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垃圾危机
垃圾是人类生活和生产活动过程中抛弃的“废物”。根据垃圾的来源可分为:生活垃圾、工业垃圾、农业垃圾、建筑垃圾、医疗卫生垃圾及战争垃圾。按垃圾物质成分可分为:化学药品垃圾、塑料与泡沫垃圾、玻璃质垃圾、金属与合金垃圾、非金属建筑材料垃圾及饮食废物等垃圾类型。按垃圾赋存状态又可分为:固体垃圾、液体垃圾(如化学试剂、工业废水、污水等)、气体垃圾(如废气、汽车尾气及燃煤烟等)。
我们知道,气态和液态垃圾直接排放到我们的生存环境中,固态垃圾在地球生物圈中发生腐烂、分解、转化并释放有害气体与组分,再进一步迁移和扩散到生活环境的各个角落,从而导致疾病的发生与蔓延,危及人的生存。
根据世界卫生组织估计:约10亿以上的人缺乏安全饮用水。
工业污水,特别是含镉、钴、铅等有害离子和有害有机物污水的直接排放,会导致海洋、江河、湖泊及其流域水系(包括饮用水)与土质污染。
医学专家的最新研究结果表明:人类呼吸道、消化道疾病、癌症及难以治愈的各种疾病均与空气污染和食用被农药与化肥污染了的动植物有直接关系。由微量元素含量超标造成的地方病也与垃圾污染有一定联系。
垃圾大战
面对城市生活垃圾产生的态势,全球各国都在努力探索垃圾处理技术,目前主要采取焚烧、填埋、堆肥3种较为常见的处理技术。然而,这3种处理方式又各有利弊。
填埋技术
填埋是最原始、最常见的城市垃圾处理技术,一般采用露天堆放、自然填沟和填坑等方式。将垃圾倾倒在某一规划选定地域,然后分单位作业,层层压实,用土等材料加以覆盖,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。填埋最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加,适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾处理费用。
人们最初采用这种处理垃圾的方法,使垃圾从表面上消失,但并未意识到填埋的垃圾不但侵占了宝贵的土地资源(据统计,全国每年用于填埋垃圾的土地约75万亩),浪费了垃圾中宝贵的可回收资源,而且对环境也造成了危害。填埋的垃圾在腐烂、分解过程中释放有害组分和气体,通过渗透、扩散与迁移作用污染人们赖以生存的水源、土壤及其中的动植物。直到今天垃圾的大量出现,人们才意识到填埋的危害性。
沈阳市曾经对10处填埋场进行钻探取样,分析垃圾断层样品和地下水质,分析结果发现:地下水质恶化,污染严重,水混浊发臭,水中均检出厌氧大肠杆菌;垃圾断层样品均检出有毒有害物质。上海市每天有上万吨垃圾运往郊区海边堆放,一座座几十米高的垃圾山拔地而起,造成周围环境的严重污染。
达到国家部颁标准的卫生填埋场要求填埋场底层要有防渗工程;要有渗滤液导排及收集、处理系统;要有密度足够大的填埋气体收集系统及再利用措施;要有特殊的重型设备对作业场地进行分层碾实;要有对地下水、土壤气体等环境的监测设施。
美国中西部工、商业中心――堪萨斯城,由于地处美国农牧区的中心地带,大量牲畜、小麦和其他农产品在此集散和加工,有巨大的谷物仓库和地下天然冷藏仓库。人口不多,城市周围是广阔的乡村,在远离城市的一块丘陵山地的低洼处选建填埋场,为了防止二次污染,他们采取的措施包括:在底部和周围铺有防渗层;分层铺放,即堆放一层垃圾即盖土压实,有些垃圾堆放层还安装导气和导水管道,对产生的沼气进行利用。
日本东京都江东区有一片花草繁茂的土地,人们称之为“梦岛”,整个梦岛全部都是用垃圾填海造成的。
天津市在水上公园南侧采用垃圾堆山,营造人工环境,变害为利,工程占地近80万平方米,以垃圾与工程废土按1:1配合后作为堆山土源,对于渗滤液和发酵产生的沼气和山坡的稳定性等都采取了必要的措施。
堆肥技术
堆肥技术是将生活垃圾堆积成堆,保温至70℃储存、发酵,借助垃圾中微生物分解的能力,将有机物分解成无机物,使有机垃圾稳定化的过程。经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质,既解决垃圾的出路,又可达到再资源化的目的。但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模也不宜太大。自20世纪80年代起,我国应用“二次发酵工艺”使堆肥生产趋向于工厂化。堆肥产品可作肥料或土壤改良剂。
堆肥包括好氧发酵及厌氧发酵,好氧发酵工艺周期短、无害化效果好;厌氧发酵周期长、发酵气对环境影响不利。这种垃圾处理技术应以垃圾分类为前提。因为从垃圾处理和利用角度看,未经分拣的垃圾成分相当复杂,仅仅靠机械筛分的办法,许多有害物质就会随着堆肥产品进入土壤,造成二次污染。
焚烧技术
垃圾焚烧指在远离居民居住区对可燃性垃圾进行焚烧,以消除其对居民产生直接危害的处理方法。垃圾中的可燃成份在高温(800℃~1000℃)下经过燃烧而充分氧化,最终成为无害、稳定的灰渣,这种方法一般可使垃圾减量90%,并可回收热能用于取暖和发电。
由于垃圾的组成成分比较复杂,在开放系统中焚烧垃圾极易造成更加严重的环境二次污染。垃圾在燃烧的过程中,不仅释放二氧化碳、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、氟化氢等有害气体和粉尘,同时在含氯塑料存在的条件下还会生成成分更加复杂、污染程度及毒性更强的多氯二苯并二恶英、多氯二苯并呋喃、烃类及芳香烃类等有机污染物质。二恶英是毒性最大的化合物之一,它具有强致癌性、生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性,其毒性相当于氰化钾的1000倍、砒霜的900倍,国际癌症研究中心已将其列为一级致癌物。除了剧毒之外,二恶英之所以可怕是因为它溶于脂肪,难以降解,半衰期时间长,属于持久性污染物,一旦进入人体,7~10年都很难排出,而一旦累积到一定程度,就会致人死地。加上如果垃圾分类不完善,垃圾中含水量极高,且无辅助措施,焚烧过程中炉膛内的烟气很难始终维持在不产生二恶英所要求的850℃~900℃。所以,如何控制焚烧垃圾时产生的二恶英成为世界性难题。这些有害物质在焚烧地随着大气、水的循环,污染人类生存空间和与人类息息相关的水、空气、土壤、动植物等,从而危及人类。
但是随着城市垃圾逐渐向我们逼近,填埋和堆肥都无法高效处理大量垃圾的情况下,垃圾焚烧开始受到了人们的青睐。焚烧是发达国家普遍采用的一种垃
圾处理方法,目前看来是一种建立在政府向居民高额收费、政府大量补贴、垃圾源头严格分类、垃圾热值较高情况下的一种较为理想的处理方式。瑞典、日本等国已将垃圾焚烧制能作为开发新能源的一种途径。从整体上看,我国采用焚烧技术尚处于起步阶段。焚烧的设备、工艺和技术比较复杂,一次性投资巨大,而且如果解决不好排烟净化问题,很容易使得垃圾这种固体污染转化成气体污染。
目前,比较先进的技术已经达到将焚烧垃圾产生的热量用于发电和供暖。美国西屋公司和奥康诺公司联合研制的垃圾转化能源系统已获成功。该系统的焚烧炉在燃烧垃圾时可将湿度达7%的垃圾变成干燥的固体进行焚烧,焚烧效率达95%以上,同时,焚烧炉表面的高温能将热能转化为蒸汽,可用于暖气、空调设备及蒸汽涡轮发电等方面。
美国矿务局将厨房垃圾在密闭高压釜内加热到380℃,经过20分钟蒸馏,每吨垃圾可得32千克低硫燃料油。
我国某些城市引进日本垃圾焚烧装置对医院等单位的特殊垃圾进行无害化处理,焚烧过程中产生的残灰约占焚烧前生物垃圾重量的5%,一般为优质磷肥。
垃圾处理路漫漫
纵观国内外对垃圾的处理方法,我们发现无论哪种处理垃圾的方法,都不能有效地处理和利用垃圾资源。难道我们就这样任凭垃圾围城了吗?其实,在垃圾处理问题上,垃圾分类是关键的一步。一些国家提出过垃圾分类处理法,在源头将垃圾分类投放,在实现垃圾的分类收集基础上通过综合处理,实现垃圾减量化、无害化、资源化的思路,并已建立起相当完备的垃圾分类收集和处理体系。垃圾混合收集会增大垃圾资源化、无害化的难度。首先,垃圾混合收集容易混入危险废物如废电池、日光灯管和废油等,不利于我国对危险废物的特别环境管理,并增大了垃圾无害化处理的难度。其次,我国人均资源和能源并不十分丰富,垃圾混合收集造成极大的资源浪费和能源浪费。垃圾混合收集不利于垃圾中可利用物质的回收和循环利用,降低了可用于堆肥和焚烧的有机物资源化和能源化价值。混合收集后再利用(分选)又浪费人、财、物力。
从国内外各城市对生活垃圾分类的方法来看,大致都是根据垃圾的成分构成、产生量,结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行分类的。如德国一般分为纸、玻璃、金属、塑料等;澳大利亚一般分为可堆肥垃圾、可回收垃圾和不可回收垃圾;日本一般分为可燃垃圾、不可燃垃圾等等。如今我国生活垃圾一般可分为4大类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
人们根据垃圾的特性对垃圾进行预处理,即把垃圾分成若干类后,再用填埋法、焚烧法、排放法分别予以处理。在这一过程中,首先把能燃烧的垃圾进行焚烧,并在焚烧的过程中对释放出的有害气体进行初步的化学和物理处理,把残余气体排放到空中,同时把不能燃烧的残余物填埋到土壤的垃圾池中。不能燃烧的垃圾直接用填埋法。对气体垃圾和液体垃圾经过简单物理和化学的方法处理后直接排放到大气和河谷、江、湖中。目前一些发达的国家和地区采用的都是这种处理垃圾的方法。
各国的国情不同,对垃圾处理所采用的技术路线、技术措施和方法也有所不同。但无论采取何种技术方法,未来总的发展目标是朝着垃圾处理的减量化、无害化、资源化方向发展。