Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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. В прошлом 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 стадий 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 предмет 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 статистические данные о ежедневном тоннаже поступающих отходов, которые 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 пеноматериалов, химически «закрепленные» твердые биологические вещества и временные одеяла. Одеяла можно поднять на ночь и снять на следующий день перед тем, как выбросить мусор. 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 является сокращением от муниципальной свалки или санитарной свалки. 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 инженерный объект, который разделяет и удерживает отходы. Санитарные свалки представляют собой биологические реакторы ( биореакторы ), в которых микробы со временем будут расщеплять сложные органические отходы на более простые и менее токсичные соединения. Эти реакторы должны быть спроектированы и эксплуатироваться в соответствии с регулирующими стандартами и руководящими принципами (см. Экологическую инженерию ).

Обычно аэробное разложение - это первая стадия, на которой отходы разлагаются 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 превращение и улетучивание 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 фильтрате. Успешное преобразование и стабилизация отходов зависит 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 (фаза I) [ править ]

Поскольку отходы размещаются на свалке, пустоты 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 выходящем 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 органических кислот снижает pH фильтрата примерно с 7,5 до 5,6. Во время этой фазы 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 коротка, поскольку 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 фильтре.

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, рН 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 на то, что заполняемая область представляет собой единую четко очерченную «ячейку» и что имеется защитная облицовка свалки (обнаженная слева) для предотвращения загрязнения фильтрами, мигрирующими вниз через нижележащие геологические образования.

Свалки могут вызвать ряд проблем. Может произойти нарушение инфраструктуры , например, повреждение подъездных дорог тяжелыми автомобилями. Загрязнение местных дорог и водотоков от колес 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 полигонах используется комбинация непроницаемых футеровок толщиной несколько метров, геологически стабильных площадок 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, 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.

Газы разложения [ править ]

Основная статья: Свалочный газ

Гниющие продукты и другие разлагающиеся органические отходы создают газы разложения , особенно CO 2 и CH 4, в результате аэробного и анаэробного разложения соответственно. Оба процесса происходят одновременно в разных частях свалки. Помимо доступного O 2 , доля составляющих газа будет варьироваться в зависимости от возраста полигона, типа отходов, содержания влаги и других факторов. Например, максимальное количество производимого свалочного газа можно проиллюстрировать упрощенной чистой реакцией диэтилоксалата, которая объясняет эти одновременные реакции: [8]

4 C 6 H 1 0 O 4 + 6 H 2 O → 13 CH 4 + 11 CO 2

В среднем около половины объемной концентрации свалочного газа составляет CH 4 и чуть меньше половины - CO 2 . Газ также содержит около 5% молекулярного азота (N 2 ), менее 1% сероводорода (H 2 S) и низкую концентрацию неметановых органических соединений (NMOC), около 2700 ppmv [8]

Вывоз мусора в Афинах, Греция

Свалочные газы могут просачиваться из полигона в окружающий воздух и почву. Метан - это парниковый газ , который при определенных концентрациях легко воспламеняется и потенциально взрывоопасен, что делает его идеальным для сжигания для экологически чистого производства электроэнергии. Поскольку при разложении растительного материала и пищевых отходов выделяется только углерод, который был уловлен из атмосферы в результате фотосинтеза, новый углерод не входит в углеродный цикл, и концентрация CO 2 в атмосфере не изменяется. Углекислый газ задерживает тепло в атмосфере, способствуя изменению климата . [9] На правильно управляемых свалках газ собирается и сжигается на факелах или утилизируется дляутилизация свалочного газа .

Векторы [ править ]

Плохо обслуживаемые свалки могут создавать неудобства из-за таких переносчиков , как крысы и мухи, которые могут распространять инфекционные заболевания . Возникновение таких переносчиков можно уменьшить путем ежедневного укрытия .

Другие неприятности [ править ]

Группа диких слонов взаимодействует с мусорной свалкой в ​​Шри-Ланке

Другие потенциальные проблемы включают нарушение дикой природы из-за оккупации среды обитания [10] и нарушение здоровья животных, вызванное потреблением отходов со свалок [11], пыль, запах, шумовое загрязнение и снижение стоимости местной собственности.

Свалочный газ [ править ]

Основная статья: Свалочный газ

Газы образуются на свалках из-за анаэробного переваривания микробами. Этот газ собирается и используется на правильно управляемой свалке. Его применение варьируется от простого сжигания до утилизации свалочного газа и производства электроэнергии . Мониторинг свалочного газа предупреждает рабочих о скоплении газов до опасного уровня. В некоторых странах утилизация свалочного газа обширна; в Соединенных Штатах, например, более 850 полигонов имеют активные системы сбора свалочного газа. [12]

Газовый факел, произведенный на полигоне в Лейк Каунти, штат Огайо.

Региональная практика [ править ]

Свалка в Перте, Западная Австралия
Свалка South East New Territories, Гонконг

Канада [ править ]

Свалки в Канаде регулируются провинциальными природоохранными агентствами и законодательством об охране окружающей среды. [13] Старые предприятия, как правило, подпадают под действующие стандарты и контролируются на предмет выщелачивания . [14] Некоторые бывшие места были преобразованы в парковые зоны.

Европейский Союз [ править ]

Запреты на свалки в Европе

В Европейском союзе отдельные государства обязаны принять законодательство, соответствующее требованиям и обязательствам Европейской директивы о полигонах .

В Финляндии, Швеции, Дании, Польше, Германии, Нидерландах, Бельгии, Австрии и Словении действуют законы, запрещающие или строго ограничивающие вывоз домашнего мусора на свалки. [15]

Индия [ править ]

В настоящее время захоронение отходов является основным методом удаления городских отходов в Индии. В Индии также есть самая большая свалка в Азии в Деонаре, Мумбаи. [16] Однако часто возникают проблемы из-за тревожных темпов роста свалок и плохого управления со стороны властей. [17] За последние несколько лет на индийских свалках часто наблюдались наземные и подземные пожары. [18]

Соединенное Королевство [ править ]

Основная статья: Свалки в Соединенном Королевстве

В последние годы практика захоронения отходов в Великобритании была изменена, чтобы соответствовать требованиям Европейской директивы по захоронению отходов . В настоящее время Великобритания вводит налог на захоронение биоразлагаемых отходов, которые вывозятся на полигоны. В дополнение к этому была создана Схема торговли разрешениями на захоронение отходов, позволяющая местным властям торговать квотами на полигоны в Англии. Другая система действует в Уэльсе, где власти не могут «торговать» между собой, но имеют квоты, известные как Схема разрешений на захоронение отходов.

Соединенные Штаты [ править ]

Основная статья: Свалки в США

Свалки в США регулируются экологическим агентством каждого штата, которое устанавливает минимальные руководящие принципы; однако ни один из этих стандартов не может быть ниже стандартов, установленных Агентством по охране окружающей среды США (EPA). [19]

Разрешение на захоронение мусора обычно занимает от пяти до семи лет, стоит миллионы долларов и требует тщательного выбора площадки, инженерных и экологических исследований и демонстраций, чтобы гарантировать удовлетворение местных требований по охране окружающей среды и безопасности. [20]

Типы [ править ]

  • Твердые бытовые отходы : собирает бытовые отходы и неопасные материалы. В состав этого типа полигона входит свалка биореактора, которая специально разлагает органический материал.
  • Промышленные отходы : для коммерческих и промышленных отходов. Другие связанные свалки включают свалки строительного мусора и мусора после сноса и свалки остатков сжигания угля.
  • Опасные отходы [21] или отходы ПХД : [22] Свалки полихлорированных дифенилов (ПХД), которые контролируются в США Законом о контроле за токсичными веществами 1976 года (TSCA).

Микробные темы [ править ]

Статус микробного сообщества полигона может определять его пищеварительную эффективность. [23]

Бактерии, переваривающие пластик, были обнаружены на свалках. [24]

Восстановление материалов [ править ]

Основная статья: Разработка полигона

Можно рассматривать свалки как жизнеспособный и богатый источник материалов и энергии . В развивающихся странах сборщики мусора часто ищут материалы, которые еще можно использовать. В коммерческом контексте компании также обнаружили свалки, и многие [ количественно ] начали сбор материалов и энергии. [25] Хорошо известные примеры включают установки для сбора газа. [26] Другие коммерческие объекты включают установки для сжигания отходов, которые имеют встроенную утилизацию материалов. Рекуперация материала возможна за счет использования фильтров ( электрофильтр , активированный уголь).и калиевый фильтр, гашение, промыватель HCl, промыватель SO 2, решетка зольного остатка и т. д.).

Альтернативы [ править ]

См. Также: Список технологий обращения с твердыми отходами

Помимо стратегий по сокращению и переработке отходов , существуют различные альтернативы полигонам, включая сжигание отходов в энергию , анаэробное сбраживание , компостирование , механическую биологическую очистку , пиролиз и плазменную газификацию . В зависимости от местной экономики и стимулов их можно сделать более привлекательными с финансовой точки зрения, чем свалки.

Ограничения [ править ]

Страны, включая Германию , Австрию , Швецию , [27] Данию , Бельгию , Нидерланды и Швейцарию , запретили размещение необработанных отходов на свалках. [ необходима цитата ] В этих странах могут по-прежнему храниться только определенные опасные отходы, летучая зола от сжигания или стабилизированная производительность установок механической биологической очистки . [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Свалка биореакторов
  • Ежедневное покрытие
  • Опрокидывание
  • Модель гидрологической оценки характеристик полигона (HELP)
  • Мелиорация земель
  • Земледелие
  • Отвод свалки
  • Налог на свалки
  • Перечень технологий обращения с твердыми отходами
  • Морской мусор
  • Механическая биологическая очистка
  • Милорганит
  • Национальная ассоциация по переработке и переработке отходов
  • НИМБИ
  • Открытый дамп
  • Показатели переработки по странам
  • Осадок
  • Ассоциация твердых отходов Северной Америки
  • Управление отходами
  • Мидден

Ссылки [ править ]

  1. ^ https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/dsd/dsd_aofw_ni/ni_pdfs/NationalReports/finland/WASTE.pdf
  2. ^ a b «Как работает свалка» . www.co.cumberland.nc.us . Проверено 22 февраля 2020 года .
  3. ^ «Альтернативное ежедневное покрытие (ADC)» . Проверено 14 сентября 2012 года .
  4. ^ a b Letcher, TM; Валлеро, Д.А., ред. (2019). Муниципальная свалка, Д. Валлеро и Дж. Блайт, стр. 235–249 в книге «Отходы: руководство по управлению» . Амстердам, Нидерланды и Бостон, Массачусетс, Печатная книга: Elsevier Academic Press. ISBN 9780128150603. 804 страницы.
  5. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2007) Характеристики биореактора для захоронения отходов: второй промежуточный отчет: объект по переработке и утилизации внешнего контура - Луисвилл, Кентукки, EPA / 600 / R-07/060
  6. ^ Вайц, Кейт; Барлаз, Мортон; Ранджитан, Ранджи; Брилл, Дауни; Торнело, Сьюзен; Хэм, Роберт (июль 1999 г.). «Управление жизненным циклом твердых бытовых отходов». Международный журнал оценки жизненного цикла . 4 (4): 195–201. DOI : 10.1007 / BF02979496 . ISSN 0948-3349 . S2CID 108698198 .  
  7. ↑ Агентство по охране окружающей среды США, «Критерии утилизации твердых отходов; предлагаемые правила», Федеральный регистр 53 (168): 33314–33422, 40 CFR, части 257 и 258, Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, 30 августа (1988a).
  8. ^ a b Темелис, Николас Дж. и Присцилла А. Уллоа. «Образование метана на свалках». Возобновляемая энергия 32.7 (2007), 1243–1257
  9. ^ "CO2 101: Почему углекислый газ вреден?" . Сеть Матери-Природы . Проверено 30 ноября, 2016 .
  10. ^ "Как свалки и мусор влияют на нашу дикую природу?" . МОЙ НОЛЬ ОТХОДОВ . 30 января 2009 . Проверено 22 февраля 2020 года .
  11. ^ «Свалки губят жизни» . www.cdenviro.com . Проверено 22 февраля 2020 года .
  12. ^ Пауэлл, Джон Т .; Таунсенд, Тимоти Дж .; Циммерман, Джули Б. (21 сентября 2015 г.). «Оценка объемов захоронения твердых отходов и целевые показатели сокращения выбросов свалочного газа». Изменение климата природы . 6 (2): 162–165. DOI : 10.1038 / nclimate2804 .
  13. ^ Управление инвентаризацией свалок Онтарио - Как Онтарио регулирует свалки - Министерство окружающей среды
  14. ^ Старые свалки: Забытые загрязнители Онтарио - Проблемы экологии
  15. ^ https://www.cewep.eu/landfill-taxes-and-bans/
  16. ^ «Борьба с горами мусора: вот как индийские города справились с кризисом на свалках в 2018 году | Swachh Year Ender» . NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh Индия . 31 декабря 2018 . Проверено 21 февраля 2020 года .
  17. ^ Касселла, Карли. «Мусорная гора Эверест в Индии растет так быстро, что для этого нужны сигнальные огни с самолетов» . ScienceAlert . Проверено 21 февраля 2020 года .
  18. ^ «Борьба с горами мусора: вот как индийские города справились с кризисом на свалках в 2018 году | Swachh Year Ender» . NDTV-Dettol Banega Swasth Swachh Индия . 31 декабря 2018 . Проверено 21 февраля 2020 года .
  19. ^ Хоринко, Марианна, Катрин Куртин. «Управление отходами: полвека прогресса». Ассоциация выпускников EPA. Март 2016 г.
  20. ^ «Современные свалки» . Архивировано из оригинального 22 февраля 2015 года . Проверено 21 февраля 2015 года .
  21. ^ EPA, OSWER, ORCR, США. «Основная информация о свалках» . www.epa.gov . Проверено 14 марта 2017 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ «Удаление и хранение отходов полихлорированных дифенилов (ПХБ)» . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 10 мая 2017 года .
  23. ^ Гомес, AM; = Яннарелл, AC; Симс, ГК; Cadavid-Resterpoa, G .; Эррера, CXM (2011). «Характеристика бактериального разнообразия на разной глубине полигона Moravia Hill Landfill в Медельине, Колумбия». Биология и биохимия почвы . 43 (6): 1275–1284. DOI : 10.1016 / j.soilbio.2011.02.018 .
  24. ^ Гвинет Дики Zaikab (март 2011). «Морские микробы переваривают пластик» .
  25. ^ Многоцелевая промышленность с использованием полигонов для энергетики Archived 8 декабря 2009 года, в Wayback Machine
  26. ^ Коммерческая эксплуатация газа со свалок
  27. ^ "Regeringskansliets rättsdatabaser" . rkrattsbaser.gov.se (на шведском языке) . Проверено 9 мая 2019 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Современные свалки» . Архивировано из оригинального 22 февраля 2015 года . Проверено 21 февраля 2015 года .
  • «Директива Совета 1999/31 / EC от 26 апреля 1999 г. о захоронении отходов» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 5 июля 2010 года . Проверено 29 августа 2005 года .
  • "Экспертная веб-система советника по эксплуатации полигона" . Архивировано из оригинального 30 октября 2005 года . Проверено 29 августа 2005 года .
  • Х. Ланье Хикман младший и Ричард У. Элдридж. «Часть 3: Санитарная свалка» . Краткая история обращения с твердыми отходами в США за последние 50 лет . Архивировано из оригинального 23 ноября 2005 года . Проверено 29 августа 2005 года .
  • Даниэль А. Валлеро, Экологическая биотехнология: биосистемный подход . 2-е издание. Academic Press, Амстердам, Нидерланды и Бостон, Массачусетс, ISBN печатной книги 9780124077768 ; электронная книга ISBN 9780124078970 . 2015 г.  

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальная ассоциация по переработке и переработке отходов США
  • Ассоциация твердых отходов Северной Америки
  • Национальная ассоциация по переработке и переработке отходов США: начните с корзины
  • https://waste-management-world.com/a/a-compact-guide-to-landfill-operation-machinery-management-and-misconceptions