环境化学论文 (1)

土壤环境化学——垃圾填埋

土壤圈

土壤圈是独立的、复杂的、生物滋生的地球外壳，是位于陆地表面具有肥力的疏松层，厚度一般在2m左右。

它是岩石圈经过生物圈、大气圈和水圈长期和深刻的综合影响而形成的。由于各种成土因素，诸如母岩、生物、气候、地形、时间和人类生产活动等综合作用的不同，产生出了多种类型的土壤。

土壤是人类环境的重要组成要素。

土壤是地球表层中介入元素循环的一个重要圈层，由岩石风化产生的所有物质都有可能通过地球化学循环归入土壤；在全球碳、氮循环中，土壤是主要环节之一；对于大气圈和水圈来说，土壤既是源又是汇，既提供物质，又接受物质。

土壤是微生物群集和最活跃的场所，特别对有机污染物的降解和净化起十分重要的作用。

固体废物

固体废物是人类在生产、生活等活动过程中丢弃的固状和泥状物质。

固体废物与废水和废气相比，其显著的特点是：首先，固体废物是各种污染物的最终形态，特别是从污染控制设施排放出的固体废物，浓集了许多成分，具有稳定性和不可稀释性。其次在自然条件影响下，固体废物中的一些有害成分会转入大气、水体和土壤中，参与生态系统的循环，因而具有长期潜在的危害性。

固体废物的处理方法主要有：

物理方法(如压实、破碎、分选、脱水干燥等)

化学方法(如氧化还原，中和、化学浸出等)

生物方法(如微生物好氧、厌氧及兼性处理)

热处理方法(焚烧、热介，烧结等)

固化处理方法(采用水泥、沥青、塑料、石膏等固化材料将废物封闭或包覆)

固体废物的最终处置方法有两类：一是陆地处置，二是海洋处置。其中陆地处置包括堆存法和土地填埋法。

按固体垃圾的来源分，可分为矿业废物、工业废物、农业废物和生活垃圾。

我国的城市生活垃圾，绝大部分未进行无害化处理，覆盖的土地面积十分广大。

卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法，具有投资少、处理费用低、处理量大、操作简便等特点，在世界上许多国家得到广泛应用，如美、英等国生活垃圾处理都以卫生填埋法为主。我国80%以上的垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的简易填埋法。但卫生填埋也存在着诸多污染问题，填埋过程中产生的大量二次污染物，如不妥善处理，会对周围的水体、大气和土壤造成严重污染。

一、垃圾填埋常见的二次污染

垃圾填埋后对环境造成的污染是多方面的。监测结果表明：目前全国尚无一家城市生活垃圾填埋场所排放的污染物全部指标均达到国家标

准。这些污染物如不加处理排放，极易对周边环境造成影响，其中最主要的是对水、大气和土壤的污染。

1、水污染。垃圾填埋对水产生的污染主要来自于垃圾渗滤液。这是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。渗滤液成分复杂，其中含有难以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、邻苯二甲酸脂、酚类类和苯胺类化合物等。渗滤液对地面水的影响会长期存在，即使填埋场封闭后一段时期内仍有影响。渗滤液对地下水也会造成严重污染，主要表现在使地下水水质混浊，有臭味，COD、三氮含量高，油、酚污染严重，大肠菌群超标等。地下和地表水体的污染，必将会对周边地区的环境、经济发展和人民群众生活造成十分严重的影响。

2、大气污染。卫生填埋场中的生活垃圾含有大量有机物，这些有机物被微生物厌氧消化、降解，会产生大量的垃圾填埋气。填埋气主要成为为CH4、CO2以及其它一些微量成分，如N2、H2S、H2和挥发性有机物等，其中CH4的含量达到40%～60%。CH4和CO2是主要的温室气体，CH4对O3的破坏是CO2的40倍，产生的温室效应比CO2高20倍以上，CH4和C O2产生的温室效应会使全球气候变暖。甲烷易燃易爆，当其与空气混合比达到5%～15%时，极易引发爆炸和火灾事故。填埋气的恶臭气味会引起人的不适，其中含有多种致癌、致畸的有机挥发物。这些气体如不采取适当措施加以回收处理，而直接向场外排放，会对周围环境和人员造成伤害。

3、土壤污染。城市生活垃圾中含有大量的玻璃、电池、塑料制品，它们直接进入土壤，会对土壤环境和农作物生长构成严重威胁，其中废电池污染最为严重。资料表明，1节一号电池可以使1平方米的土地失去使用价值，废旧电池中含有的镉、锰、汞等重金属，进入土壤和地下水源，最终对人体健康造成严重危害。目前我国每年电池消费量为140亿只，几乎全部进入土壤之中。大量不可降解的塑料袋和塑料餐盒被埋入地下，百年之后也难以降解，使垃圾填埋场占用后的土地几乎全部成为废地。因此，许多城市在填埋场选址时遇到很大阻力，郊区农民拒收垃圾，以及反对在当地建填埋场的事件屡见不鲜。而在我国许多大城市及人口稠密的东南沿海城市，填埋场的建设也存在着无地可用的问题

二、垃圾填埋二次污染的防治方法

1、填埋场场底防渗。为防止垃圾渗滤液污染地下水，必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料，主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层，有的采用双防渗层，效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况，采取相应的防渗措施。

2、渗滤液的收集处理。渗滤液由于成分复杂、污染大，在排放前必须进行处理。但目前国内外尚无完善的能够适应各种垃圾渗滤液的处理工艺。一般来说，渗滤液可采取“清污分流—渗滤液回灌—预处理—汇入城市污水处理厂合并处理”的方法进行处理。

（1）清污分流。为防止垃圾渗滤液对地表水、地下水的污染，同时也减少渗滤液量，填埋场应设置清污分流设施；在垃圾场外设置截洪沟和疏导渠，截留和疏导填埋区上游地表径流和部分潜水。由于截洪沟深度有限，部分来自填埋场上游的地下潜水将进入填埋场，可能会增大渗滤液量，对此可以在填埋场内适当位置设置雨水引流沟和引流管，利用引流设施减少进入填埋场的雨水和潜水量。对于地下水，要设置地下水导排系统，在场底基础上铺设导流层，导流层底部铺设排水盲沟，盲沟中放置多孔导流管，将渗滤液收集后进行处理。

（2）渗滤液回灌。渗滤液回灌就是将在填埋场底部收集的渗滤液从其覆盖层表面或覆盖层下部重新灌入填埋场，利用填埋场垃圾层这个"生物滤床"净化渗滤液。回灌缩短垃圾降解所需时间，增加垃圾压实密度，进而增加垃圾填埋量，同时增加渗滤液在填埋场中的停留时间，使得渗滤液污染物充分降解而浓度大为降低。回灌法主要适用于气候干旱、渗滤液产生量较少的情况。

（3）预处理。渗滤液为高浓度废水，必须经过必要的现场预处理后，才能汇入城市污水处理场合并处理。现场预处理通常可采用生化处理和物化处理。生化处理可采用好氧处理、厌氧处理及两者结合。物化法主要有：活性炭吸附、沉淀、氧化还原、离子交换和湿式氧化法等。垃圾渗滤液的处理一直是个辣手的问题，各地可根据实际情况，选用适合的方法处理。石家庄峡石沟垃圾卫生填埋场2001年二期工程已经竣工，垃圾场污水处理站管道已与城市污水系统接通，现准备采用活性污