfill this gas is collected and used. Its uses range from simple flaring to the landfill gas utilization and generation of electricity. Landfill gas monitoring alerts workers to the presence of a build-up of gases to a harmful level. In some countries, landfill gas recovery is extensive; in the United States, for example, more than 850 landfills have active landfill gas recovery systems.[12]

A gas flare produced by a landfill in Lake County, Ohio

Regional practice[edit]

A landfill in Perth, Western Australia
South East New Territories Landfill, Hong Kong

Canada[edit]

Landfills in Canada are regulated by provincial environmental agencies and environmental protection legislation.[13]Older facilities tend to fall under current standards and are monitored for leaching.[14] Some former locations have been converted to parkland.

European Union[edit]

In the European Union, individual states are obliged to enact legislation to comply with the requirements and obligations of the European Landfill Directive.

The majority of EU member states have laws banning or severely restricting the disposal of household trash via landfills.[15]

India[edit]

Landfilling is currently the major method of municipal waste disposal in India. India also has Asia's largest dumping ground in Deonar, Mumbai.[16] However issues frequently arise due alarming growth rate of landfills and poor management by authorities.[17] On and under surface fires have been commonly seen in the Indian landfills over the last few years.[18]

United Kingdom[edit]

Main article: Landfills in the United Kingdom

Landfilling practices in the UK have had to change in recent years to meet the challenges of the European Landfill Directive. The UK now imposes landfill tax upon biodegradable waste which is put into landfills. In addition to this the Landfill Allowance Trading Scheme has been established for local authorities to trade landfill quotas in England. A different system operates in Wales where authorities cannot 'trade' amongst themselves, but have allowances known as the Landfill Allowance Scheme.

United States[edit]

Main article: Landfills in the United States

U.S. landfills are regulated by each state's environmental agency, which establishes minimum guidelines; however, none of these standards may fall below those set by the United States Environmental Protection Agency (EPA).[19]

Permitting a landfill generally takes between five and seven years, costs millions of dollars and requires rigorous siting, engineering and environmental studies and demonstrations to ensure local environmental and safety concerns are satisfied.[20]

Types[edit]

  • Municipal solid waste: takes in household waste and nonhazardous material. Included in this type of landfill is a Bioreactor Landfill that specifically degrades organic material.
  • Industrial waste: for commercial and industrial waste. Other related landfills include Construction and Demolition Debris Landfills and Coal Combustion Residual Landfills.
  • Hazardous waste[21] or PCB waste:[22] Polychlorinated Biphenyl (PCB) landfills that are monitored in the United States by the Toxic Substances Control Act of 1976 (TSCA).

Microbial topics[edit]

The status of a landfill's microbial community may determine its digestive efficiency.[23]

Bacteria that digest plastic have been found in landfills.[24]

Reclaiming materials[edit]

Main article: Landfill mining

One can treat landfills as a viable and abundant source of materials and energy. In the developing world, waste pickers often scavenge for still-usable materials. In commercial contexts, companies have also discovered landfill sites, and many[quantify] have begun harvesting materials and energy.[25] Well-known examples include gas-recovery facilities.[26]Other commercial facilities include waste incinerators which have built-in material recovery. This material recovery is possible through the use of filters (electro filter, active-carbon and potassium filter, quench, HCl-washer, SO2-washer, bottom ash-grating, etc.).

Alternatives[edit]

See also: List of solid waste treatment technologies

In addition to waste reduction and recycling strategies, there are various alternatives to landfills, including waste-to-energy incineration, anaerobic digestion, composting, mechanical biological treatment, pyrolysis and plasma arc gasification. Depending on local economics and incentives, these can be made more financially attractive than landfills.

Restrictions[edit]

Countries including Germany, Austria, Sweden,[27] Denmark, Belgium, the Netherlands, and Switzerland, have banned the disposal of untreated waste in landfills.[citation needed] In these countries, only certain hazardous wastes, fly ashes from incineration or the stabilized output of mechanical biological treatment plants may still be deposited.[citation needed]

See also[edit]

  • Bioreactor landfill
  • Daily cover
  • Fly-tipping
  • Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP) model
  • Land reclamation
  • Landfarming
  • Landfill diversion
  • Landfill restoration
  • Landfill tax
  • List of solid waste treatment technologies
  • Marine debris
  • Mechanical biological treatment
  • Milorganite
  • National Waste & Recycling Association
  • NIMBY
  • Open dump
  • Recycling rates by country
  • Sludge
  • Solid Waste Association of North America
  • Waste management
  • Midden

References[edit]

  1. ^ https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/dsd/dsd_aofw_ni/ni_pdfs/NationalReports/finland/WASTE.pdf
  2. ^ a b "How a Landfill Operates". www.co.cumberland.nc.us. Retrieved February 22, 2020.
  3. ^ "Alternative Daily Cover (ADC)". Retrieved September 14, 2012.
  4. ^ a b Letcher, T.M.; Vallero, D.A., eds. (2019). Municipal Landfill, D. Vallero and G. Blight, pp. 235–249 in Waste: A Handbook for Management. Amsterdam, Netherlands and Boston MA, Print Book: Elsevier Academic Press. ISBN 9780128150603. 804 pages.
  5. ^ U.S. Environmental Protection Agency (2007) Landfill bioreactor performance: second interim report: outer loop recycling & disposal facility - Louisville, Kentucky, EPA/600/R-07/060
  6. ^ Weitz, Keith; Barlaz, Morton; Ranjithan, Ranji; Brill, Downey; Thorneloe, Susan; Ham, Robert (July 1999). "Life Cycle Management of Municipal Solid Waste". The International Journal of Life Cycle Assessment. 4 (4): 195–201. doi:10.1007/BF02979496. ISSN 0948-3349. S2CID 108698198.
  7. ^ US EPA, "Solid Waste Disposal Facility Criteria; Proposed Rule", Federal Register 53(168):33314–33422, 40 CFR Parts 257 and 258, US EPA, Washington, D.C., August 30 (1988a).
  8. ^ a b Themelis, Nickolas J., and Priscilla A. Ulloa. "Methane generation in landfills." Renewable Energy 32.7 (2007), 1243–1257
  9. ^ "CO2 101: Why is carbon dioxide bad?". Mother Nature Network. Retrieved November 30, 2016.
  10. ^ "How does landfill and litter affect our wildlife?". MY ZERO WASTE. January 30, 2009. Retrieved February 22, 2020.
  11. ^ "Landfills are Ruining Lives". www.cdenviro.com. Retrieved February 22, 2020.
  12. ^ Powell, Jon T.; Townsend, Timothy G.; Zimmerman, Julie B. (September 21, 2015). "Estimates of solid waste disposal rates and reduction targets for landfill gas emissions". Nature Climate Change. 6 (2): 162–165. doi:10.1038/nclimate2804.
  13. ^ Landfill Inventory Management Ontario – How Ontario regulates Landfills – Ministry of the Environment
  14. ^ Aging Landfills: Ontario's Forgotten Polluters – Eco Issues
  15. ^ https://www.cewep.eu/landfill-taxes-and-bans/
  16. ^ "Fighting Mountains Of Garbage: Here Is How Indian Cities Dealt With Landfill Crisis In 2018 | Swachh Year Ender". NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh India. December 31, 2018. Retrieved February 21, 2020.
  17. ^ Cassella, Carly. "India's 'Mount Everest' of Trash Is Growing So Fast, It Needs Aircraft Warning Lights". ScienceAlert. Retrieved February 21, 2020.
  18. ^ "Fighting Mountains Of Garbage: Here Is How Indian Cities Dealt With Landfill Crisis In 2018 | Swachh Year Ender". NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh India. December 31, 2018. Retrieved February 21, 2020.
  19. ^ Horinko, Marianne, Cathryn Courtin. "Waste Management: A Half Century of Progress." EPA Alumni Association. March 2016.
  20. ^ "Modern landfills". Archived from the original on February 22, 2015. Retrieved February 21, 2015.
  21. ^ EPA, OSWER, ORCR, US. "Basic Information about Landfills". www.epa.gov. Retrieved March 14, 2017.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  22. ^ "Disposal and Storage of Polychlorinated Biphenyl (PCB) Waste". United States Environmental Protection Agency. Retrieved May 10, 2017.
  23. ^ Gomez, A.M.; =Yannarell, A.C.; Sims, G.K.; Cadavid-Resterpoa, G.; Herrera, C.X.M. (2011). "Characterization of bacterial diversity at different depths in the Moravia Hill Landfill site at Medellín, Colombia". Soil Biology and Biochemistry. 43 (6): 1275–1284. doi:10.1016/j.soilbio.2011.02.018.
  24. ^ Gwyneth Dickey Zaikab (March 2011). "Marine microbes digest plastic".
  25. ^ Multiple Purpose industries using landfills for energy Archived December 8, 2009, at the Wayback Machine
  26. ^ Commercial exploitation of gas from landfills
  27. ^ "Regeringskansliets rättsdatabaser". rkrattsbaser.gov.se (in Swedish). Retrieved May 9, 2019.

Further reading[edit]

  • "Modern landfills". Archived from the original on February 22, 2015. Retrieved February 21, 2015.
  • "Council Directive 1999/31/EC of 26 April 1999, on the landfill of waste" (PDF). Archived from the original (PDF) on July 5, 2010. Retrieved August 29, 2005.
  • "The Landfill Operation Management Advisor Web Based Expert System". Archived from the original on October 30, 2005. Retrieved August 29, 2005.
  • H. Lanier Hickman Jr. and Richard W. Eldredge. "Part 3: The Sanitary Landfill". A Brief History of Solid Waste Management in the US During the Last 50 Years. Archived from the original on November 23, 2005. Retrieved August 29, 2005.
  • Daniel A. Vallero, Environmental Biotechnology: A Biosystems Approach. 2nd Edition. Academic Press, Amsterdam, Netherlands and Boston MA, Print Book ISBN 9780124077768; eBook ISBN 9780124078970. 2015.

External links[edit]

  • US National Waste & Recycling Association
  • Solid Waste Association of North America
  • US National Waste & Recycling Association: Begin with the Bin
  • https://waste-management-world.com/a/a-compact-guide-to-landfill-operation-machinery-management-and-misconceptions