Điều gì sẽ xảy ra với chất thải khi nó cuối cùng ở một bãi rác

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Về vòng đời của một bãi rác và ngay cả những chất thải thông thường cũng trở nên độc hại như thế nào.

Không xa nhà bạn - có thể vài chục km, và có thể gần hơn nhiều - có một lò phản ứng hóa học quy mô lớn, nơi mỗi ngày các thành phần mới được nạp vào, thành phần của chúng không ai biết chắc chắn, và kết quả của chính lò phản ứng không hoàn toàn có thể đoán trước được. Lò phản ứng này được gọi là bãi rác, hoặc, dịch theo ngôn ngữ quan liêu, là bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt. Mọi thứ bị vứt bỏ bởi cư dân thành phố đều kết thúc ở đây. N + 1 và Lifehacker quyết định tìm hiểu xem điều gì sẽ xảy ra với đống rác khi nó kết thúc ở một bãi rác.

Năm 2015, tại Nga, theo công ty phân tích Frost & Sullivan, 57 triệu tấn chất thải rắn đô thị đã được tạo ra, chỉ ít hơn một chút so với khối lượng sản xuất thép (71 triệu tấn). Rác thải sinh hoạt ở Mátxcơva và khu vực Rác thải là gì? (khoảng 11 triệu tấn mỗi năm) chủ yếu bao gồm rác thực phẩm (22%), giấy và bìa cứng (17%), thủy tinh (16%) và nhựa (13%), vải, kim loại và gỗ, mỗi loại chiếm 3%. 20 phần trăm khác cho mọi thứ khác.

Ở Nga, các bãi chôn lấp tiếp nhận tới 94 phần trăm rác, chỉ 4 phần trăm được tái chế, 2 phần trăm được đốt.

Để so sánh: ở EU, 45% chất thải được tái chế, 28% được đưa vào các bãi chôn lấp và 27% được đốt.

Các bãi rác của Nga hàng năm thải ra 1,5 triệu tấn khí mêtan và 21,5 triệu tấn CO vào khí quyển₂… Tổng cộng ở Nga vào năm 2015 có 13,9 nghìn bãi chôn lấp đang hoạt động, trong đó ở khu vực Mátxcơva - 14. Chỉ có một bãi chôn lấp ở Mátxcơva ở quận Chekhovsky (bãi chôn lấp Kulakovo) mỗi năm đã phát hành ĐẤT MSW TRONG KHU VỰC BỆNH VIỆN: TÌNH HÌNH MÔI TRƯỜNG HIỆN NAY

VÀ TRIỂN VỌNG VỀ VIỆC PHÁT HIỆN 2,4 nghìn tấn mêtan, 39,4 tấn khí cacbonic, 1,8 tấn amoniac và 0,28 tấn hiđro sunfua vào khí quyển.

Một bãi chôn lấp được tổ chức hợp lý là một cấu trúc công nghệ cao phức tạp. Trước khi chuẩn bị tiếp nhận rác, cần chuẩn bị phía dưới: trải một lớp đất sét dày khoảng một mét, lót lên trên một lớp màng địa chống thấm, một lớp vải địa kỹ thuật, một lớp gạch vụn dày 30 cm, trong mà bạn cần đặt một hệ thống ống để thu dịch lọc - chất lỏng sẽ được thu gom từ các mảnh vụn, và bên trên cũng sẽ có một lớp màng thấm bảo vệ. Đáy của bãi chôn lấp phải cao hơn mực nước ngầm ít nhất nửa mét.

Bên cạnh bãi chôn lấp, sẽ cần một trạm bơm và xử lý để bơm ra ngoài và trung hòa dịch lọc đã bão hòa axit hữu cơ và các chất hữu cơ khác, các hợp chất kim loại nặng. Ngoài ra, trong lớp rác, khi bắt đầu tích tụ, cần lắp đặt hệ thống đường ống thu gom và tận dụng khí bãi rác, trạm lọc và đốt rác.

Khi bãi rác đầy (thường bãi chôn lấp 20-30 năm mới có rác), bạn cần đóng bãi rác từ trên cao bằng một lớp bảo vệ khác, bảo quản hệ thống thu gom khí bãi rác - nó sẽ phải hoạt động thêm hàng chục năm nữa.

Cuộc sống bãi rác

Vòng đời hóa học của rác trong bãi chôn lấp có thể được chia thành bốn giai đoạn chính theo Kiến thức cơ bản về khí bãi chôn lấp. Suốt trong giai đoạn đầu tiên vi khuẩn hiếu khí - vi khuẩn có thể sống và phát triển trong điều kiện có oxy - phá vỡ tất cả các chuỗi phân tử dài của carbohydrate, protein, lipid tạo nên chất thải hữu cơ, tức là chủ yếu là chất thải thực phẩm.

Sản phẩm chính của quá trình này là carbon dioxide, cũng như nitơ (lượng khí này giảm dần theo tuổi thọ của bãi chôn lấp). Giai đoạn đầu tiên tiếp tục miễn là có đủ oxy trong mảnh vỡ và có thể mất vài tháng hoặc thậm chí vài ngày để mảnh vỡ tương đối tươi. Hàm lượng oxy thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào mức độ nén chặt của mảnh vỡ và độ sâu của nó.

Giai đoạn thứ hai bắt đầu khi tất cả oxy trong thùng rác đã được sử dụng hết. Lúc này, vi khuẩn kỵ khí đóng vai trò chính, chúng chuyển đổi các chất do các đối tác hiếu khí của chúng tạo ra thành axit axetic, formic và axit lactic, cũng như thành rượu - etyl và metyl.

Môi trường bãi rác trở nên rất chua. Khi axit kết hợp với hơi ẩm, nó giải phóng chất dinh dưỡng, làm cho nitơ và phốt pho có sẵn cho một cộng đồng vi khuẩn đa dạng, do đó, chúng tạo ra carbon dioxide và hydro một cách mạnh mẽ. Nếu bãi rác bị xáo trộn hoặc bằng cách nào đó oxy thâm nhập vào độ dày của rác, mọi thứ sẽ trở lại giai đoạn đầu.

Giai đoạn thứ ba trong bãi rác, cuộc sống bắt đầu với thực tế là một số loại vi khuẩn kỵ khí bắt đầu xử lý axit hữu cơ và tạo thành axetat. Quá trình này làm cho môi trường trở nên trung tính hơn, điều này tạo điều kiện cho vi khuẩn tạo ra khí metan. Vi khuẩn methanogens và vi khuẩn sản xuất axit tạo thành mối quan hệ đôi bên cùng có lợi: vi khuẩn "axit" tạo ra các chất tiêu thụ methanogens - carbon dioxide và axetat, với số lượng lớn có hại cho chính vi khuẩn sản xuất axit.

Giai đoạn thứ tư - dài nhất - bắt đầu khi thành phần và mức độ sản sinh khí tại bãi chôn lấp trở nên tương đối ổn định. Ở giai đoạn này, khí bãi rác chứa 45 đến 60 phần trăm mêtan (theo thể tích), 40 đến 60 phần trăm carbon dioxide, và 2 đến 9 phần trăm các khí khác, đặc biệt là các hợp chất lưu huỳnh. Giai đoạn này có thể kéo dài khoảng 20 năm, nhưng thậm chí 50 năm sau khi rác không được đưa đến bãi chôn lấp, nó vẫn tiếp tục thải ra khí.

Mêtan và carbon dioxide là những sản phẩm chính của quá trình phân hủy chất thải, nhưng không phải là những sản phẩm duy nhất. Kho chứa các bãi chôn lấp bao gồm hàng trăm hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác nhau. Các nhà khoa học đã khảo sát bảy bãi rác ở Anh đã tìm thấy Dấu vết các hợp chất hữu cơ trong khí bãi chôn lấp tại Seven U. K. Địa điểm Xử lý Chất thải chứa khoảng 140 chất khác nhau trong khí bãi rác, bao gồm ankan, hydrocacbon thơm, xycloalkane, tecpen, rượu và xeton, các hợp chất clo, bao gồm clo hữu cơ như cloroetylen.

Điều gì có thể xảy ra

Marianna Kharlamova, người đứng đầu Phòng Giám sát và Dự báo Môi trường Đại học RUDN, giải thích rằng thành phần chính xác của khí bãi rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vào thời điểm trong năm, việc tuân thủ các công nghệ trong quá trình xây dựng và vận hành bãi chôn lấp, tuổi của bãi chôn lấp, thành phần chất thải, vùng khí hậu, nhiệt độ và độ ẩm không khí …

“Nếu đây là một bãi chôn lấp đang hoạt động, nếu tiếp tục cung cấp chất hữu cơ, thì thành phần của khí có thể rất khác. Ví dụ, có thể có một quá trình phân hủy mêtan, tức là chủ yếu mêtan đi vào khí quyển, sau đó là carbon dioxide, amoniac, hydrogen sulfide, có thể có mercaptan, các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh,”Kharlamova nói.

Chất độc nhất trong các thành phần chính của khí thải là hydrogen sulphide và methane - chúng có thể gây ngộ độc ở nồng độ cao.

Tuy nhiên, Kharlamova lưu ý, một người có thể cảm nhận được hydrogen sulfide ở nồng độ rất nhỏ, vẫn còn rất xa nguy hiểm, do đó, nếu một người ngửi thấy hydrogen sulfide, điều này không có nghĩa là anh ta ngay lập tức bị đe dọa ngộ độc. Ngoài ra, khi đốt rác, dioxin có thể được giải phóng - chất độc hại hơn nhiều, tuy nhiên, không có tác dụng tức thì.

Công nghệ vận hành bãi chôn lấp giả định rằng khí bãi chôn lấp được thu gom bằng hệ thống khử khí, sau đó được làm sạch tạp chất và đốt trong pháo sáng hoặc sử dụng làm nhiên liệu. Kharlamova lưu ý rằng việc đốt khí bãi rác không được xử lý, như đã được thực hiện Khử khí trong "Kuchino". Làm thế nào khí bãi rác được loại bỏ tại bãi rác Balashikha, ví dụ, tại bãi rác Kuchino, có thể tạo ra nhiều vấn đề mới với các sản phẩm đốt độc hại.

Trong trường hợp này, ví dụ, lưu huỳnh đioxit (trong quá trình đốt cháy hydro sunfua) và các hợp chất lưu huỳnh độc hại khác được hình thành. Trong việc sử dụng khí thông thường, trước tiên cần phải làm sạch nó khỏi các hợp chất lưu huỳnh.

Marianna Kharlamova

Một mối đe dọa khác nảy sinh khi sự nung nóng mạnh bắt đầu trong khối các mảnh vỡ, một ngọn lửa không tiếp cận với không khí, tương tự như than bùn. Trong trường hợp này, bãi chôn lấp thay đổi đáng kể thành phần của nó, các aldehyde, hydrocacbon đa thơm, polyaromatics được clo hóa xuất hiện trong khí thải với số lượng lớn. “Điều này tạo ra một mùi đặc trưng. Mùi rác thải phổ biến là sự thối rữa từ hydrogen sulfide và mercaptan. Trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, nó bắt đầu có mùi giống như mùi khoai tây chiên - đây là mùi của hydro florua, được hình thành trong quá trình đốt cháy,”Kharlamova giải thích.

Theo bà, đôi khi họ cố gắng ngăn chặn việc thải khí bãi rác vào bầu khí quyển bằng cách phủ một lớp màng lên bãi rác, sau đó phủ một lớp đất lên trên. Nhưng điều này tạo ra các vấn đề bổ sung: “Khi mục nát, các khoảng trống được hình thành và đất xảy ra hiện tượng sụt lún, ngoài ra, màng không cho phép nước đi qua, có nghĩa là các đầm lầy sẽ phát sinh từ trên cao,” cô nói.

Kharlamova lưu ý rằng nguồn chính của các vấn đề với các bãi chôn lấp là thực phẩm và chất thải hữu cơ. Chính họ là những người về cơ bản đã tạo ra các điều kiện để "sản xuất" khí metan và hydro sunfua. Rác có thể được phân loại và tái chế tốt hơn nhiều mà không có rác thực phẩm. “Nếu chúng ta quản lý để tổ chức một hệ thống thu gom chất thải để các chất hữu cơ không đến bãi chôn lấp chất thải rắn, thì điều này sẽ giải quyết được hầu hết các vấn đề với các bãi chôn lấp đang phát sinh hiện nay”, nhà khoa học này tin tưởng.