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垃圾堆放场地下水污染机理及治理试验

丁爱中  
【摘要】: 垃圾的大量堆放和对环境的危害已成为当今国际社会所面临的一大难题,愈来愈受到人们的关注。 目前,国内大多数城市的垃圾仍采用填埋的方法进行处理,由于许多垃圾场未采取很好的防渗措施,它们不可避免地对周围的环境产生了污染。本项研究以石家庄台头垃圾场为例,结合国家自然科学基金课题“城市垃圾堆放填埋场的地质地球化学效应及作用机理(49472167)”开展了一系列工作,探讨了垃圾堆放过程中污染物的产生机理、运移过程和微生物降解作用等,对淋滤液的污染进行了控制和治理模拟试验,取得了较好的效果。 首先,对石家庄台头垃圾场进行了详细的调查,采集了大量的水样、土样、垃圾样和淋滤液样,通过对这些样品的分析,在查清土壤和地下水污染状况的基础上,用室内试验的方法,模拟新、老垃圾在不同的条件下淋滤液的产生过程,根据试验结果,用数理统计的方法对淋滤液的产生进行了预测。同时,对淋滤液产生过程中各种因素对它的影响进行了深入讨论。 淋滤液产生以后,进一步向地下运移,在运移过程中与土壤、水等发生各种复杂的物理、化学和生物作用,文章详细讨论了稀释、吸附解吸、过滤、沉淀溶解、络合反应、离子交换、氧化还原反应和微生物作用等,揭示了垃圾淋滤液的产生机理和成分的变化,并用数学模型描述了淋滤液运移过程中的浓度变化和发生的各种作用。 其次,对垃圾场中污染物的生物降解作用进行了深入研究,生活垃圾的主要污染物为有机污染物,微生物在对其降解和转化过程中起着重要的作用。通过微生物对各种元素的转化作用试验,查清了垃圾场中几种主要微生物的分布和作用强度。详细讨论了微生物在地下的运移过程和各种因素对其运移的影响。通过对微生物降解有机污染物的机理分析,揭示了垃圾场中微生物对淋滤液的降解机理,结合水文地质学、环境工程学和微生物学的有关理论,用溶质运移模型、水流模型和生物降解动力学模型的耦合模型描述了淋滤液运移过程中的浓度变化及各种作用,尤其是微生物降解作用,该模型同时考虑了有机污染物在地下运移过程中发生的各种作用如扩散弥散、对流运移、化学反应、水岩相互作用、微生物降解作用和微生物的数量变化等因素,是对地下水溶质运移模型的扩充和深化。同时,讨论了有机污染物的生物降解过程中各种因素对它的影响。 第三,从污泥、污水、淋滤液等处分离了多株具有高效降解有机污染物的菌种,通过驯化和预处理试验,将其用于淋滤液污染的控制与治理试验中,试验结果表明它们对淋滤液运移的控制、有机污染物和三氮的除去都具有较好的效果,地下生物栅对有机污染物的综合除去率在95%以上。 另外,详细讨论了生物现场治理工程中几个重要的问题,如微生物在地下的活动性、二次污染和含水层的堵塞问题等,取得了一些新的认识。 本次工作是对垃圾堆放污染的产生—运移—控制与治理的全过程研究,通过对每一个子过程的深入研究,得出了一些重要结论。


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