城市固體廢棄物處理的生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)改良

一垃圾治理的意義垃圾實際上是指城市固體垃圾（msw）的俗稱。它包括所有以固體形式存在的無用、未用或丟棄的物質(zhì)。盡管垃圾的具體組成與當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平、地理位置、季節(jié)、垃圾的收集與處理方式以及其他許多因素有關(guān),然而垃圾在相當程度上對周邊的生態(tài)環(huán)境造成的破壞與影響,卻也是不爭之事實。在不同的國家,甚至是同一個國家的不同發(fā)展時期,不僅垃圾對環(huán)境的影響程度不同,而且治理方式的選擇也有較大區(qū)別。不過,總體而言,以下四種垃圾處置方法應(yīng)是比較有代表性的。1.建設(shè)生物處理法這種方法主要是指將垃圾歸集整理后,用燃燒的方法加以處理。由于這種方法投資較大,且對技術(shù)的要求也比較高,因而目前主要在部分發(fā)達國家得到推廣和應(yīng)用。與其他的垃圾處理方法相比,焚燒法的主要優(yōu)點是:能有效減少垃圾的體積與重量(其一般能使垃圾的體積減少約90%,重量下降約75%);通過破壞垃圾中某些成分的結(jié)構(gòu)去除其毒性,并進而使它更容易被最終處置;能破壞垃圾中的可生物降解的部分,從而減少了其被最終處置時產(chǎn)生毒氣的可能性;焚燒時所產(chǎn)生的熱量還可以產(chǎn)生大量的有用能源(如發(fā)電)。焚燒法的優(yōu)點較多,但缺點也很明顯。除了我們前面講到的投資大、對技術(shù)要求高外,還不可避免地造成對大氣的嚴重污染;同時還會生成污染物(如重金屬)含量很高的爐灰。尤其是自20世紀70年代從垃圾焚燒爐所排放的廢氣中檢測出帶有兩種含毒較高的成分多氯代二苯二惡英(polychlorinateddibenzo-p-dioxin,PCDD)和多氯代二苯并呋喃(polychlorinateddibanzo-furan,PCDF)以后,有關(guān)垃圾焚燒對公眾健康的影響問題已引起了世界各國的廣泛關(guān)注,并因此限制了這種方法在許多國家的推廣與應(yīng)用。2.生物處理法作為一種歷史悠久、費用便宜且行之有效的垃圾處置方法,堆肥法目前已在世界各地得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。由于堆肥法能通過微生物的好氧或厭氧降解而將固體廢棄物中的有機成分轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的物質(zhì),因而其既可用于土壤的改良劑又不致于對環(huán)境產(chǎn)生消極影響。加之堆肥法不僅能變廢為寶,而且操作方式簡便,幾乎無資金與技術(shù)方面的特別要求,所以其在垃圾處理,尤其是在家庭生活的垃圾處理方面具有很強的適用性。不過,堆肥法由于不適應(yīng)對垃圾進行規(guī)模化處理,而且又受垃圾組成成分的制約,因此在目前的垃圾處理方法中,其很難作為一種主流方法而被加以利用。3.城市固體廢棄物覆蓋技術(shù)從廣義上講,這種方法其實也屬于垃圾的土地填埋法,只不過在這一填埋的過程中,其對被填埋垃圾的處理更為慎重與周全。具體的做法是,在衛(wèi)生填埋場里,城市固體廢棄物被鋪開并壓縮成薄層,填埋至一定厚度后再覆蓋一層惰性土壤以減少水分的滲透及防止昆蟲和嚙齒動物的侵入。用這種方法填滿封閉的衛(wèi)生填埋場,其頂部通常被覆以一層較厚的、主要是由粘性土壤組成的最終覆蓋層。雖然衛(wèi)生填埋法處理效果較為理想,但大規(guī)模的推廣也并非一件十分容易的事情。4.衛(wèi)生填埋法的應(yīng)用作為世界上利用得最廣泛的一種垃圾處理方式,土地填埋法主要是指將歸集后的垃圾通過在土地中直接填埋的方式來加以處理。應(yīng)該說,土地填埋并不代表真正的衛(wèi)生填埋,而且從廣義上說,衛(wèi)生填埋法只能歸屬于土地填埋法中的一種類別。發(fā)展中國家普遍采用直接的土地填埋法(利用這種方法的垃圾處理率高達95%-100%)。據(jù)統(tǒng)計,在全球每年產(chǎn)生的多達10億噸以上的城市固體廢棄物中,用土地填埋的方式處理掉的占92%,而這當中又有60%-70%的屬于非常簡易的填埋處理方式。由于直接的土地填埋法在垃圾處理中應(yīng)用極其普遍,再加之其處理方式簡便,因而對環(huán)境造成的污染與破壞很大。因此,我們下面即將展開的關(guān)于垃圾填埋場的生態(tài)環(huán)境污染及其治理問題,著重指的也就是這種直接的土地填埋法。二垃圾填埋與周邊環(huán)境土地填埋由于具有處理量大、操作工藝簡單、運作費用低廉等優(yōu)點,因而其目前仍是世界上大多數(shù)國家與地區(qū)的一種重要的城市固體廢棄物的處理方式(而且在未來一段較長的時期內(nèi),此種情況仍難以得到改觀)。然而,垃圾填埋場在其漫長的穩(wěn)定化過程中所產(chǎn)生的大量的填埋氣體及其垃圾滲濾液,卻又能在幾十年甚至是上百年內(nèi)持續(xù)地對附近的公眾健康和環(huán)境(如造成水資源污染、大氣污染、溫室效應(yīng)、植被破壞、影響周邊景觀、火災(zāi)、爆炸及填埋場本身的沉降等)構(gòu)成嚴重威脅。再加之填埋場本身又占用了大量的土地資源,因此實踐中我們必須要高度重視這些問題,并采取有效措施來解決。具體說來,垃圾填埋場所造成的生態(tài)環(huán)境問題主要體現(xiàn)在以下三個方面。1.溫室氣體組成成分的影響垃圾被集中到填埋場經(jīng)填埋處理后,填埋場內(nèi)部微生物的厭氧降解活動會使大部分的有機垃圾轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的最終產(chǎn)物——即以甲烷和二氧化碳為主要成分的填埋氣體。以甲烷和二氧化碳為主要成分的填埋氣體對環(huán)境的影響與破壞主要體現(xiàn)在以下四個方面:一是會加重溫室效應(yīng)。在目前已知的30多種溫室氣體組成成分中,最重要的就是二氧化碳、甲烷與一氧化二氮。顯然,以甲烷與二氧化碳為主要成分的填埋氣體必將會導(dǎo)致溫室效應(yīng)的加強。二是造成大氣污染。一方面,填埋氣體導(dǎo)致其周邊地區(qū)臭氧氣體的形成,從而增加當?shù)鼐用窕及┑臐撛诳赡苄?另一方面,其釋放大量難聞的氣體的成分中具有一定的毒性,因而也會對附近公眾的健康構(gòu)成危害。三是易于造成對植被的破壞。生長于填埋場周邊的植物,由于其根系附近的氧氣直接被填埋氣體所替換或者被甲烷氧化細菌所消耗,因而很容易窒息死亡。另外,高濃度的二氧化碳與填埋氣體中的有毒微量氣體成分也會影響到植物的正常生長。四是對地下水的污染。一些揮發(fā)性的有機污染物可以隨著填埋氣體的擴散遷移到垃圾填埋場周圍的地下水中,從而對地下水資源形成污染(目前國外的一些研究已在遠離垃圾填埋場的地下水中檢測到了乙烯氯及其他揮發(fā)性氫氧化合物的存在)。2.垃圾滲濾液的排放來源滲透進垃圾填埋場內(nèi)部的水分帶走垃圾層中有機、無機的降解中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物,然后再從填埋場往外滲漏,便形成了垃圾滲濾液。應(yīng)該說,降雨是這些滲透污水的最主要來源,其次則是垃圾被填埋時本身所包含的水分以及垃圾在微生物降解過程中所生成的水。由于垃圾滲濾液中含有較多的有毒成分,因此長期以來,這種滲濾液對周邊地區(qū)的地表水與地下水的安全構(gòu)成了嚴重威脅。此外,垃圾滲濾液通常還能污染其周邊地區(qū)的土壤與植被,并進而又給周邊地區(qū)的植被重建與生態(tài)恢復(fù)帶來很大困難。3.考慮污染的影響除前面提到的有毒氣體與滲濾液污染環(huán)境的問題外,垃圾填埋場的存在及其處理方式還會引發(fā)其他相關(guān)的環(huán)境問題:一是占有大量的土地資源(若再考慮其污染的影響,情況當更為嚴重)。二是引起地面沉降。隨著垃圾成分的不斷降解以及淋溶損失,再加上垃圾在填埋時又難以被徹底均勻地壓縮,因而垃圾填埋場在其漫長的穩(wěn)定化過程中通常均會出現(xiàn)不同程度的沉降從而可能會破壞最終覆蓋層的結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)致局部地區(qū)填埋氣體和垃圾滲濾液的溢漏。此外,這種不規(guī)則的沉降也給植被重建、生態(tài)恢復(fù)以及重新開發(fā)利用造成相當大的負面影響。三是易引發(fā)火災(zāi)與爆炸。三生活垃圾處理鑒于垃圾填埋場對生態(tài)環(huán)境造成的巨大壓力與風險,因此為實現(xiàn)經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展,現(xiàn)階段采取切實措施來控制垃圾填埋場對生態(tài)環(huán)境的破壞與污染便有了極為重要的現(xiàn)實意義。1.生活垃圾填埋場的控制措施鑒于垃圾填埋場污染環(huán)境的方式、特點及結(jié)果,在治理垃圾填埋場對環(huán)境的污染與破壞時,選擇從生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)技術(shù)利用的角度入手,勢必會具有很強的針對性與效果。(1)以生物學、化學、物理學的辦法(或是三者相結(jié)合的辦法)來妥善處理垃圾滲濾液對環(huán)境的污染與影響問題根據(jù)垃圾滲濾液產(chǎn)生的原因以及對環(huán)境影響的具體方式,在處理這個問題時,我們可以有三種基本的生態(tài)技術(shù)選擇方式:一是生物學處理法。具體說來則又包括了好氧微生物法、厭氧微生物法、微型藻類處理法等方式方法。生物處理法的最大優(yōu)點就是其既可有效地去除垃圾滲濾液中的可降解有機物,同時又可以起幾乎是完全的硝化與反硝化作用。此外,與我們后面要提到的物理及化學方法相比,其不僅費用低,而且一般也不會再產(chǎn)生其他新的固體廢棄物。當然,生物處理法也并非無懈可擊。例如,經(jīng)生物處理法處理過的垃圾滲濾液通常仍含大量的COD和AOX(如氯化碳水化合物,ChlorinateCarbohydrate),并且這些污染物還必須要通過其他的處理方法才能被進一步地去除。值得一提的是,由于生物處理法不能去除較小分子的已降解有機物,因而其對舊垃圾填埋場滲濾液的處理效果就并不太理想。在這種情況下,物理與化學的方法便成了理想的選擇。二是物理、化學處理法。這種方法主要涉及反向滲透法(其最大優(yōu)點是對所要去除的化合物的濃度變化反應(yīng)不敏感,但缺點是其所產(chǎn)生的濃縮液需要被進一步作出處理)、蒸發(fā)法(其主要原理是讓垃圾滲濾液在一種很薄的塑料膜上蒸發(fā),存在的問題是需要對蒸發(fā)過程中排放的惡臭氣體進行進一步的處理)、脫氧處理法(也即是在垃圾滲濾液中加入氫氧化鈣,并可在短期內(nèi)除去其中的70%以上的有害氨氣)、沉淀法(這種方法在城市污水處理中廣泛使用,尤其是其去磷的效果十分明顯)、氧化作用等。應(yīng)該說在控制垃圾滲濾液環(huán)境污染問題時,物理與化學處理方法的作用是十分明顯的。三是生物學與物理—化學法相結(jié)合的處理方法。(2)重視土地處理系統(tǒng)法在處理垃圾滲濾液環(huán)境問題中的作用應(yīng)該說與其他的滲濾液處理方法相比,土地處理法應(yīng)是比較經(jīng)濟和有效的。總體而言,土地處理系統(tǒng)法主要是利用土壤的物理、化學性質(zhì)與微生物潛能來對廢物進行去毒、降解或鈍化。其實,土壤不僅能提供較大面積的吸附表面,而且也具有很好的離子交換能力以及含有能進行生物降解的微生物種群。盡管因土壤本身的組成及性質(zhì)不同,其去毒效果可能會有差距,但這種方法在世界各國仍得到了廣泛采用。當然,土地處理系統(tǒng)法并不完善,其中尚有許多問題需要我們下功夫去解決——如重金屬在土壤中的不斷積累,不僅有損土壤品質(zhì),而且最終也無法處置垃圾滲濾液中的重金屬問題;滲濾液的連續(xù)淋溶也會導(dǎo)致鹽分在土壤中的大量積累;此外,厭氧條件、細菌生長以及滲濾液中高濃度的懸浮物質(zhì)等因素,最終也會導(dǎo)致土壤的淤塞,并進而使土壤的過濾性能及其對滲濾液的處理效率持續(xù)下降。進一步地,飽和后的土壤的修復(fù)與反復(fù)利用也是需要解決的問題。(3)對已關(guān)閉的垃圾填埋場進行植被恢復(fù)對已關(guān)閉的垃圾填埋場,我們必須進行有效的治理。這種治理不僅能有效減輕這種填埋場潛在的污染威脅,而且也能對有效地改善環(huán)境狀態(tài)具有積極意義。盡管已關(guān)閉的垃圾場可以用之于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、或辦娛樂場所等,然而在進行各種開發(fā)與利用前,必須進行適當?shù)闹脖恢亟ㄅc維持。良好的植被重建與生態(tài)恢復(fù)既是控制已關(guān)閉的垃圾填埋場環(huán)境污染問題的關(guān)鍵,而且也能有效地改善垃圾填埋場的外部景觀并減少其侵蝕作用;此外,這種重建與恢復(fù)也對保持公眾對垃圾填埋處理方法的認同與支持具有重要意義。怎樣對已關(guān)閉的垃圾填埋場進行植被恢復(fù),我們認為做好以下五項工作是相當重要的。第一,對垃圾填埋場進行合理的整體規(guī)劃。為此,要在垃圾填埋場的設(shè)計與建造階段,或者在作業(yè)期間或滿溢封閉之前確定其未來的開發(fā)用途,主要包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)、自然保護以及露天的公共娛樂設(shè)施等四大類。具體選擇哪一類,應(yīng)依覆蓋土壤層的狀況、性質(zhì)以及資金狀況、周邊環(huán)境的要求等實際情況來加以選擇。千篇一律的格式并不能保證取得理想中的效果。第二,對最終覆蓋層進行基質(zhì)改良。通常,垃圾填埋場在滿溢封閉之后,其頂部應(yīng)蓋以一層經(jīng)高度壓縮的、主要是由黏土所組成的最終覆蓋層,以防止填埋氣體和垃圾滲濾液的泄漏。最終覆蓋層的厚度一般應(yīng)在60厘米以上,而且為減少未來填埋氣體和垃圾滲濾液對植物重建的影響,厚度在1米以上則更好。此外,為了有利于植物重建,在對最終覆蓋層土壤的物理化學性質(zhì)進行分析后,還可結(jié)合植被重建情況對覆蓋層的土壤進行基質(zhì)改良。如添加石灰以調(diào)節(jié)pH值、施用有機或無機肥料等。此外,還要在最終覆蓋層的上方再鋪一層較疏松的生長基質(zhì),以利于植物的定居和生長。第三,選擇好合適的耐性樹種。由于垃圾填埋場現(xiàn)存以及潛在的諸多影響環(huán)境的因素,在植被重建過程中進行耐性樹種的篩選具有重要意義。一般來說,衡量一個植物種是否適合于垃圾填埋場的植被重建有兩個基本原則:能夠忍耐填埋場氣體和垃圾滲濾液的污染;具有較強的抗旱性。因此,進行野外生態(tài)調(diào)查應(yīng)是獲得耐性樹種的重要途徑。另外,國外的實踐也證明,淺根系的草本植物及豆科植物是比較適合這類重建工作的。第四,建造填埋氣體與垃圾滲濾液的導(dǎo)排系統(tǒng),并進而獲得理想的植被重建環(huán)境。第五,在具體的植物種植時,還應(yīng)先種草本植物,1-2年后再種喬灌木。此外,若面對的是填埋氣體較多之地,種植前最好撒上一層木屑以減少氣體的侵蝕。2.構(gòu)建治理垃圾填埋企業(yè)的環(huán)保體系除了前面提到的技術(shù)方面的相關(guān)舉措外,垃圾填埋場環(huán)境污染的治理還需要從制度創(chuàng)新方面尋找出路。依據(jù)制度經(jīng)濟學的基本原理,制度創(chuàng)新一般可以分為正式約束的制度創(chuàng)新與非正式約束的制度創(chuàng)新二大類。下面,我們首先以正式約束的制度創(chuàng)新為基礎(chǔ),來尋求有效克服垃圾填埋場對環(huán)境造成污染的具體對策。基于垃圾填埋場環(huán)境污染的特點以及正式約束制度創(chuàng)新的具體要求,實踐中我們應(yīng)著重考慮以下五點治理對策:一是以產(chǎn)權(quán)改革為突破口,明確其中的權(quán)、責、利關(guān)系。有了明確的產(chǎn)