Wat gebeurt er met afval als het op een stortplaats belandt?

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 04:06

Over de levenscyclus van een stortplaats en hoe zelfs gewoon afval giftig wordt.

Niet ver van je huis - misschien een paar tientallen kilometers, en misschien veel dichterbij - is een grootschalige chemische reactor, waar elke dag nieuwe porties ingrediënten worden geladen waarvan niemand de samenstelling zeker weet, en de resultaat van de reactor zelf is niet helemaal voorspelbaar. Deze reactor wordt een stortplaats genoemd, of, vertaald in bureaucratische taal, een stortplaats voor vast huishoudelijk afval. Alles wat door stedelingen wordt weggegooid, komt hier terecht. N + 1 en Lifehacker besloten uit te zoeken wat er met het afval gebeurt als het op een stortplaats belandt.

Volgens het analysebedrijf Frost & Sullivan werd in 2015 in Rusland 57 miljoen ton vast stedelijk afval geproduceerd, wat slechts iets minder is dan het volume van de staalproductie (71 miljoen ton). Huishoudelijk afval in Moskou en de regio Wat is afval? (ongeveer 11 miljoen ton per jaar) bestaat voornamelijk uit voedselafval (22 procent), papier en karton (17 procent), glas (16 procent) en plastic (13 procent), stof, metaal en hout zijn elk goed voor 3 procent. nog eens 20 procent voor al het andere.

In Rusland ontvangen stortplaatsen tot 94 procent van het afval, slechts 4 procent wordt gerecycled, 2 procent wordt verbrand.

Ter vergelijking: in de EU wordt 45 procent van het afval gerecycled, 28 procent belandt op stortplaatsen en 27 procent wordt verbrand.

Russische stortplaatsen stoten jaarlijks 1,5 miljoen ton methaan en 21,5 miljoen ton CO uit in de atmosfeer₂… In totaal waren er in 2015 in Rusland 13.9 duizend stortplaatsen in bedrijf, waarvan in de regio Moskou - 14. Slechts één stortplaats in Moskou in het district Tsjechovski (de vuilstortplaats Kulakovo) per jaar MSW-LANDEN IN DE REGIO MOSKOU: HUIDIGE MILIEUSITUATIE

EN VOORUITZICHTEN OM 2,4 duizend ton methaan, 39,4 ton kooldioxide, 1,8 ton ammoniak en 0,028 ton waterstofsulfide in de atmosfeer te brengen.

Een goed georganiseerde stortplaats is een complexe hightech constructie. Voordat het klaar is om afval te ontvangen, is het noodzakelijk om de bodem voor te bereiden: leg het uit met een laag klei van ongeveer een meter dik, leg er een waterdicht geomembraan op, een laag geotextiel, een laag puin van 30 centimeter, in die je nodig hebt om een pijpsysteem te leggen om het filtraat te verzamelen - de vloeistof die uit puin wordt verzameld, en bovenop zal er ook een beschermend permeabel membraan zijn. De bodem van de stortplaats dient minimaal een halve meter boven het grondwater te liggen.

Naast de stortplaats zal een pomp- en behandelingsstation nodig zijn om het filtraat, dat verzadigd is met organische zuren en andere organische stoffen, zware metaalverbindingen, weg te pompen en te neutraliseren. Bovendien zal het in de laag afval, wanneer het zich begint op te hopen, nodig zijn om een systeem van leidingen te installeren voor het verzamelen en gebruiken van stortgas, een station voor de zuivering en verbranding ervan.

Wanneer de stortplaats vol is (meestal duurt de stortplaats 20-30 jaar aan afval), moet u de stortplaats van bovenaf afsluiten met een andere beschermende laag, met behoud van het stortgasopvangsysteem - het zal nog tientallen jaren moeten werken.

Leven op de vuilstort

De chemische levensduur van afval op een stortplaats kan door Landfill Gas Basics grofweg worden onderverdeeld in vier hoofdfasen. Gedurende eerste fase aerobe bacteriën - bacteriën die kunnen leven en groeien in aanwezigheid van zuurstof - breken alle lange moleculaire ketens van koolhydraten, eiwitten, lipiden af waaruit organisch afval bestaat, dat wil zeggen voornamelijk voedselafval.

Het belangrijkste product van dit proces is zowel koolstofdioxide als stikstof (waarvan de hoeveelheid geleidelijk afneemt gedurende de levensduur van de stortplaats). De eerste fase gaat door zolang er voldoende zuurstof in het puin zit, en het kan maanden of zelfs dagen duren voordat het puin relatief vers is. Het zuurstofgehalte varieert sterk, afhankelijk van de mate van verdichting van het puin en hoe diep het is begraven.

Tweede fase begint wanneer alle zuurstof in het afval al is opgebruikt. Nu wordt de hoofdrol gespeeld door anaërobe bacteriën, die stoffen die door hun aerobe tegenhangers zijn gemaakt, omzetten in azijnzuur, mierenzuur en melkzuur, evenals in alcoholen - ethyl en methyl.

De stortplaatsomgeving wordt erg zuur. Omdat zuren zich vermengen met vocht, komen voedingsstoffen vrij, waardoor stikstof en fosfor beschikbaar komen voor een diverse gemeenschap van bacteriën, die op hun beurt intensief koolstofdioxide en waterstof produceren. Als de stortplaats wordt verstoord of als er op de een of andere manier zuurstof doordringt in de dikte van het afval, keert alles terug naar de eerste fase.

derde fase op stortplaatsen begint het leven met het feit dat bepaalde soorten anaërobe bacteriën organische zuren beginnen te verwerken en acetaten vormen. Dit proces maakt de omgeving neutraler, wat de voorwaarden schept voor bacteriën die methaan produceren. Bacteriën methanogenen en bacteriën die zuren produceren, vormen een wederzijds voordelige relatie: "zure" bacteriën produceren stoffen die methanogenen consumeren - koolstofdioxide en acetaten, die in grote hoeveelheden schadelijk zijn voor de zuurproducerende bacteriën zelf.

vierde fase - de langste - begint wanneer de samenstelling en het niveau van de gasproductie op de stortplaats relatief stabiel wordt. In dit stadium bevat stortgas 45 tot 60 procent methaan (per volume), 40 tot 60 procent koolstofdioxide en 2 tot 9 procent andere gassen, met name zwavelverbindingen. Deze fase kan ongeveer 20 jaar duren, maar zelfs 50 jaar nadat het afval niet meer naar de stortplaats wordt gebracht, blijft het gas uitstoten.

Methaan en koolstofdioxide zijn de belangrijkste producten van de afbraak van afval, maar zeker niet de enige. Het repertoire van stortplaatsen omvat honderden verschillende vluchtige organische stoffen. Wetenschappers die zeven stortplaatsen in Groot-Brittannië onderzochten, vonden Trace Organic Compounds in Landfill Gas bij Seven U. K. Afvalstortplaatsen bevatten ongeveer 140 verschillende stoffen in stortgas, waaronder alkanen, aromatische koolwaterstoffen, cycloalkanen, terpenen, alcoholen en ketonen, chloorverbindingen, waaronder organochloorverbindingen zoals chloorethyleen.

Wat kan er fout gaan

Marianna Kharlamova, hoofd van de afdeling Environmental Monitoring and Forecasting van de RUDN University, legt uit dat de exacte samenstelling van stortgas van veel factoren afhangt: van de tijd van het jaar, van de naleving van technologieën tijdens de aanleg en exploitatie van de stortplaats, van de leeftijd van de stortplaats, op de samenstelling van het afval, op de klimaatzone, op de luchttemperatuur en vochtigheid. …

“Als dit een werkende stortplaats is, als de aanvoer van organische stof doorgaat, dan kan de samenstelling van het gas heel anders zijn. Er kan bijvoorbeeld een proces van methaanvertering zijn, dat wil zeggen dat voornamelijk methaan in de atmosfeer terechtkomt, vervolgens koolstofdioxide, ammoniak, waterstofsulfide, er kunnen mercaptanen zijn, zwavelhoudende organische verbindingen, zegt Kharlamova.

De meest giftige van de belangrijkste componenten van emissies zijn waterstofsulfide en methaan - ze kunnen in hoge concentraties vergiftiging veroorzaken.

Kharlamova merkt echter op dat een persoon waterstofsulfide in zeer kleine concentraties kan voelen, die nog steeds verre van gevaarlijk zijn, dus als een persoon waterstofsulfide ruikt, betekent dit niet dat hij onmiddellijk wordt bedreigd met vergiftiging. Bovendien kunnen bij het verbranden van afval dioxines vrijkomen - veel meer giftige stoffen, die echter geen onmiddellijk effect hebben.

Stortplaatstechnologie gaat ervan uit dat stortgas wordt opgevangen met behulp van een ontgassingssysteem, vervolgens wordt ontdaan van onzuiverheden en verbrand in fakkels of wordt gebruikt als brandstof. Kharlamova merkt op dat het verbranden van onbehandeld stortgas, zoals in "Kuchino" werd gedaan Ontgassen. Hoe stortgas wordt verwijderd op de Balashikha-stortplaats, bijvoorbeeld op de Kuchino-stortplaats, kan veel nieuwe problemen opleveren met giftige verbrandingsproducten.

Hierbij ontstaan bijvoorbeeld zwaveldioxide (bij de verbranding van waterstofsulfide) en andere giftige zwavelverbindingen. Bij normaal gasgebruik is het noodzakelijk om het eerst te reinigen van zwavelverbindingen.

Marianna Kharlamova

Een andere bedreiging ontstaat wanneer een sterke verwarming begint in de massa van het puin, een vuur zonder toegang tot lucht, vergelijkbaar met turf. In dit geval verandert het repertoire van de stortplaats drastisch, aldehyden, polyaromatische koolwaterstoffen, gechloreerde polyaromaten komen in grote hoeveelheden voor in emissies. “Hierdoor ontstaat een karakteristieke geur. Een veel voorkomende geur van vuilstortplaatsen is verrotting door waterstofsulfide en mercaptanen. In het geval van brand begint het te ruiken naar gebakken aardappelen - dit is de geur van waterstoffluoride, dat wordt gevormd tijdens de verbranding , legt Kharlamova uit.

Volgens haar proberen ze soms het vrijkomen van stortgas in de atmosfeer te stoppen door de stortplaats erbovenop af te dekken met een film, en dan met een laag aarde. Maar dit zorgt voor extra problemen: "Bij het rotten ontstaan holtes en ontstaan er bodemdalingen, bovendien laat de film geen water door, waardoor er moerassen van bovenaf ontstaan", zegt ze.

De belangrijkste bron van problemen met stortplaatsen, merkt Kharlamova op, is voedsel en organisch afval. Zij zijn het die in feite de voorwaarden scheppen voor de "productie" van methaan en waterstofsulfide. Afval kan veel beter worden gesorteerd en gerecycled zonder voedselverspilling. "Als we erin zouden slagen een afvalinzamelingssysteem te organiseren zodat organisch materiaal niet op de stortplaatsen van vast afval terechtkomt, zou dit de meeste problemen met stortplaatsen oplossen die zich vandaag voordoen", meent de wetenschapper.