垃圾污染地下水防控的新理念及其理论基础

如题所述

一、垃圾污染地下水防控的目的与意义

据报道

环境污染机理及修复治理技术赴澳大利亚培训班总结报告,2002年10月。,我国688座城市中已有2/3被垃圾带所包围,工业固体废物、污水的排放等,已成为严重的污染源。上海、北京、石家庄、贵阳、重庆、徐州等城市的地下水,均已受到了废物不当处置的污染。澳大利亚首都堪培拉废物处置场由于选址不当,对地下水造成了污染;在英国、加拿大、法国、德国、俄罗斯、美国等国家,垃圾处置场污染地下水的例子也很多。有害废物污染环境和地下水不仅是由随意堆置引起,即便是世界各国最普遍的方法—地质处置法,由于防渗理论的缺陷也造成大量处置场污染地下水。有害废物与地下水的有效隔离,保护地下水资源,已成了各国实现社会、经济和环境的可持续发展的要求之一。探索一套高效、低廉的地质控制新理论和新方法,对废物地质处置理论的发展和地质填埋的实践,意义十分重大。为此,美国地质调查所根据国家面临的紧迫任务,把“地下水资源与有害废物隔离的地质控制条件”作为21世纪头10年的7个科学目标之一;我国对此也十分重视。

二、处置场地下水污染控制的新理念及其理论基础

(一)传统的防渗隔离理论需要更新

迄今为止,国内外对有害废物进行地质填埋处置时,对控制有害废物污染地下水的思路是:铺设隔离层,禁止渗滤液向地下水含水层渗漏。在这种思想的指导下,所用的防渗衬垫中要铺设低透水性能的土工膜,垫层结构复杂、铺设难度大、造价高昂。而且必须建立污水处理厂来处理废物排出的渗滤液,运行成本更高。一个中等规模的填埋场隔离层的铺设和渗滤液的处理,费用高达近千万元,这显然不适合我国的国情。事实上,我国乃至世界上的许多垃圾地质处置场污染地下水,都是由于防渗衬垫的铺设达不到要求造成的。现有的传统防渗隔离理论迫切需要更新,探索一套高效、低廉的地质控制新理论和新方法是有效处置有害废物的迫切需要。

(二)新方法的理论基础

我国有关固体废物填埋处置的标准及法规主要要求垫层的防渗性能,即渗透系数不大于10-7cm/s。而事实表明,地质隔离层不仅具有防渗作用,隔离物质对污染物还具有吸附、离子交换、化学反应和生物降解等作用。换句话说,地质隔离层不仅具有阻隔能力还具有净化、消散能力;垫层的隔离作用不仅在于防渗,关键在于截污、消散。若把废物处置场底的衬垫层的功能从“防渗”改为“截污、消散”(以下均简称“截污”),允许废物处置场中的渗滤液中的“水”透过地质隔离体,而充分的截住渗滤液中的“污”,这既可使水资源化,污染物又不会污染地下水资源及其环境。换句话说,充分利用地质体的这种隔离能力,最大限度地让渗滤液经过地质隔离层进入含水层后,达到排放标准,使地质填埋的污染控制成本低廉且高效,这是解决问题的新思路和理论基础。

作为一个既定垃圾填埋场,其填埋容量已定,垃圾污染物数量也是一定的;一定厚度和体积的地质隔离层对垃圾污染物的“截污”能力,在一定时间段内也是一定的,只要这个“截污”能力大于填埋垃圾的污染物总量,垃圾污染物就不会越过隔离层进入含水层污染地下水。既然隔离层的作用不仅在于防渗,而且关键在于截污,那么“截污”能力如何量化?为实现上述构想,我们提出了一套新的概念、理论和实现目的的研究方法,如地质隔离层的“有效隔离层”、“截污容量”等新的表征、描述地质体隔离能力的概念及计算和实验研究方法。这些理论和方法叙述如下。

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