ماذا يحدث للنفايات عندما ينتهي بها المطاف في مكب النفايات

2024 مؤلف: Malcolm Clapton | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:46

حول دورة حياة مكب النفايات وكيف تصبح النفايات العادية سامة.

ليس بعيدًا عن منزلك - ربما بضع عشرات من الكيلومترات ، وربما أقرب بكثير - يوجد مفاعل كيميائي واسع النطاق ، حيث يتم كل يوم تحميل أجزاء جديدة من المكونات ، والتي لا يعرف أحد تركيبها على وجه اليقين ، و نتيجة المفاعل نفسه لا يمكن التنبؤ بها تمامًا. يُطلق على هذا المفاعل مكب النفايات ، أو يُترجم إلى لغة بيروقراطية ، وهو مكب للنفايات المنزلية الصلبة. كل ما يتم التخلص منه من قبل سكان المدينة ينتهي به الأمر هنا. قررت N + 1 و Lifehacker اكتشاف ما يحدث للقمامة عندما ينتهي بها المطاف في مكب النفايات.

في عام 2015 في روسيا ، وفقًا لشركة التحليل Frost & Sullivan ، تم إنتاج 57 مليون طن من النفايات الصلبة البلدية ، وهو أقل بقليل من حجم إنتاج الصلب (71 مليون طن). النفايات المنزلية في موسكو والمنطقة ما هي النفايات؟ (حوالي 11 مليون طن سنويًا) تتكون أساسًا من نفايات الطعام (22 بالمائة) والورق والكرتون (17 بالمائة) والزجاج (16 بالمائة) والبلاستيك (13 بالمائة) والنسيج والمعدن والخشب يمثل كل منها 3 بالمائة. 20 في المائة أخرى لكل شيء آخر.

في روسيا ، تستقبل مقالب القمامة ما يصل إلى 94 في المائة من القمامة ، ويتم إعادة تدوير 4 في المائة فقط ، ويتم حرق 2 في المائة.

للمقارنة: في الاتحاد الأوروبي ، 45 في المائة من النفايات يُعاد تدويرها ، و 28 في المائة ينتهي بها المطاف في مدافن القمامة ، و 27 في المائة يتم حرقها.

تنبعث مكبات النفايات الروسية سنويًا 1.5 مليون طن من الميثان و 21.5 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي₂… في المجموع في روسيا في عام 2015 ، كان هناك 13.9000 مطمر عاملة ، منها في منطقة موسكو - 14. فقط مطمر نفايات واحد في موسكو في منطقة تشيخوفسكي (مكب نفايات كولاكوفو) كل عام أصدر أراضي MSW في منطقة موسكو: الوضع البيئي الحالي

واحتمالات إعادة 2.4 ألف طن من الميثان ، 39.4 طنًا من ثاني أكسيد الكربون ، 1.8 طن من الأمونيا و 0،028 طنًا من كبريتيد الهيدروجين في الغلاف الجوي.

مكب النفايات المنظم بشكل صحيح هو هيكل معقد عالي التقنية. قبل أن يكون جاهزًا لاستقبال القمامة ، من الضروري تحضير الجزء السفلي: وضعه بطبقة من الطين يبلغ سمكها حوالي متر واحد ، ووضع فوقها غشاء أرضي مقاوم للماء ، وطبقة من التكسية الأرضية ، وطبقة من الأنقاض يبلغ ارتفاعها 30 سم ، في التي تحتاج إلى وضع نظام أنابيب لجمع المرشح - السائل الذي سيتم جمعه من الحطام ، وفي الأعلى أيضًا سيكون هناك غشاء واقي منفذ. يجب أن يكون قاع المكب على ارتفاع نصف متر على الأقل فوق المياه الجوفية.

بجانب المكب ، ستكون هناك حاجة لمحطة ضخ ومعالجة لضخ وتحييد المرشح المشبع بالأحماض العضوية والمواد العضوية الأخرى ومركبات المعادن الثقيلة. بالإضافة إلى ذلك ، في طبقة القمامة ، عندما تبدأ في التراكم ، سيكون من الضروري تركيب نظام من الأنابيب لجمع واستخدام غاز المكب ، ومحطة لتنقيته وحرقه.

عندما يكون المكب ممتلئًا (عادةً ما يستغرق المدفن 20-30 عامًا من القمامة) ، فأنت بحاجة إلى إغلاق المكب من الأعلى بطبقة واقية أخرى ، مع الحفاظ على نظام تجميع غاز المكب - سيتعين عليه العمل لعقود أخرى.

حياة المكب

يمكن تقسيم العمر الكيميائي للقمامة في مدافن النفايات تقريبًا إلى أربع مراحل رئيسية حسب أساسيات غاز المكب. خلال الطور الأول البكتيريا الهوائية - البكتيريا التي يمكن أن تعيش وتنمو في وجود الأكسجين - تحطم جميع السلاسل الجزيئية الطويلة من الكربوهيدرات والبروتينات والدهون التي تشكل النفايات العضوية ، أي بشكل أساسي نفايات الطعام.

المنتج الرئيسي لهذه العملية هو ثاني أكسيد الكربون ، وكذلك النيتروجين (تتناقص الكمية تدريجياً على مدى عمر مكب النفايات). تستمر المرحلة الأولى طالما كان هناك ما يكفي من الأكسجين في الحطام ، وقد يستغرق الأمر شهورًا أو حتى أيامًا حتى تصبح الحطام طازجة نسبيًا.يختلف محتوى الأكسجين بشكل كبير اعتمادًا على درجة انضغاط الحطام ومدى عمق دفنها.

المرحلة الثانية يبدأ عندما يتم بالفعل استخدام كل الأكسجين الموجود في القمامة. الآن الدور الرئيسي تلعبه البكتيريا اللاهوائية ، التي تحول المواد التي تنتجها نظيراتها الهوائية إلى حمض الخليك والفورميك واللاكتيك ، وكذلك إلى كحول - إيثيل وميثيل.

تصبح بيئة المكب حمضية للغاية. عندما تختلط الأحماض بالرطوبة ، فإنها تطلق العناصر الغذائية ، مما يجعل النيتروجين والفوسفور متاحين لمجتمع متنوع من البكتيريا ، والتي بدورها تنتج بشكل مكثف ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين. إذا كان مكب النفايات مضطربًا أو تخترق الأكسجين بطريقة ما في سماكة القمامة ، فإن كل شيء يعود إلى المرحلة الأولى.

المرحلة الثالثة تبدأ الحياة في مدافن النفايات بحقيقة أن أنواعًا معينة من البكتيريا اللاهوائية تبدأ في معالجة الأحماض العضوية وتكوين الأسيتات. تجعل هذه العملية البيئة أكثر حيادية ، مما يخلق ظروفًا للبكتيريا التي تنتج غاز الميثان. الميثانوجينات البكتيرية والبكتيريا التي تنتج الأحماض تشكل علاقة متبادلة المنفعة: تنتج البكتيريا "الحمضية" مواد تستهلك الميثانوجينات - ثاني أكسيد الكربون والأسيتات ، والتي تكون بكميات كبيرة ضارة بالبكتيريا المنتجة للحمض نفسها.

المرحلة الرابعة - الأطول - يبدأ عندما يصبح تكوين ومستوى إنتاج الغاز في المكب مستقرًا نسبيًا. في هذه المرحلة ، يحتوي غاز المكب على 45 إلى 60 في المائة من الميثان (من حيث الحجم) ، و 40 إلى 60 في المائة من ثاني أكسيد الكربون ، و 2 إلى 9 في المائة من الغازات الأخرى ، ولا سيما مركبات الكبريت. يمكن أن تستمر هذه المرحلة لمدة 20 عامًا ، ولكن حتى بعد 50 عامًا من توقف جلب القمامة إلى مكب النفايات ، فإنها تستمر في انبعاث الغاز.

الميثان وثاني أكسيد الكربون هما المنتجان الرئيسيان لتحلل النفايات ، لكنهما بعيدان عن المنتجين الوحيدين. يشمل ذخيرة مدافن النفايات مئات المركبات العضوية المتطايرة المختلفة. وجد العلماء الذين أجروا مسحًا لسبعة مقالب نفايات في بريطانيا ، مركبات عضوية تتبع أثرية في غاز مكب النفايات في سبع المملكة المتحدة. تحتوي مواقع التخلص من النفايات على حوالي 140 مادة مختلفة في غاز المكب ، بما في ذلك الألكانات ، والهيدروكربونات العطرية ، والألكانات الحلقيّة ، والتربينات ، والكحولات والكيتونات ، ومركبات الكلور ، بما في ذلك الكلور العضوي مثل الكلورو إيثيلين.

ما الذي يمكن أن يحدث بشكل خاطئ

توضح ماريانا خارلاموفا ، رئيسة قسم المراقبة والتنبؤ البيئي بجامعة RUDN ، أن التكوين الدقيق لغاز المكب يعتمد على العديد من العوامل: في الوقت من العام ، على الامتثال للتقنيات أثناء إنشاء وتشغيل مكب النفايات ، على عمر المكب ، وتكوين النفايات ، والمنطقة المناخية ، ودرجة حرارة الهواء والرطوبة. …

"إذا كان هذا مكبًا قيد التشغيل ، وإذا استمر الإمداد بالمواد العضوية ، فإن تكوين الغاز يمكن أن يكون مختلفًا تمامًا. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون هناك عملية هضم الميثان ، أي أن الميثان يدخل الغلاف الجوي بشكل أساسي ، ثم ثاني أكسيد الكربون ، والأمونيا ، وكبريتيد الهيدروجين ، ويمكن أن يكون هناك مركابتان ، وهي مركبات عضوية تحتوي على الكبريت ، "كما يقول كارلاموفا.

أكثر المكونات الرئيسية للانبعاثات سمية هي كبريتيد الهيدروجين والميثان - يمكن أن تسبب التسمم بتركيزات عالية.

ومع ذلك ، تشير خارلاموفا إلى أن الشخص قادر على الشعور بكبريتيد الهيدروجين بتركيزات صغيرة جدًا ، والتي لا تزال بعيدة جدًا عن الخطورة ، لذلك إذا كان الشخص يشم رائحة كبريتيد الهيدروجين ، فهذا لا يعني أنه مهدد على الفور بالتسمم. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم حرق القمامة ، يمكن إطلاق الديوكسينات - المزيد من المواد السامة ، والتي ، مع ذلك ، ليس لها تأثير فوري.

تفترض تقنية تشغيل المكب أن غاز المكب يتم تجميعه باستخدام نظام إزالة الغاز ، ثم يتم تنظيفه من الشوائب وحرقه في مشاعل أو استخدامه كوقود.وتشير خارلاموفا إلى أن حرق الغازات غير المعالجة من مكبات النفايات ، كما حدث في عملية تفريغ الغاز في "كوتشينو". كيف تتم إزالة غاز المكب في مكب بالاشيكا ، على سبيل المثال ، في مكب نفايات كوتشينو ، يمكن أن تخلق العديد من المشاكل الجديدة مع منتجات الاحتراق السامة.

في هذه الحالة ، على سبيل المثال ، يتكون ثاني أكسيد الكبريت (أثناء احتراق كبريتيد الهيدروجين) ومركبات الكبريت السامة الأخرى. في الاستخدام العادي للغاز ، من الضروري تنظيفه أولاً من مركبات الكبريت.

ماريانا خارلاموفا

ينشأ تهديد آخر عندما يبدأ التسخين القوي في كتلة الحطام ، وهو حريق لا يصل إلى الهواء ، على غرار الخث. في هذه الحالة ، يغير مكب النفايات بشكل كبير ذخيرته ، تظهر الألدهيدات ، الهيدروكربونات العطرية المتعددة ، المركبات متعددة الحلقات المكلورة في الانبعاثات بكميات كبيرة. "هذا يخلق رائحة مميزة. الرائحة الشائعة لمدافن النفايات هي التعفن من كبريتيد الهيدروجين والميركابتان. في حالة نشوب حريق ، تبدأ رائحته مثل البطاطس المقلية - هذه هي رائحة فلوريد الهيدروجين ، التي تتشكل أثناء الاحتراق ، "توضح خارلاموفا.

وفقًا لها ، يحاولون أحيانًا إيقاف إطلاق غاز المكب في الغلاف الجوي عن طريق تغطية مكب النفايات في الأعلى بفيلم ، ثم بطبقة من الأرض. لكن هذا يخلق مشاكل إضافية: "عندما تتحلل ، تتشكل الفراغات وتحدث غطسات التربة ، بالإضافة إلى أن الفيلم لا يسمح بمرور الماء ، مما يعني أن المستنقعات ستنشأ من الأعلى" ، كما تقول.

تشير خارلاموفا إلى أن المصدر الرئيسي لمشاكل مدافن النفايات هو الطعام والنفايات العضوية. إنهم هم الذين يقومون بشكل أساسي بتهيئة الظروف لـ "إنتاج" الميثان وكبريتيد الهيدروجين. يمكن فرز القمامة وإعادة تدويرها بشكل أفضل دون نفايات الطعام. يعتقد العالم أنه "إذا تمكنا من تنظيم نظام لجمع النفايات بحيث لا تصل المواد العضوية إلى مدافن النفايات الصلبة ، فإن هذا من شأنه أن يحل معظم مشاكل مدافن النفايات التي تنشأ اليوم".