Kaatopaikka -Landfill

Lisätietoja vesistön täyttämisestä uuden maan luomiseksi on kohdassa Maankäsittely . Muita käyttötarkoituksia varten katso Kaatopaikka (täsmennys) .
Kaatopaikka Puolassa
Osa sarjasta _
Saastuminen
Ilmansaasteet3.jpg
Ilmansaaste
Biologinen saastuminen
Sähkömagneettinen saastuminen
Luonnon saastuminen
Melusaaste
Säteilysaaste
Maaperän saastuminen
Kiinteiden jätteiden saastuminen
Avaruuden saastuminen
Lämpösaaste
Visuaalinen saastuminen
Sodan saastuminen
Veden saastuminen
Muut
Luettelot

Luokat

Kaatopaikka , joka tunnetaan myös nimellä kaatopaikka , kaatopaikka , kaatopaikka , kaatopaikka tai kaatopaikka , on jätemateriaalien hävittämispaikka . Kaatopaikka on vanhin ja yleisin jätteenkäsittelymuoto , vaikka järjestelmällinen jätteiden hautaaminen päivä-, väli- ja loppupeitteillä aloitettiin vasta 1940-luvulla. Aiemmin jätteet jätettiin yksinkertaisesti pinoihin tai heitettiin kaivoihin; arkeologiassa tämä tunnetaan nimellä midden .

Joitakin kaatopaikkoja käytetään jätehuoltotarkoituksiin, kuten väliaikaiseen varastointiin, tiivistämiseen ja siirtoon, tai jätemateriaalin käsittelyn eri vaiheisiin, kuten lajitteluun, käsittelyyn tai kierrätykseen. Ellei niitä ole stabiloitu, kaatopaikoilla voi tapahtua voimakasta ravistelua tai maaperän nesteytymistä maanjäristyksen aikana . Kun kaatopaikka on täynnä, kaatopaikan päällä oleva alue voidaan hyödyntää muuhun käyttöön.

Toiminnot

Yksi useista kaatopaikoista, joita käyttää Dryden, Ontario , Kanada

Vaarattoman jätteen hyvin hoidettujen kaatopaikkojen ylläpitäjät täyttävät ennalta määritellyt vaatimukset soveltamalla tekniikoita:

  1. rajata jätteet mahdollisimman pienelle alueelle
  2. tiivistetty jäte määrän vähentämiseksi

Ne voivat myös peittää jätteen (yleensä päivittäin) maakerroksilla tai muun tyyppisellä materiaalilla, kuten hakkeella ja hienoilla hiukkasilla.

Kaatopaikkatoiminnan aikana vaaka tai silta voi punnita jätteenkeräysajoneuvoja saapuessaan ja henkilökunta voi tarkastaa kuormat jätteiden varalta, jotka eivät täytä kaatopaikan jätteen vastaanottokriteerit. Jätteenkeräysajoneuvot käyttävät tämän jälkeen olemassa olevaa tieverkostoa matkallaan kaatumispinnalle tai työrintamalle, jossa puretaan sisältönsä. Kuormien laskemisen jälkeen puristimet tai puskutraktorit voivat levittää ja tiivistää jätteen työpinnalle. Ennen kaatopaikan rajalta poistumista jätteenkeräysajoneuvot voivat kulkea pyöränpesulaitoksen läpi. Tarvittaessa he palaavat vaakasillalle uudelleenpunnitusta varten ilman kuormaa. Punnitusprosessilla voidaan koota tilastoja päivittäisestä saapuvasta jätemäärästä, jonka tietokannat voivat säilyttää kirjanpitoa varten. Kuorma-autojen lisäksi joillakin kaatopaikoilla voi olla laitteita rautateiden konttien käsittelyyn. "Rautatiekuljetusten" käyttö mahdollistaa kaatopaikkojen sijoittamisen syrjäisimpiin paikkoihin ilman moniin kuorma-automatkoihin liittyviä ongelmia.

Tyypillisesti työpinnalla tiivistetty jäte peitetään maalla tai vaihtoehtoisilla materiaaleilla päivittäin. Vaihtoehtoisia jätepeitemateriaaleja ovat hakepuu tai muu "vihreä jäte", useita ruiskutettavat vaahtomuovituotteet, kemiallisesti "kiinteät" biokiintoaineet ja väliaikaiset peitot. Peitot voidaan nostaa paikoilleen yöksi ja ottaa pois seuraavana päivänä ennen jätteen sijoittamista. Tiivistetyn jätteen ja päällysmateriaalin päivittäistä tilaa kutsutaan päivittäiseksi soluksi. Jätteen tiivistäminen on ratkaisevan tärkeää kaatopaikan käyttöiän pidentämiseksi. Jätteiden tiheyteen vaikuttavat sellaiset tekijät kuin jätteen kokoonpuristuvuus, jätekerroksen paksuus ja puristimen jätteen yli kulkemien määrä.

Saniteettikaatopaikan elinkaari

Termi kaatopaikka on yleensä lyhenne kunnallisesta kaatopaikasta tai saniteettikaatopaikasta. Nämä tilat otettiin käyttöön ensimmäisen kerran 1900-luvun alussa, mutta niitä käytettiin laajalti 1960- ja 1970-luvuilla pyrittäessä poistamaan avoimet kaatopaikat ja muut "epähygieeniset" jätteenkäsittelykäytännöt. Saniteettikaatopaikka on suunniteltu laitos, jossa jätteet erotetaan ja suljetaan. Saniteettikaatopaikat on tarkoitettu biologisiksi reaktoreiksi ( bioreaktoreiksi ), joissa mikrobit hajottavat monimutkaisen orgaanisen jätteen ajan myötä yksinkertaisemmiksi, vähemmän myrkyllisiksi yhdisteiksi. Nämä reaktorit on suunniteltava ja niitä on käytettävä säädösten standardien ja ohjeiden mukaisesti (katso ympäristötekniikka ).

Yleensä aerobinen hajoaminen on ensimmäinen vaihe, jossa jätteet hajotetaan kaatopaikalla. Näitä seuraa neljä anaerobista hajoamisvaihetta. Yleensä kiinteässä faasissa oleva kiinteä orgaaninen materiaali hajoaa nopeasti, kun suuremmat orgaaniset molekyylit hajoavat pienemmiksi molekyyleiksi. Nämä pienemmät orgaaniset molekyylit alkavat liueta ja siirtyä nestefaasiin, mitä seuraa näiden orgaanisten molekyylien hydrolyysi, ja sitten hydrolysoidut yhdisteet muuttuvat ja haihtuvat hiilidioksidiksi (CO 2 ) ja metaaniksi (CH 4 ) lopun jätteen kanssa. jää kiinteään ja nestemäiseen faasiin.

Alkuvaiheessa suotoveteen pääsee vähän materiaalia , koska jätteen biohajoava orgaaninen aines pienenee nopeasti. Samaan aikaan suotoveden kemiallinen hapentarve kasvaa, kun vastustuskykyisempien yhdisteiden pitoisuudet kasvavat suhteessa suotoveden reaktiivisimpiin yhdisteisiin. Jätteen onnistunut muuntaminen ja stabiloituminen riippuu siitä, kuinka hyvin mikrobipopulaatiot toimivat syntrofiassa eli eri populaatioiden vuorovaikutuksessa toistensa ravitsemuksellisten tarpeiden tyydyttämiseksi.:

Kunnallisen kaatopaikan elinkaaressa on viisi eri vaihetta:

Alkusäätö (vaihe I)

Kun jäte sijoitetaan kaatopaikalle, tyhjät tilat sisältävät suuria määriä molekyylistä happea (O 2 ). Lisättyjen ja tiivistettyjen jätteiden myötä kaatopaikan bioreaktorin kerrosten O 2 -pitoisuus laskee vähitellen. Mikrobipopulaatiot kasvavat, tiheys kasvaa. Aerobinen biohajoaminen hallitsee eli primäärinen elektronien vastaanottaja on O 2 .

Siirtymä (vaihe II)

Olemassa olevat mikrobipopulaatiot hajottavat 02:n nopeasti . O 2 :n väheneminen johtaa vähemmän aerobisiin ja enemmän anaerobisiin olosuhteisiin kerroksissa. Ensisijaiset elektronien vastaanottajat siirtymän aikana ovat nitraatit ja sulfaatit, koska CO 2 syrjäyttää poistokaasussa nopeasti O 2 :ta.

Hapon muodostus (vaihe III)

Kiinteän jätteen biohajoavan jakeen hydrolyysi alkaa haponmuodostusvaiheessa, mikä johtaa haihtuvien rasvahappojen (VFA) nopeaan kertymiseen suotoveteen. Lisääntynyt orgaanisen hapon pitoisuus alentaa suotoveden pH :ta noin 7,5:stä 5,6:een. Tämän vaiheen aikana hajoamisen välituoteyhdisteet, kuten VFA:t, lisäävät paljon kemiallista hapenkulutusta (COD). Pitkäketjuiset haihtuvat orgaaniset hapot (VOA:t) muunnetaan etikkahapoksi (C 2 H 4 O 2 ), CO 2 :ksi ja vetykaasuksi (H 2 ). Korkeat VFA-pitoisuudet lisäävät sekä biokemiallista hapenkulutusta (BOD) että VOA-pitoisuutta, mikä käynnistää fermentatiivisten bakteerien H2 - tuotannon, mikä stimuloi H2: ta hapettavien bakteerien kasvua. H2:n muodostusvaihe on suhteellisen lyhyt, koska se on valmis hapon muodostusvaiheen loppuun mennessä. Hapotogeenisten bakteerien biomassan lisääntyminen lisää jätemateriaalin hajoamisen ja ravinteiden kulutuksen määrää. Metallit, jotka ovat yleensä vesiliukoisempia alhaisemmalla pH:lla, voivat muuttua liikkuvammiksi tämän vaiheen aikana, mikä johtaa metallipitoisuuksien lisääntymiseen suotovedessä.

Metaanikäyminen (vaihe IV)

Hapon muodostusvaiheen välituotteet (esim. etikka-, propioni- ja voihappo) muunnetaan CH 4 :ksi ja CO 2 :ksi metanogeenisten mikro-organismien toimesta. Kun metanogeenit metaboloivat VFA:ita, kaatopaikkaveden pH palautuu neutraaliksi. Suotoveden orgaaninen vahvuus ilmaistuna hapenkulutuksena laskee nopeasti CH 4 - ja CO 2 -kaasun tuotannon lisääntyessä. Tämä on pisin hajoamisvaihe.

Lopullinen kypsytys ja stabilointi (vaihe V)

Jätteen hajoamisen viimeisessä vaiheessa mikrobiologisen aktiivisuuden nopeus hidastuu ravinteiden saannin rajoittaessa kemiallisia reaktioita, esim. biologisesti saatavan fosforin niukkoituessa. CH 4 :n tuotanto katoaa lähes kokonaan, kun O 2 ja hapettuneet lajit ilmaantuvat vähitellen takaisin kaasukuoppiin, kun O 2 tunkeutuu alaspäin troposfääristä. Tämä muuttaa suotoveden hapetus-pelkistyspotentiaalin (ORP) hapettumisprosesseihin. Jäljelle jääneet orgaaniset materiaalit voidaan asteittain muuttaa kaasufaasiksi, ja kun orgaanista ainetta kompostoidaan; eli orgaaninen aines muuttuu humusin kaltaisiksi yhdisteiksi.

Yhteiskunnalliset ja ympäristövaikutukset

Kaatopaikkatoiminta Havaijilla. Huomaa, että täytettävä alue on yksi, hyvin määritelty "solu" ja että suojaava kaatopaikan vuoraus on paikallaan (paljastettu vasemmalla), jotta estetään suotovesien saastuminen, joka kulkeutuu alaspäin alla olevan geologisen muodostuman läpi.

Kaatopaikat voivat aiheuttaa monia ongelmia. Infrastruktuurihäiriöitä , kuten raskaiden ajoneuvojen aiheuttamia vaurioita tielle, saattaa esiintyä. Paikallisten teiden ja vesistöjen saastuminen ajoneuvojen pyöristä kaatopaikalta poistuessaan voi olla merkittävää ja sitä voidaan lieventää pyörien pesujärjestelmillä . Myös paikallisen ympäristön saastuminen , kuten pohjaveden tai pohjavesien tai maaperän saastuminen , voi tapahtua.

Suotovesi

Pääartikkeli: Suotovesi

Kun sade putoaa avoimille kaatopaikoille, vesi tihkuu jätteen läpi ja saastuttaa suspendoituneen ja liuenneen materiaalin muodostaen suotovettä. Jos tätä ei ole suljettu, se voi saastuttaa pohjaveden. Kaikki nykyaikaiset kaatopaikat käyttävät useita metrejä paksuja läpäisemättömiä vuorauksia, geologisesti vakaita paikkoja ja keräysjärjestelmiä tämän suotoveden hillitsemiseksi ja talteenottamiseksi. Sen jälkeen se voidaan käsitellä ja haihduttaa. Kun kaatopaikka on täynnä, se suljetaan sateen pääsyn ja uuden suotoveden muodostumisen estämiseksi. Linjojen käyttöiän on kuitenkin oltava, olipa se useita satoja vuosia tai enemmän. Lopulta mikä tahansa kaatopaikan vuoraus voi vuotaa, joten kaatopaikkojen ympärillä oleva maa on testattava suotoveden varalta, jotta epäpuhtaudet eivät saastuttaisi pohjavettä.

Hajoamiskaasut

Pääartikkeli: Kaatopaikkakaasu

Mätänevä ruoka ja muu hajoava orgaaninen jäte muodostavat hajoamiskaasuja , erityisesti CO 2 :ta ja CH 4 :aa aerobisesta ja anaerobisesta hajoamisesta. Molemmat prosessit tapahtuvat samanaikaisesti kaatopaikan eri osissa. Käytettävissä olevan O 2 :n lisäksi kaasun aineosien osuus vaihtelee kaatopaikan iän, jätetyypin, kosteuspitoisuuden ja muiden tekijöiden mukaan. Esimerkiksi tuotetun kaatopaikkakaasun enimmäismäärä voidaan havainnollistaa dietyylioksalaatin yksinkertaistettuna nettoreaktiona, joka selittää nämä samanaikaiset reaktiot:

4 C 6 H 10 O 4 + 6 H 2 O → 13 CH 4 + 11 CO 2

Keskimäärin noin puolet kaatopaikkakaasun tilavuuspitoisuudesta on CH 4 : a ja hieman alle puolet CO 2 . Kaasu sisältää myös noin 5 % molekyylityppeä (N2 ) , alle 1 % rikkivetyä (H2S ) ja pienen pitoisuuden ei-metaaniorgaanisia yhdisteitä (NMOC), noin 2700 ppmv .

Jätehuolto Ateenassa, Kreikassa

Kaatopaikkakaasut voivat valua ulos kaatopaikalta ympäröivään ilmaan ja maaperään. Metaani on kasvihuonekaasu , ja se on syttyvää ja mahdollisesti räjähtävää tietyissä pitoisuuksissa, mikä tekee siitä täydellisen poltettavaksi sähkön tuottamiseksi puhtaasti. Koska hajoava kasviaines ja ruokajätteet vapauttavat vain ilmakehästä fotosynteesin kautta vangittua hiiltä, ​​hiilikiertoon ei pääse uutta hiiltä eikä se vaikuta ilmakehän CO 2 -pitoisuuteen. Hiilidioksidi sitoo lämpöä ilmakehään ja edistää ilmastonmuutosta . Oikein hoidetuilla kaatopaikoilla kaasu kerätään ja soihdutetaan tai otetaan talteen kaatopaikkakaasun hyödyntämistä varten .

Vektorit

Huonosti hoidetut kaatopaikat voivat olla haitallisia tartuntatauteja leviävien vektorien , kuten rottien ja kärpästen, takia . Tällaisten vektoreiden esiintymistä voidaan lieventää käyttämällä päivittäistä peittoa .

Muut haitat

Ryhmä villinorsuja vuorovaikutuksessa Sri Lankan kaatopaikan kanssa

Muita mahdollisia ongelmia ovat luontotyyppien miehityksestä johtuvat villieläinten häiriöt ja kaatopaikoilta peräisin olevan jätteen kulutuksen aiheuttamat häiriöt eläinten terveydelle, pöly, haju, melusaaste ja paikallisten kiinteistöjen arvon aleneminen.

Kaatopaikkakaasu

Pääartikkeli: Kaatopaikkakaasu

Kaasuja syntyy kaatopaikoilla mikrobien anaerobisen hajoamisen seurauksena. Oikein hoidetulla kaatopaikalla tämä kaasu kerätään ja käytetään. Sen käyttökohteet vaihtelevat yksinkertaisesta soihdutuksesta kaatopaikkakaasun hyödyntämiseen ja sähkön tuotantoon . Kaatopaikkakaasujen valvonta varoittaa työntekijöitä kaasujen kerääntymisestä haitalliselle tasolle. Joissakin maissa kaatopaikkakaasun talteenotto on laajaa; esimerkiksi Yhdysvalloissa yli 850 kaatopaikalla on aktiivinen kaatopaikkakaasun talteenottojärjestelmä.

Kaasupoltto, joka on tuotettu kaatopaikalla Lake Countyssa Ohiossa

Alueellinen käytäntö

Kaatopaikka Perthissä, Länsi-Australiassa
South East New Territoriesin kaatopaikka, Hongkong

Kanada

Kanadan kaatopaikkoja säätelevät maakuntien ympäristövirastot ja ympäristönsuojelulainsäädäntö. Vanhemmat tilat ovat yleensä nykyisten standardien alaisia ​​ja niitä valvotaan huuhtoutumisen varalta . Osa entisistä paikoista on muutettu puistoalueiksi.

Euroopan unioni

Euroopan unionissa yksittäisillä valtioilla on velvollisuus säätää lainsäädäntöä eurooppalaisen kaatopaikkadirektiivin vaatimusten ja velvoitteiden noudattamiseksi .

Useimmissa EU-maissa on lakeja, jotka kieltävät tai ankarasti rajoittavat kotitalousjätteiden hävittämistä kaatopaikoilla.

Intia

Kaatopaikalle sijoittaminen on tällä hetkellä Intian tärkein yhdyskuntajätteen hävitystapa. Intialla on myös Aasian suurin kaatopaikka Deonarissa, Mumbaissa. Ongelmat syntyvät kuitenkin usein johtuen kaatopaikkojen hälyttävästä kasvusta ja viranomaisten huonosta hoidosta. Intian kaatopaikoilla on viime vuosien aikana havaittu yleisesti tulipaloja pinnalla ja alla.

Yhdistynyt kuningaskunta

Pääartikkeli: Kaatopaikat Yhdistyneessä kuningaskunnassa

Kaatopaikkakäytännöt Isossa-Britanniassa ovat joutuneet muuttumaan viime vuosina vastatakseen Euroopan kaatopaikkadirektiivin asettamiin haasteisiin . Iso-Britannia perii nyt kaatopaikkaveron biohajoavasta jätteestä , joka viedään kaatopaikoille. Tämän lisäksi Englannissa on perustettu kaatopaikkakiintiöiden kauppaa varten paikallisviranomaisille kaatopaikkapäästöoikeuksien kauppajärjestelmä. Walesissa toimii erilainen järjestelmä, jossa viranomaiset eivät voi käydä "kauppaa" keskenään, mutta niillä on kaatopaikkalupajärjestelmänä tunnettuja päästöoikeuksia.

Yhdysvallat

Pääartikkeli: Kaatopaikat Yhdysvalloissa

Yhdysvaltain kaatopaikkoja säätelee kunkin osavaltion ympäristövirasto, joka määrittää vähimmäisohjeet. Mikään näistä standardeista ei kuitenkaan saa alittaa Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) asettamia normeja.

Kaatopaikan luvan myöntäminen kestää yleensä viidestä seitsemään vuotta, maksaa miljoonia dollareita ja vaatii tiukkoja sijoituksia, teknisiä ja ympäristötutkimuksia ja demonstraatioita, jotta voidaan varmistaa, että paikalliset ympäristö- ja turvallisuusnäkökohdat täyttyvät.

Tyypit

Mikrobi-aiheet

Kaatopaikan mikrobiyhteisön tila voi määrittää sen ruoansulatustehokkuuden.

Kaatopaikoilta on löydetty muovia sulattavia bakteereja.

Materiaalien talteenotto

Pääartikkeli: Kaatopaikkakaivostoiminta

Kaatopaikkoja voidaan pitää käyttökelpoisena ja runsaana materiaali- ja energialähteenä . Kolmannen maailman maissa jätteenkerääjät etsivät usein vielä käyttökelpoisia materiaaleja. Kaupallisissa yhteyksissä yritykset ovat myös löytäneet kaatopaikkoja, ja monet ovat alkaneet kerätä materiaalia ja energiaa. Tunnettuja esimerkkejä ovat kaasun talteenottolaitokset. Muita kaupallisia tiloja ovat jätteenpolttolaitokset , joissa on sisäänrakennettu materiaalin talteenotto. Tämä materiaalin talteenotto on mahdollista käyttämällä suodattimia ( sähkösuodatin , aktiivihiili- ja kaliumsuodatin, jäähdytys, HCl-pesuri, SO 2 -aluslevy , pohjatuhkaritilä jne.).

Vaihtoehtoja

Katso myös: Luettelo kiinteiden jätteiden käsittelytekniikoista

Jätteen vähentämis- ja kierrätysstrategioiden lisäksi kaatopaikoille on olemassa useita vaihtoehtoja, mukaan lukien jätteen poltto energiaksi , anaerobinen mädätys , kompostointi , mekaaninen biologinen käsittely , pyrolyysi ja plasmakaarikaasutus . Paikallisesta taloudesta ja kannustimista riippuen niistä voidaan tehdä taloudellisesti houkuttelevampia kuin kaatopaikoista.

Rajoitukset

Maat, kuten Saksa , Itävalta , Ruotsi , Tanska , Belgia , Alankomaat ja Sveitsi , ovat kieltäneet käsittelemättömän jätteen sijoittamisen kaatopaikoille. Näissä maissa voidaan edelleen sijoittaa vain tiettyjä vaarallisia jätteitä , polton lentotuhkaa tai mekaanisten biologisten käsittelylaitosten stabiloitua tuotantoa .

Katso myös

Viitteet

Lue lisää

Ulkoiset linkit