大型填埋场垃圾降解规律研究

在上海市老港垃圾填埋场建造了一座面积为3000m^2，高度为4m，内填生活垃圾10800t的小型卫生填埋场。对该卫生填埋场进行了40个月的监测，分析了垃圾中的总糖、总炭、挥发性物质和有机碳、生物可降解物含量（BDM）、粗纤维含量与填埋时间的关系。同时，也对1991年至1994每年4月份的填埋单元垃圾组成了分析。通过数学聚合，预测了填埋单元封场后的若干年内垃圾组成，对填埋场稳定化程度和垃圾矿化程度进行了判断。结果表明，该场的稳定化时间大约为22－23年，届时，该场的垃圾基本上达到无害化和稳定化，绝大部分可降解的有机物得到充分降解。     

垃圾填埋场空气真菌群落结构和时空分布特征

为了解垃圾填埋场空气真菌的群落结构和浓度、粒径的时空分布,在北京市某垃圾卫生填埋场填埋区、渗滤液处理区、生活区分别选定监测点,利用安德森六级微生物采样器,对填埋场空气真菌进行了系统的定点取样和分析.结果表明,除无孢菌外,共出现了15属空气真菌.优势菌属依次为枝孢属(Cladosporium)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、无孢菌群(Non-sporing).填埋区和渗滤液处理区空气真菌浓度约为1 750 CFU.m-3,明显高于生活区(p0.05).2006年4月~2007年1月空气真菌浓度变化曲线呈双峰型,2个高峰分别出现在5月和9~10月,浓度可达5 000 CFU.m-3以上.填埋区4~7月空气真菌09:00~11:00的浓度低于15:00~16:00,在8月~次年1月趋势相反.空气真菌粒子在Ⅲ~Ⅴ级约占总数的75%.填埋区和渗滤液处理区的空气真菌中值直径均为2.9μm,生活区为2.8μm,3个功能区空气真菌的中值直径没有差异(p0.05).     

生活垃圾填埋场细菌气溶胶粒径分布及种群特征

卫生填埋是一种常用的生活垃圾处置方法.在倾倒、堆放、推平和压实等垃圾填埋过程中,有大量带有致病菌的微生物气溶胶逸散,污染空气,危害人体健康.本研究在华北地区某生活垃圾卫生填埋场设置采样点,采集空气中的细菌气溶胶,解析细菌气溶胶的浓度、粒径分布和种群特征,研究空气温度、相对湿度以及风速对细菌气溶胶逸散的影响.结果表明,作业区和覆盖区空气细菌浓度分别为(5 437±572) CFU·m~(-3)和(2 707±396) CFU·m~(-3).垃圾渗滤液处理区空气中的细菌气溶胶浓度最高,平均为9 460 CFU·m~(-3).细菌气溶胶的浓度呈现明显的季节变化,夏季浓度明显高于其他季节.冗余分析(RDA)显示,气象参数如相对湿度、温度和风速,显著影响细菌气溶胶在空气中的数量.作业区和覆盖区空气细菌粒径分布高峰分别在2. 1～4. 7μm和0. 65～2. 1μm.渗滤液处理逸散的细菌气溶胶大部分大于4. 7μm. Moraxellaceae,Bacillus aerius,Arcobacter以及Aeromonas是垃圾填埋场细菌气溶胶中检出潜在或机会致病菌.     

垃圾填埋场渗滤液穿过垂直防渗帷幕的渗漏分析

为避免垃圾填埋场内的污染物对地下水造成污染,填埋场常采用垂直防渗帷幕.目前,我国南方的垃圾填埋场内渗滤液水位普遍较高,在高水头作用下污染物可能透过灌浆帷幕渗漏从而污染周边环境.分析了对流、扩散和吸附作用对污染物迁移的影响规律,以苏州七子山填埋场为例,分析了高水头作用下渗滤液透过防渗帷幕的渗漏,通过现场测试进行了验证,研究了灌浆帷幕渗透系数和灌浆深度对渗漏的影响.结果表明,在高渗滤液水位下,对流对污染物迁移起主导作用.实际工况下污染物穿过防渗帷幕需 19.5a,污染区域主要集中在场底含碎石粘土层中,目前污染物尚未渗漏至防渗帷幕下游,分析结果与现场实测结果一致;若防渗帷幕渗透系数能达到标准,则穿过防渗帷幕的时间将延长至填埋场稳定化之后,从而大大降低污染周边环境的可能性;但若帷幕灌浆深度不足,这一时间又将缩短至7a.防渗帷幕渗透系数和灌浆深度的控制对防止污染物向下游地区渗漏极为关键.     

简易垃圾填埋场防渗治理技术

为解决简易垃圾填埋场渗滤液污染问题,提出了4种适合简易垃圾填埋场垂直防渗治理的技术措施:混凝土防渗墙、振动沉模防渗板、高压喷射灌浆防渗和帷幕灌浆;并根据4种技术措施的特点,提出了各自适用的工程地质条件和技术优势。并以西北某市简易生活垃圾填埋场治理工程为例,提出了垂直防渗治理方案。     

城市生活垃圾填埋场垃圾-土壤-植物中汞含量的分布特征

在贵阳和武汉市的4座城市生活垃圾填埋场,研究了其中的生活垃圾、土壤和植物中的汞含量分布特征。结果显示,城市生活垃圾的汞含量分布极不均匀,浓度为0.170~46.222 mg.kg-1,几何均值0.574 mg.kg-1,一半以上的样品汞含量低于0.5 mg.kg-1,个别含量异常偏高,可能是被混入的含汞废弃产品污染了,而各个填埋场的垃圾汞含量几何均值相差不大。不同垃圾填埋场覆盖土壤的汞含量差异显著,反映了填埋场所在区域的土壤背景值以及垃圾填埋活动对覆盖土壤的污染程度,有时覆盖土壤的汞含量超过区域土壤背景值的2~23倍。填埋场附近的农田土壤存在一定的汞污染迹象。填埋场生长的植物因生活习性的不同汞含量分布特征也不同,无喙齿冠草为叶>根>茎,狗牙根和硬质早熟禾为地下部分>地上部分。随着填埋场运行时间的增长,附近生长的苔藓汞含量不断升高,封闭填埋场种植的玉米果实有一部分汞含量超过了食用标准,这些都说明填埋场的运行会给周围的生态环境带来一定的汞污染风险。     

垃圾填埋场的渗滤液产量计算及流场分布预测

分析了垃圾渗滤液的来源，提出定量计算垃圾渗滤液产量的方法，考虑填埋场地考土体自身的防渗能力，提出预测填埋场地中渗滤液流场分布的有限元方法，对场地中渗滤液的流量进行预测并对可能造成的污染进行了评估，进而给出了具体的工程实例。     

垃圾填埋场空气中微量挥发性有机物的组成和分布

通过对广州一垃圾填埋场大气中微量挥发性有机污染物（VolatileOrganic Compounds,VOCs）的定性和定量分析,研究了其中部分VOCs的浓度分布规律并探讨了其对周围居民区环境的影响．结果表明,在检测到的 60种VOCs中,有 17种USEPA优先控制污染物,苯及烷基苯化合物浓度最高,在2.54～1508.48μg/m³之间;通过对比填埋场内外空气中 VOCs的浓度水平发现,填埋场内空气中各VOCs的浓度比场外的高,在地势较低的地方空气中各VOCs的浓度比地势较高的地方浓度高,这些VOCs对周围居民区的环境没有明显影响。     

垃圾填埋场挥发性有机物研究

采用USEPATO-15方法对某垃圾填埋场填埋作业区、填埋场边界及周围敏感点大气中的挥发性有机物进行监测,研究垃圾填埋场挥发性有机物的成分特征和空间分布规律。     

垃圾填埋场生化降解指标测试及液气产量评估

以上海某综合垃圾填埋场作为研究对象,钻取不同龄期的生活垃圾测试固液气生化降解指标,并对全场的渗滤液产量以及填埋气产量进行评估.经过测试和计算,该处区域已开始稳定产甲烷,进入慢速降解阶段.其中,固相垃圾样的C/L（纤维素与木质素的比值）大部分集中在0.72~1.53之间;渗滤液pH值介于7.91~8.92,BOD介于1050~5780mg/L,COD介于2640~15200mg/L,NH₃-N介于2110~4360mg/L.引入固相、液相以及气相归一化指标β₁、β₂、β₃,用于评估填埋场降解阶段.其中,β₁介于0.56~0.83,β₂介于0.65~0.76,β₃介于0.97~1.02.β₁与β₂能够作为判定垃圾场降解阶段的指标,但β₃只能作为判定垃圾场是否处于稳定产甲烷阶段的指标.另外,建立考虑垃圾压缩-渗流耦合作用的渗滤液产量计算方法,垃圾自身渗滤液产率在70%~80%左右;采用垃圾两阶段降解模型计算填埋气产量,随着垃圾停止入场填埋,填埋气可收集量快速降低,至2025a降至峰值的3.88%,至2040a降至峰值的0.08%.     

生物反应器填埋条件下垃圾生物质组分的初期降解规律

在经甲烷化填埋层渗滤后的渗滤液循环回灌的新鲜垃圾填埋层内,以生物质分类表征为基础,分析了新鲜垃圾填埋层内固相各生物质组分（总糖、蛋白质、脂肪、纤维素和木质素）的初期降解规律.结果表明,垃圾中原有总糖组分和蛋白质的快速水解发酵是新鲜垃圾填埋后产生高有机质浓度渗滤液的主要机制;脂肪和纤维素的降解产物不是填埋初期高有机质浓度渗滤液的主要来源;纤维素是填埋层稳定产甲烷阶段的主要碳源,其水解速率可能是甲烷化过程的限速步骤;纤维素/木质素之质量比可作为指示填埋垃圾稳定化的指标.各生物质组分的初期降解速率常数均在0.01至0.1之间,而填埋气体中甲烷体积分数在60d内达到45%.食品垃圾组分富集的生活垃圾,应用生物反应器填埋技术时,必须具备足够的降解容量以代谢填埋初期固相中总糖和蛋白质快速水解产生的酸性液相产物.     

水口山某废石场重金属垂向分布特征及浸出毒性

多金属矿区因采冶活动遗留的废石存量大,其重金属污染问题已备受关注.目前对废石场中重金属的分布特征和浸出毒性研究较少.本研究以湖南省水口山矿区某废石场为对象,垂直钻孔并取样分析7种重(类)金属,包括Pb、Zn、As、Cd、Cu、Ni和Cr的垂向分布特征和浸出毒性,并结合主量元素(Fe、Mn、Al和Mg)浸出行为、物相表征...     

城市生活垃圾填埋场中抗生素残留特征研究

为研究城市生活垃圾填埋场中抗生素的残留及其浓度特征,采集上海市老港填埋场中固体废弃物和渗滤液样本,采用超高效液相色谱三重四级杆质谱联用技术(UPLC-3Q-MS)检测抗生素浓度.结果显示,固体废弃物和渗滤液中四环素类、磺胺类、喹诺酮类、大环内脂类及β-内酰胺类抗生素的检出浓度范围分别为0.1~4.9μg·kg~(-1),nd~3245.0 ng·L~(-1)、nd~16.3μg·kg~(-1),nd~1360.0 ng·L~(-1)、0.2~367.5μg·kg~(-1),nd~6950.0ng·L~(-1)、LOQ~8.4μg·kg~(-1),0.3~9450.0 ng·L~(-1)及nd~2.8μg·kg~(-1),nd~293.5 ng·L~(-1).抗生素浓度在垃圾填埋场中的分布存在时空差异,填埋场1.5 m处固体废弃物中抗生素的浓度高于0.5 m处,新鲜渗滤液中抗生素浓度大于老龄渗滤液.研究结果为可今后垃圾填埋场中残留抗生素的治理提供理论依据.     

短期填埋龄垃圾堆体内微生物群落结构与种群分布特征

填埋垃圾的稳定化过程一般经历好氧过渡、水解酸化、初期产甲烷及稳定产甲烷阶段,固相垃圾的厌氧水解酸化阶段常被视为垃圾降解的限速步骤,而这一阶段微生物的降解作用是影响垃圾稳定化进程的关键.以青岛市小涧西生活垃圾填埋场短期填埋龄垃圾为研究对象,采用MiSeq高通量测序研究了填埋龄0～1、1.0～1.5、1.5～2 a垃圾堆体内微生物的群落结构多样性及种群分布特征.结果表明,0～1 a填埋龄垃圾微生物多样性高于1.0～1.5 a和1.5～2 a垃圾堆体,且微生物多样性整体上随填埋深度呈降低趋势.参与垃圾降解细菌多样性比真菌更丰富,而真菌多样性随填埋区域、填埋龄的不同呈现更显著的差异.参与短期填埋龄垃圾降解的细菌中,Firmicutes在填埋层上层为优势菌门,最大比例达到65%,Proteobacteria在填埋层中下层为优势菌门,最大比例达到88%.填埋上层细菌菌属以Defluviitoga、Aerococcus、Clostridium III和Proteiniphilum为主,而在中下层以Thiopseudomonas、Sporosarcina和Eionea为主.真菌主要包括3个菌门,Ascomycota在各点位均为最优势菌门,属水平上Kernia及Aspergillus作为常见的腐生菌属,在不同点位均有较高的丰度.冗余分析表明短期填埋龄垃圾堆体内微生物不同时空分布存在显著差异性,且细菌群落结构的变化受pH值影响较大,而真菌群落结构的变化与垃圾有机质密切相关.     

退役工业固废填埋场地再利用的全寿命环境风险特征

通过现场采样和过程模型模拟等方法研究了典型退役工业固废填埋场地（DISWL）原位开发条件下的健康风险及长期演化规律.结果表明,经过近20a的浸出和降解,86%的废物浸出浓度依然处于有害水平,70%的废物不宜直接作为建设用地土壤.直接作为建筑用地开发利用条件下,由于DISWL的性能退化会导致有害组分的浸出和渗漏增加,由此导致地下水水质超标概率经历从无（短期）到有（中期,个别物质如总氰化物T-CN和易释放氰化物F-CN）,再到后期的较大概率超标（T-CN和F-CN）的渐变过程;同时,场地利用过程的健康风险也逐步增加,来自于As的致癌风险和自于T-CN的非致癌风险,分别超过风险可接受水平的81~179倍和55.32~224.3倍.上述结果提示DISWL场地开发再利用的风险评估和管控策略应重点考虑长期风险.对于长期风险不可接受的场地,通过降低废物中毒性物质的浸出浓度可实现长期风险可接受,并提出了相应浸出浓度限值的计算框架和方法.     

退役工业固废填埋场地再利用的全寿命环境风险特征

通过现场采样和过程模型模拟等方法研究了典型退役工业固废填埋场地（DISWL）原位开发条件下的健康风险及长期演化规律.结果表明,经过近20a的浸出和降解,86%的废物浸出浓度依然处于有害水平,70%的废物不宜直接作为建设用地土壤.直接作为建筑用地开发利用条件下,由于DISWL的性能退化会导致有害组分的浸出和渗漏增加,由此导致地下水水质超标概率经历从无（短期）到有（中期,个别物质如总氰化物T-CN和易释放氰化物F-CN）,再到后期的较大概率超标（T-CN和F-CN）的渐变过程;同时,场地利用过程的健康风险也逐步增加,来自于As的致癌风险和自于T-CN的非致癌风险,分别超过风险可接受水平的81~179倍和55.32~224.3倍.上述结果提示DISWL场地开发再利用的风险评估和管控策略应重点考虑长期风险.对于长期风险不可接受的场地,通过降低废物中毒性物质的浸出浓度可实现长期风险可接受,并提出了相应浸出浓度限值的计算框架和方法.     

基于边界定位法的固体废物填埋场渗漏应急检测技术及应用

人工衬层系统是固体废物填埋处置的重要防护屏障,一旦产生破损将造成渗滤液渗漏,严重危害环境和人体健康,因此及时有效地对人工衬层进行渗漏检测十分重要。目前常用的渗漏检测技术,如示踪剂法、偶极子法等方法不能适用于运行中填埋场的渗漏检测,难以满足突发渗漏情况下应急检测需求。针对填埋场渗漏应急检测问题,提出一种新的土工膜渗漏应急检测方法——边界定位法,该方法具有无损检测、操作方便和数据处理迅速高效的优点。通过在填埋场四周布设电极扩大检测范围,利用集成开发的边界定位检测系统计算获取的信号,最终给定渗漏源的GPS坐标和数据可视化结果。以我国华东地区生活垃圾填埋场和危险废物填埋场为研究案例,分析基于边界定位法的渗漏应急检测技术在实际工程中的应用效果。结果表明：边界定位法能够实现渗漏源的快速定位,其给定的渗漏点位置与实际开挖验证位置的最大误差小于2 m,且可以通过现场开挖过程跟踪测量进行纠正。当填埋场存在多个渗漏点时,对于渗漏点之间距离超过2 m的多个渗漏点均可以有效检出;如果渗漏点之间距离小于1 m,信号采集误差使得边界定位检测系统将其计算为1个渗漏点。

     

固废填埋长期环境安全和寿命预测研究综述

我国固废填埋场数量多、运行水平低、设施老化快、预期寿命偏短且寿命到期后老化严重.与此相对,固废填埋场寿命相关研究却存在关注度较少、研究方向不明确、研究内容不系统等问题.本文综述了通用工程领域寿命预测的基本概念及其发展历程,分门别类地梳理工程寿命预测的主要研究对象和研究方法;在此基础上,结合固体废物填埋工程和实际特征,系...     

垃圾填埋场污染土的电性与磁性响应研究

以武汉市二妃山垃圾填埋场为研究对象,运用污染土的电性、磁学以及地球化学等分析手段,借助多元统计方法,研究土壤剖面电性、磁学参数与元素含量之间的关系,探讨土壤电阻率法和环境磁学方法在城镇垃圾填埋场污染土快速监测中应用的可行性.研究表明,电磁法测深技术可获得污染土壤地层的垂向电阻率分布情况,污染后的地层电阻率呈现阶梯变化,具有明显分层现象.说明了电阻率法在污染区域划分具有一定的可能性.根据电阻率垂向特征,对剖面进行了环境磁学和重金属分析的样品采集和测定分析,发现土壤的磁学参数与电阻率、重金属含量具有良好的一致性.污染后土壤具有电阻率减小,磁化率增大,重金属含量升高等特点,证明了电阻率和磁化率都能较好反映出土壤的污染程度.污染土典型样品的热磁曲线表明,污染后的土壤比未受污染的土壤含有更多的铁磁性矿物.由此表明利用土壤电性和磁性对污染程度的指示作用都具有良好的响应,可替代繁琐的重金属检测.