Kas nutinka atliekoms, kai jos patenka į sąvartyną

2024 Autorius: Malcolm Clapton | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 04:04

Apie sąvartyno gyvavimo ciklą ir tai, kaip net paprastos atliekos tampa toksiškos.

Netoli nuo jūsų namų – gal už poros dešimčių kilometrų, o gal ir daug arčiau – yra didelio masto cheminis reaktorius, kuriame kasdien kraunamos naujos porcijos ingredientų, kurių sudėties niekas tiksliai nežino, o paties reaktoriaus rezultatas nėra visiškai nuspėjamas. Šis reaktorius vadinamas sąvartynu, arba, išvertus į biurokratinę kalbą, kietųjų buitinių atliekų sąvartynu. Čia atsiduria viskas, ką miestiečiai išmeta. N + 1 ir Lifehacker nusprendė išsiaiškinti, kas nutinka šiukšlėms, kai jos patenka į sąvartyną.

2015 metais Rusijoje, analitinės bendrovės „Frost & Sullivan“duomenimis, susidarė 57 mln. tonų komunalinių kietųjų atliekų, tai tik šiek tiek mažiau nei plieno gamybos apimtis (71 mln. tonų). Buitinės atliekos Maskvoje ir regione Kas yra atliekos? (apie 11 mln. t per metus) daugiausia sudaro maisto atliekos (22 proc.), popierius ir kartonas (17 proc.), stiklas (16 proc.) ir plastikas (13 proc.), audinys, metalas ir mediena – po 3 proc. dar 20 procentų už visa kita.

Rusijoje į sąvartynus patenka iki 94 procentų šiukšlių, tik 4 procentai perdirbami, 2 procentai sudeginami.

Palyginimui: ES perdirbama 45 procentai atliekų, 28 procentai patenka į sąvartynus, o 27 procentai – sudeginami.

Rusijos sąvartynai kasmet į atmosferą išmeta 1,5 mln. tonų metano ir 21,5 mln.₂… Iš viso Rusijoje 2015 m. veikė 13,9 tūkstančiai sąvartynų, iš kurių Maskvos srityje - 14. Tik vienas Maskvos sąvartynas Čechovsko rajone (Kulakovo sąvartynas) per metus išduoda MSW ŽEMES MASKAVOS REGIONE: DABARTINĖ APLINKOS SITUACIJA

IR PERSPEKTYVAS Į atmosferą GRĮŽTI 2,4 tūkst. t metano, 39,4 t anglies dvideginio, 1,8 t amoniako ir 0,028 t vandenilio sulfido.

Tinkamai organizuotas sąvartynas yra sudėtinga aukštųjų technologijų struktūra. Prieš ruošiant šiukšles priimti, būtina paruošti dugną: iškloti maždaug metro storio molio sluoksniu, ant viršaus pakloti vandeniui atsparią geomembraną, geotekstilės sluoksnį, 30 centimetrų skaldos sluoksnį, kurio jums reikia nutiesti vamzdžių sistemą filtratui surinkti - skystis, kuris bus surinktas iš šiukšlių, o viršuje taip pat bus apsauginė pralaidi membrana. Sąvartyno dugnas turi būti bent pusė metro virš požeminio vandens.

Šalia sąvartyno reikės siurblinės ir valymo stoties, kuri išpumpuotų ir neutralizuotų filtratą, prisotintą organinėmis rūgštimis ir kitomis organinėmis medžiagomis, sunkiųjų metalų junginiais. Be to, šiukšlių sluoksnyje, joms pradėjus kauptis, reikės įrengti sąvartyno dujų surinkimo ir utilizavimo vamzdžių sistemą, jų valymo ir deginimo stotį.

Kai sąvartynas prisipildo (paprastai sąvartynas užima 20-30 metų šiukšlių), reikia uždaryti sąvartyną iš viršaus kitu apsauginiu sluoksniu, išsaugant sąvartyno dujų surinkimo sistemą – ji turės veikti dar dešimtmečius.

Sąvartyno gyvenimas

Cheminį šiukšlių gyvenimą sąvartyne galima apytiksliai suskirstyti į keturias pagrindines fazes pagal Landfill Gas Basics. Per pirmasis etapas aerobinės bakterijos – bakterijos, galinčios gyventi ir augti esant deguoniui – suardo visas ilgas molekulines angliavandenių, baltymų, lipidų grandines, kurios sudaro organines atliekas, tai yra daugiausia maisto atliekas.

Pagrindinis šio proceso produktas yra anglies dioksidas, taip pat azotas (jo kiekis per sąvartyno eksploatavimo laiką palaipsniui mažėja). Pirmoji fazė tęsiasi tol, kol šiukšlėse yra pakankamai deguonies, ir gali prireikti mėnesių ar net dienų, kol šiukšlės bus palyginti šviežios. Deguonies kiekis labai skiriasi priklausomai nuo nuolaužų sutankinimo laipsnio ir nuo to, kaip giliai jos yra užkastos.

Antrasis etapas prasideda, kai visas šiukšlėse esantis deguonis jau yra sunaudotas. Dabar pagrindinį vaidmenį atlieka anaerobinės bakterijos, kurios savo aerobinių atitikmenų sukurtas medžiagas paverčia acto, skruzdžių ir pieno rūgštimis, taip pat alkoholiais – etilu ir metilu.

Sąvartyno aplinka labai rūgštėja. Rūgštims susimaišius su drėgme, jos išskiria maistines medžiagas, todėl azotas ir fosforas tampa prieinami įvairioms bakterijų bendruomenėms, kurios savo ruožtu intensyviai gamina anglies dioksidą ir vandenilį. Jei sąvartynas sutrinka ar deguonis kažkaip prasiskverbia į šiukšlių storį, viskas grįžta į pirmą fazę.

Trečia fazė sąvartynuose gyvenimas prasideda nuo to, kad tam tikros rūšies anaerobinės bakterijos pradeda apdoroti organines rūgštis ir formuoti acetatus. Dėl šio proceso aplinka tampa neutralesnė, o tai sukuria sąlygas bakterijoms, gaminančioms metaną. Bakterijos metanogenai ir bakterijos, gaminančios rūgštis, užmezga abipusiai naudingą ryšį: „rūgštinės“bakterijos gamina medžiagas, kurios vartoja metanogenus – anglies dvideginį ir acetatus, kurie dideliais kiekiais kenkia pačioms rūgštis gaminančioms bakterijoms.

Ketvirtasis etapas - ilgiausias - prasideda, kai sąvartyne dujų gamybos sudėtis ir lygis tampa gana stabilūs. Šiame etape sąvartyno dujose yra 45–60 procentų metano (pagal tūrį), 40–60 procentų anglies dioksido ir 2–9 procentų kitų dujų, ypač sieros junginių. Ši fazė gali trukti apie 20 metų, tačiau net ir po 50 metų po to, kai šiukšlės nustojo vežti į sąvartyną, jos toliau išskiria dujas.

Metanas ir anglies dioksidas yra pagrindiniai atliekų skilimo produktai, tačiau toli gražu ne vieninteliai. Sąvartynų repertuare – šimtai įvairių lakiųjų organinių junginių. Mokslininkai, ištyrę septynis Didžiosios Britanijos sąvartynus, septyniose JK sąvartynų dujose aptiko organinių junginių pėdsakų. Atliekų šalinimo aikštelėse sąvartyno dujose yra apie 140 skirtingų medžiagų, įskaitant alkanus, aromatinius angliavandenilius, cikloalkanus, terpenus, alkoholius ir ketonus, chloro junginius, įskaitant organinius chlorus, tokius kaip chloretilenas.

Kas gali nutikti

RUDN universiteto Aplinkos stebėsenos ir prognozavimo skyriaus vedėja Marianna Kharlamova aiškina, kad tiksli sąvartyno dujų sudėtis priklauso nuo daugelio veiksnių: nuo metų laiko, nuo technologijų laikymosi statant ir eksploatuojant sąvartyną, nuo nuo sąvartyno amžiaus, nuo atliekų sudėties, nuo klimato zonos, nuo oro temperatūros ir drėgmės. …

„Jeigu tai yra veikiantis sąvartynas, jei organinių medžiagų tiekimas tęsiasi, tai dujų sudėtis gali būti labai skirtinga. Pavyzdžiui, gali būti metano skaidymo procesas, tai yra, į atmosferą daugiausia patenka metanas, tada anglies dioksidas, amoniakas, vandenilio sulfidas, gali būti merkaptanų, sieros turinčių organinių junginių “, - sako Kharlamova.

Toksiškiausi iš pagrindinių išmetamųjų teršalų komponentų yra sieros vandenilis ir metanas – didelėmis koncentracijomis jie gali sukelti apsinuodijimą.

Tačiau, pastebi Kharlamova, žmogus gali jausti vandenilio sulfidą labai mažomis koncentracijomis, kurios dar labai toli nuo pavojingos, todėl jei žmogus užuodžia sieros vandenilio kvapą, tai nereiškia, kad jam iš karto gresia apsinuodijimas. Be to, deginant šiukšles gali išsiskirti dioksinai – daug nuodingesnės medžiagos, kurios, tiesa, iš karto neduoda efekto.

Sąvartyno eksploatavimo technologijoje daroma prielaida, kad sąvartyno dujos surenkamos naudojant degazavimo sistemą, tada išvalomos nuo nešvarumų ir deginamos raketose arba naudojamos kaip kuras. Kharlamova pažymi, kad neapdorotų sąvartyno dujų deginimas, kaip buvo padaryta degazuojant "Kuchino". Tai, kaip sąvartyno dujos pašalinamos iš Balašichos sąvartyno, pavyzdžiui, Kuchino sąvartyne, gali sukelti daug naujų problemų dėl toksiškų degimo produktų.

Tokiu atveju, pavyzdžiui, susidaro sieros dioksidas (deginant sieros vandenilį) ir kiti toksiški sieros junginiai. Įprastai naudojant dujas, pirmiausia būtina jas išvalyti nuo sieros junginių.

Marianna Kharlamova

Kita grėsmė kyla, kai nuolaužų masėje prasideda stiprus kaitinimas, gaisras be oro prieigos, panašus į durpes. Šiuo atveju sąvartynas kardinaliai keičia savo repertuarą, dideliais kiekiais išmetama aldehidų, poliaromatinių angliavandenilių, chloruotų poliaromatinių medžiagų. „Tai sukuria būdingą kvapą. Dažnas sąvartyno kvapas yra puvimas nuo vandenilio sulfido ir merkaptanų. Gaisro atveju jis pradeda kvepėti kaip keptos bulvės - tai yra vandenilio fluorido kvapas, kuris susidaro degimo metu “, - aiškina Kharlamova.

Anot jos, kartais bandoma sustabdyti sąvartyno dujų patekimą į atmosferą uždengiant sąvartyną iš viršaus plėvele, o po to – žemės sluoksniu. Tačiau tai sukuria papildomų problemų: „Pūstant susidaro tuštumos ir grunto įdubimai, be to, plėvelė nepraleidžia vandens, vadinasi, iš viršaus kils pelkės“, – sako ji.

Pagrindinis problemų, susijusių su sąvartynais, šaltinis, pažymi Kharlamova, yra maistas ir organinės atliekos. Būtent jie iš esmės sukuria sąlygas metano ir vandenilio sulfido „gamybai“. Šiukšles daug geriau galima rūšiuoti ir perdirbti be maisto atliekų. „Jei pavyktų sutvarkyti atliekų surinkimo sistemą, kad organinės medžiagos nepatektų į kietųjų atliekų sąvartynus, tai išspręstų daugumą šiandien iškylančių sąvartynų problemų“, – mano mokslininkas.