环境化学论文 (1).doc

环境化学期末论文 工程管理C081 周旭 087212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CO2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，现准备采用活性污泥转盘曝气处理工艺，将渗滤液经现场预处理后，通过管道汇入城市污水系统进行处理。3、填埋气的回收利用。垃圾填埋气（也称沼气）是一种可回收利用的能源，其热值与城市煤气的热值相近。但由于填埋气回收设备复杂，投入大而效益低，我国目前运行的垃圾填埋场中，大多没有气体回收系统，大量有毒有害气体被放入空中，不仅造成污染，也是一种资源浪费。一般来讲，沼气回收利用可通过“收集净化利用”的方式进行。（1）填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成，所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰，对正在使用的垃圾场，主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程逐步建造成的，其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管，在每个钢管外砌筑竖井，当填埋厚度达到25米时，将钢管向上抽一部分，并继续砌筑，直到填埋场达到设计高度，然后将钢管移走。通过将各竖井用排气管水平连接，即可实现垃圾填埋与沼气回收同步进行。对于分层堆放的填埋场，可采用水平采气系统，但要注意采气管道的铺设不要影响垃圾的填埋。对已建成封场的填埋场，可采用表面收集或竖井收集技术。（2）填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法，如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气，设备简单、成本低、操作简便，净化效果好。采用MDEA作为CO2的吸收剂，可分离垃圾沼气中的CH4，供作汽车燃料，或作高热质燃气并入天然气管网用于工业锅炉、民用燃气或发电。净化前后沼气组成成分如下表。 净化前后沼气组成分表组成（%） 净化前 净化后 CH4 59.8 94.3 CO2 36.9 3.5 O2 - 0.5 N2 - 1.7 上述工艺的CO2脱除率大于90%，甲烷回收率90%95%，净化 气中甲烷含量高于90%，据介绍，北京柯林曼环境工程技术有限公司已进行了该类净化技术的开发。其净化技术为吸收法，操作费用低，投资少，净化度高；所有设备均为国产，操作简单，无二次污染，工艺符合中国国情。（3）填埋气的利用。沼气为一种经济上可行的能源，其应用主要有以下三种形式；直接供给工业以及暖房或温室，用于供暖或工业生产，这种方式沼气的热效率最高；沼气经脱水后用于燃气发动机驱动发电机发电；经加工处理升级，使沼气达到天然气质量，用途更为广泛。4、土壤污染的防治（1）搞好垃圾源头控制。垃圾减量化、无害化是解决城市生活垃圾问题的关键。要大力推行清洁生产，控制过份包装，严格限制一次性商品的生产。倡导绿色消费，呼吁老百姓重新拿起菜篮子、米袋子、饭盒子，少用或不用塑料包装物。要推广使用可降解餐盒及包装材料，鼓励包装材料的合理重复利用，通过“少用一点、回收一点、降解一点、替代一点”的办法，消除“白色污染”。（2）实行垃圾分类回收。城市垃圾中含有大量污染物，也含有大量可回收再利用的资源，实行垃圾分类回收，不仅可以解决垃圾污染问题，还可以创造可观的经济效益。对废纸、玻璃、废塑料等废品要实行分类回收，搞好再利用。据测算：每回收1吨废纸，可以重新造纸800公斤，相当于10棵大树的造纸量。对废旧电池及对环境影响较大的废旧电器，要回收送到指定地点进行处理，保证不对环境产生危害。对经