1 El impacto de los contaminantes secundarios en los vertederos en el medio ambiente circundante
Los contaminantes secundarios producidos por microorganismos y reacciones químicas de la basura dentro del vertedero incluyen principalmente gases de vertedero y lixiviados.
1.1 Gas de vertedero
El gas de vertedero se refiere a la gran cantidad de materia orgánica contenida en los residuos sólidos urbanos que se acumula o entierra durante el proceso del vertedero. Gases generados por digestión y degradación anaeróbica. . El gas de vertedero es un gas mixto. Su generación y liberación están determinadas por los componentes de la basura, el estado de humedad del vertedero, la temperatura de la basura, el valor del pH, las condiciones meteorológicas, la edad de la basura y la estructura de la misma. el basurero, la geología ambiental y otras condiciones.
El gas de vertedero puede liberarse de muchas maneras: por un lado, puede difundirse a la atmósfera a través de la superficie del vertedero, por otro lado, puede atravesar estructuras geológicas en rocas subterráneas y; suelo, como fisuras. La migración y difusión horizontal isotrópica en las áreas circundantes del vertedero hace que el gas del vertedero migre a lugares alejados del vertedero antes de ser liberado a la atmósfera.
Los componentes del gas de vertedero se dividen principalmente en tres categorías:
(1) Metano y dióxido de carbono, el volumen total representa del 95 al 99 % del volumen total del gas de vertedero. , del cual el metano representa el 50% ~70, el dióxido de carbono representa el 30%~50. Según las estadísticas, cada tonelada de basura puede producir aproximadamente entre 100 y 200 m3 de gas de vertedero durante la vida útil del vertedero. Los vertederos del Reino Unido emiten 2,2 millones de toneladas de metano cada año y los vertederos de Estados Unidos emiten 11,6 millones de toneladas de metano №1 cada año. El metano y el dióxido de carbono son los principales gases de efecto invernadero, y el efecto invernadero que producen tendrá un gran impacto en el medio ambiente global. El valor potencial del efecto invernadero del volumen equivalente de metano es 21 veces mayor que el del dióxido de carbono. Con el aumento de la generación de residuos, la proporción de emisiones de metano de los vertederos en las emisiones totales de gases de efecto invernadero de mi país aumentará de 3,38 en 2000 a 7,19 en 2020. El control y la utilización de los gases de vertedero se han convertido en una cuestión importante en nuestro país. en el ámbito de la gestión de residuos municipales. La densidad del dióxido de carbono es 1,5 veces la del aire y 2,8 veces la del metano. Tiene tendencia a desplazarse hacia el fondo de los vertederos y eventualmente puede acumularse en el fondo de los vertederos.
(2) Sulfuro, amoníaco y nitrógeno, etc., el contenido de estos gases representa aproximadamente el 5% del volumen total de gas de vertedero. Estos gases son la principal causa del olor en la atmósfera circundante; Mientras el aire contenga una concentración volumétrica de 1×10-5 de sulfuro de hidrógeno, 2×10-5 de dióxido de azufre o 2×10-1 de mercaptanos, la gente podrá oler el hedor. La contaminación por olores causada por los vertederos generalmente oscila dentro de los 2 km y puede alcanzar más de 6 km en condiciones de inversión de temperatura desfavorables. Los resultados de la encuesta realizada en 329 sitios de tratamiento de residuos domésticos urbanos en mi país muestran que la tasa de exceso de sulfuro de hidrógeno en los gases de escape no organizados de cada vertedero es de 7,6, y el múltiplo de excedencia oscila entre 0,5 y 24.
(3) Gases traza. Estos gases traza son de muchos tipos y tienen composiciones complejas. Incluyen principalmente trazas de compuestos orgánicos volátiles (COV), como hidrocarburos aromáticos y alifáticos. Hay más de 100 tipos de gases en total. Young et al. midieron trazas de COV en el aire de tres vertederos en el Reino Unido y detectaron 154 compuestos, 116 de los cuales eran detectables en cada vertedero. La Junta de Recursos Atmosféricos de California investigó 66 vertederos y encontró contaminantes orgánicos tóxicos y peligrosos como benceno, tolueno, tricloroetileno, cloroformo y cloruro de vinilo en todos ellos. Zou Shichun et al. realizaron un análisis cualitativo y cuantitativo de los COV en la atmósfera de un vertedero en Guangzhou. Los resultados mostraron que entre los 60 gases traza detectados, 17 eran contaminantes prioritarios controlados por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA). y La concentración de compuestos de alquilbenceno es la más alta, oscilando entre 2,54 y 1508,48 g/m3. Aunque el porcentaje en volumen de gases traza en el gas de vertedero es inferior a 1, estos gases son muy volátiles y tóxicos, lo que provoca una grave contaminación ambiental. Su toxicidad potencial ha atraído una atención generalizada.
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El patrón de distribución de la concentración de gases nocivos en el aire de los vertederos es aproximadamente el siguiente: el área del nuevo vertedero es más alta que el área ya llena, el interior del sitio es más alto que el el exterior, y la topografía es baja más alta que el terreno, más alta a favor del viento que en contra del viento.
La liberación de gas de vertedero tiene efectos adversos en el medio ambiente alrededor del vertedero de basura, y su riesgo potencial de explosión representa un gran daño y amenaza para la salud y la seguridad de los trabajadores del vertedero. En los últimos años se han producido varios accidentes con víctimas personales provocados por explosiones y combustión de gas de vertedero en vertederos.
1.2 Lixiviado de vertedero
El lixiviado de vertedero se refiere a la degradación biológica y química de la basura durante el proceso de apilamiento y vertido, lluvias, lavados y aguas superficiales que contienen. alta concentración de materia en suspensión y alta concentración de componentes orgánicos o inorgánicos filtrados por remojo con agua subterránea La particularidad de su formación conduce a la complejidad de la calidad del agua.
La materia orgánica presente en los lixiviados de vertedero se puede dividir en ácidos grasos de bajo peso molecular, sustancias de ácido fúlvico de peso molecular medio y carbohidratos húmicos de alto peso molecular. En la actualidad, muchos académicos nacionales y extranjeros han analizado los componentes orgánicos del lixiviado y los resultados muestran que los contaminantes orgánicos del lixiviado son muy complejos, siendo los alcanos y los hidrocarburos aromáticos los más comunes. alcoholes y fenoles. Muchos de los ingredientes son compuestos orgánicos sintéticos que nunca han aparecido en la naturaleza en el pasado, como cetonas, aldehídos, amidas, etc., y un número considerable de ellos son contaminantes orgánicos tóxicos que son cancerígenos. promotores y co-cancerígenos. Especialmente cuando los residuos domésticos se mezclan con algunos residuos industriales, la composición es más compleja. Zheng Manying y otros realizaron un análisis de muestreo del vertedero de Guangzhou Datianshan y encontraron 77 contaminantes orgánicos importantes en el lixiviado, incluidos 29 hidrocarburos aromáticos, 18 alcanos y olefinas, 8 ácidos y 5 ésteres, 6 tipos de alcoholes y fenoles, 4. tipos de cetonas y aldehídos, 2 tipos de amidas y 5 más. Estos 77 contaminantes orgánicos contienen 1 carcinógeno confirmado, cuyo contenido relativo ocupa el primer lugar entre los 77 contaminantes orgánicos, y 5 carcinógenos o carcinógenos auxiliares. Pirbazari et al. estudiaron los lixiviados del vertedero de West Covina y también detectaron 18 compuestos orgánicos especiales.
La mayoría de los metales pesados existen en forma de compuestos o complejos en el lixiviado, y la forma de existencia específica está estrechamente relacionada con el valor del pH de las aguas residuales y la concentración de materia orgánica en el agua. En términos generales, la concentración de iones metálicos en el lixiviado de los vertederos de residuos domésticos suele ser relativamente baja, pero en los vertederos donde se mezclan residuos industriales y domésticos, la cantidad de iones de metales pesados lixiviados aumenta significativamente. Jensen et al. investigaron y analizaron el contenido de metales pesados en lixiviados de cuatro vertederos en Dinamarca. Los resultados son los siguientes: cadmio (0,2-3,6 μg/L), níquel (28-84 μg/L), zinc (85). -5310 μg/L), cobre (2~34μg/L), cromo (0~188μg/L), plomo (0~16μg/L). Las investigaciones han demostrado que la mayoría de los metales pesados están unidos a coloides en el lixiviado, y diferentes metales pesados están unidos en diferentes proporciones. Normalmente, los iones biológicamente más tóxicos son los iones libres (el mercurio orgánico, etc. son excepciones). La investigación sobre el tratamiento de lixiviados de vertederos en mi país comenzó tarde y hay incluso menos estudios especiales sobre los iones de metales pesados en los lixiviados. La pequeña cantidad de datos bibliográficos también es muy diferente. Esto se debe al vasto territorio de nuestro país. Al mismo tiempo, la recolección y el vertido de basura no está estandarizada y la basura en el vertedero no está estandarizada. Está relacionado con factores como la contención de diferentes desechos industriales.
La basura contiene una gran cantidad de microorganismos. Los tipos de microorganismos en los lixiviados son básicamente los mismos que los de los residuos de los vertederos. Contienen principalmente bacterias nitrosificantes y bacterias nitrificantes, bacterias desnitrificantes, desulfobacilos, incluidos 7 tipos de bacterias. Thiobacillus denitrificans, bacterias del hierro, bacterias reductoras de sulfato y metanógenos. Además, el lixiviado también contiene una gran cantidad de bacterias patógenas y microorganismos patógenos, como Salmonella spp. Los virus que pueden causar enfermedades infecciosas, como el virus coxsackie, también pueden detectarse en los desechos hospitalarios depositados ilegalmente en vertederos.
El lixiviado producido durante el proceso de vertido de residuos sólidos e incluso mercancías tóxicas y peligrosas contiene una gran cantidad de sustancias tóxicas y nocivas. El lixiviado se filtra bajo tierra durante mucho tiempo. un impacto negativo en el medio ambiente circundante, provocando una grave contaminación.
Los metales pesados en un antiguo vertedero en Wuhan, mi país, tienen graves efectos adversos en el medio ambiente. La profundidad de la influencia de los metales pesados en el suelo ha alcanzado entre 20 y 25 metros bajo tierra. Las concentraciones de cadmio, cromo, cobre, níquel y otras aumentaron significativamente.
Los resultados de la investigación de Hallbourg et al. sobre aguas subterráneas y superficiales de vertederos en el centro-norte de Florida, EE. UU., mostraron que hay una gran cantidad de componentes orgánicos aromáticos en el cuerpo de agua y compuestos orgánicos prioritarios no descompuestos. en residuos sólidos. Hay aproximadamente 18.500 vertederos en los Estados Unidos y casi la mitad de ellos contaminan cuerpos de agua. En la región del Rin, las filtraciones de los vertederos contaminaron las aguas subterráneas y provocaron el cierre de muchas plantas de abastecimiento de agua. Actualmente, cerca de 90 vertederos de mi país no tienen acuíferos. Durante mucho tiempo, la mayor parte de las aguas residuales que se filtraban de los vertederos acababan en aguas subterráneas. Los resultados de dos rondas de evaluación de los recursos de aguas subterráneas nacionales realizadas por el Ministerio de Tierras y Recursos de 1981 a 1984 y de 2000 a 2002 mostraron que el alcance de la contaminación de las aguas subterráneas en mi país está aumentando día a día, la calidad de las aguas subterráneas de dos tercios de la población El número de ciudades del país ha disminuido en general y más de 300 ciudades han experimentado escasez de suministro de agua debido a la contaminación de las aguas subterráneas. No sólo la composición de los contaminantes de las aguas subterráneas se está volviendo cada vez más compleja, sino que también están aumentando el grado y la profundidad de la contaminación. En algunas zonas se han detectado contaminantes en aguas subterráneas profundas. Algunos pozos en las fuentes de agua de Yantan y Matan en Lanzhou, mi país, fueron abandonados debido a la contaminación por lixiviados.
La filtración de residuos en el suelo también tendrá un impacto a largo plazo en el medio ambiente ecológico que no puede subestimarse. Las sustancias tóxicas residuales no sólo son difíciles de volatilizar y digerir en el suelo, sino que también pueden matar los microorganismos del suelo, cambiar las propiedades y la estructura del suelo, obstaculizar el crecimiento y desarrollo de las raíces de las plantas y acumularse en las plantas.