Cosa succede ai rifiuti quando finiscono in discarica

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Sul ciclo di vita di una discarica e su come anche i rifiuti ordinari diventino tossici.

Non lontano da casa tua - forse un paio di decine di chilometri, e forse molto più vicino - c'è un reattore chimico di grandi dimensioni, dove ogni giorno vengono caricate nuove porzioni di ingredienti, la cui composizione nessuno sa con certezza, e il risultato del reattore stesso non è del tutto prevedibile. Questo reattore è chiamato discarica, o, tradotto in linguaggio burocratico, discarica per rifiuti solidi urbani. Tutto ciò che viene buttato via dagli abitanti delle città finisce qui. N+1 e Lifehacker hanno deciso di scoprire cosa succede alla spazzatura quando finisce in una discarica.

Nel 2015 in Russia, secondo la società di analisi Frost & Sullivan, sono stati prodotti 57 milioni di tonnellate di rifiuti solidi urbani, che è solo leggermente inferiore al volume della produzione di acciaio (71 milioni di tonnellate). Rifiuti domestici a Mosca e nella regione Che cosa sono i rifiuti? (circa 11 milioni di tonnellate all'anno) è composto principalmente da rifiuti alimentari (22 per cento), carta e cartone (17 per cento), vetro (16 per cento) e plastica (13 per cento), tessuto, metallo e legno per il 3 per cento ciascuno. un altro 20 per cento per tutto il resto.

In Russia, le discariche ricevono fino al 94% dei rifiuti, solo il 4% viene riciclato, il 2% viene incenerito.

Per fare un confronto: nell'UE, il 45% dei rifiuti viene riciclato, il 28% finisce in discarica e il 27% viene incenerito.

Le discariche russe emettono annualmente 1,5 milioni di tonnellate di metano e 21,5 milioni di tonnellate di CO nell'atmosfera₂… In totale in Russia nel 2015 c'erano 13, 9 mila discariche operative, di cui nella regione di Mosca - 14. Solo una discarica di Mosca nel distretto di Chekhovsky (la discarica di Kulakovo) all'anno ha emesso RSU TERRE NELLA REGIONE DI MOSCA: SITUAZIONE AMBIENTALE ATTUALE

E LE PROSPETTIVE DI RECUPERARE in atmosfera 2,4mila tonnellate di metano, 39,4 tonnellate di anidride carbonica, 1,8 tonnellate di ammoniaca e 0, 028 tonnellate di idrogeno solforato.

Una discarica adeguatamente organizzata è una complessa struttura ad alta tecnologia. Prima che sia pronto per ricevere i rifiuti, è necessario preparare il fondo: stenderlo con uno strato di argilla di circa un metro di spessore, stendere sopra una geomembrana impermeabile, uno strato di geotessile, uno strato di macerie di 30 centimetri, in che è necessario posare un sistema di tubi per raccogliere il filtrato - il liquido che verrà raccolto dai detriti, e sopra ci sarà anche una membrana permeabile protettiva. Il fondo della discarica dovrebbe essere almeno mezzo metro sopra la falda acquifera.

Accanto alla discarica, sarà necessaria una stazione di pompaggio e trattamento per pompare e neutralizzare il filtrato, che è saturo di acidi organici e altre sostanze organiche, composti di metalli pesanti. Inoltre, nello strato di spazzatura, quando inizierà ad accumularsi, sarà necessario installare un sistema di tubazioni per la raccolta e l'utilizzo del gas di discarica, una stazione per la sua depurazione e incenerimento.

Quando la discarica è piena (di solito la discarica richiede 20-30 anni di spazzatura), è necessario chiudere la discarica dall'alto con un altro strato protettivo, preservando il sistema di raccolta del gas di discarica - dovrà funzionare per altri decenni.

Vita in discarica

La vita chimica dei rifiuti in una discarica può essere approssimativamente suddivisa in quattro fasi principali da Landfill Gas Basics. Durante prima fase i batteri aerobici - batteri che possono vivere e crescere in presenza di ossigeno - abbattono tutte le lunghe catene molecolari di carboidrati, proteine, lipidi che compongono i rifiuti organici, cioè principalmente i rifiuti alimentari.

Il prodotto principale di questo processo è l'anidride carbonica, così come l'azoto (la cui quantità diminuisce gradualmente nel corso della vita della discarica). La prima fase continua finché c'è abbastanza ossigeno nei detriti e possono volerci mesi o addirittura giorni prima che i detriti siano relativamente freschi. Il contenuto di ossigeno varia molto a seconda del grado di compattazione dei detriti e di quanto profondamente è interrato.

Seconda fase inizia quando tutto l'ossigeno nella spazzatura è già stato esaurito. Ora il ruolo principale è svolto dai batteri anaerobici, che convertono le sostanze create dalle loro controparti aerobiche in acido acetico, formico e lattico, nonché in alcoli - etile e metile.

L'ambiente della discarica diventa molto acido. Quando gli acidi si mescolano con l'umidità, rilasciano sostanze nutritive, rendendo disponibili azoto e fosforo per una comunità diversificata di batteri, che a loro volta producono intensamente anidride carbonica e idrogeno. Se la discarica viene disturbata o l'ossigeno penetra in qualche modo nello spessore della spazzatura, tutto torna alla prima fase.

Terza fase la vita in discarica inizia con il fatto che alcuni tipi di batteri anaerobici iniziano a processare acidi organici e formano acetati. Questo processo rende l'ambiente più neutro, creando le condizioni per i batteri che producono metano. I batteri metanogeni e i batteri che producono acidi formano una relazione reciprocamente vantaggiosa: i batteri "acidi" producono sostanze che consumano metanogeni - anidride carbonica e acetati, che in grandi quantità sono dannosi per i batteri produttori di acido stessi.

Quarta fase - il più lungo - inizia quando la composizione e il livello della produzione di gas in discarica diventano relativamente stabili. In questa fase, il gas di discarica contiene dal 45 al 60 percento di metano (in volume), dal 40 al 60 percento di anidride carbonica e dal 2 al 9 percento di altri gas, in particolare i composti dello zolfo. Questa fase può durare circa 20 anni, ma anche 50 anni dopo che la spazzatura ha smesso di essere portata in discarica, continua a emettere gas.

Metano e anidride carbonica sono i principali prodotti della decomposizione dei rifiuti, ma tutt'altro che gli unici. Il repertorio delle discariche comprende centinaia di diversi composti organici volatili. Gli scienziati che hanno esaminato sette discariche in Gran Bretagna hanno trovato tracce di composti organici nel gas di discarica a Seven U. K. I siti di smaltimento dei rifiuti contengono circa 140 diverse sostanze nei gas di discarica, inclusi alcani, idrocarburi aromatici, cicloalcani, terpeni, alcoli e chetoni, composti del cloro, compresi gli organoclorurati come il cloroetilene.

Cosa potrebbe andare storto

Marianna Kharlamova, responsabile del dipartimento di monitoraggio e previsione ambientale dell'Università RUDN, spiega che l'esatta composizione del gas di discarica dipende da molti fattori: dal periodo dell'anno, dal rispetto delle tecnologie durante la costruzione e il funzionamento della discarica, dalla età della discarica, sulla composizione dei rifiuti, sulla zona climatica, sulla temperatura e umidità dell'aria. …

“Se questa è una discarica funzionante, se l'approvvigionamento di materia organica continua, la composizione del gas può essere molto diversa. Ad esempio, può esserci un processo di digestione del metano, cioè principalmente il metano entra nell'atmosfera, quindi anidride carbonica, ammoniaca, idrogeno solforato, possono esserci mercaptani, composti organici contenenti zolfo , afferma Kharlamova.

I più tossici dei componenti principali delle emissioni sono l'idrogeno solforato e il metano: possono causare avvelenamento in alte concentrazioni.

Tuttavia, osserva Kharlamova, una persona è in grado di sentire l'idrogeno solforato in concentrazioni molto piccole, che sono ancora molto lontane dall'essere pericolose, quindi, se una persona sente l'odore di idrogeno solforato, ciò non significa che sia immediatamente minacciato di avvelenamento. Inoltre, quando vengono bruciati i rifiuti, possono essere rilasciate diossine, sostanze molto più tossiche, che tuttavia non hanno un effetto immediato.

La tecnologia di gestione delle discariche presuppone che il gas di discarica venga raccolto utilizzando un sistema di degasaggio, quindi ripulito dalle impurità e bruciato in torce o utilizzato come combustibile. Kharlamova osserva che la combustione di gas di discarica non trattato, come è stato fatto Degassamento in "Kuchino". Il modo in cui il gas viene rimosso nella discarica di Balashikha, ad esempio nella discarica di Kuchino, può creare molti nuovi problemi con i prodotti di combustione tossici.

In questo caso, ad esempio, si formano anidride solforosa (durante la combustione dell'idrogeno solforato) e altri composti solforati tossici. Nel normale utilizzo del gas, è necessario prima pulirlo dai composti dello zolfo.

Marianna Kharlamova

Un'altra minaccia sorge quando inizia un forte riscaldamento nella massa dei detriti, un incendio senza accesso all'aria, simile alla torba. In questo caso la discarica cambia drasticamente il suo repertorio, aldeidi, idrocarburi poliaromatici, poliaromatici clorurati compaiono in emissioni in grande quantità. “Questo crea un odore caratteristico. Un odore comune di discarica è la putrefazione dell'idrogeno solforato e dei mercaptani. In caso di incendio, inizia a puzzare di patate fritte: questo è l'odore dell'acido fluoridrico, che si forma durante la combustione , spiega Kharlamova.

Secondo lei, a volte cercano di fermare il rilascio di gas di discarica nell'atmosfera coprendo la discarica con un film e poi con uno strato di terra. Ma questo crea ulteriori problemi: "Quando si decompone, si formano vuoti e si verificano avvallamenti del suolo, inoltre, il film non consente il passaggio dell'acqua, il che significa che le paludi sorgeranno dall'alto", afferma.

La principale fonte di problemi con le discariche, osserva Kharlamova, è il cibo e i rifiuti organici. Sono loro che sostanzialmente creano le condizioni per la "produzione" di metano e idrogeno solforato. I rifiuti possono essere ordinati e riciclati molto meglio senza sprechi alimentari. "Se riuscissimo a organizzare un sistema di raccolta dei rifiuti in modo che la materia organica non raggiunga le discariche di rifiuti solidi, questo risolverebbe la maggior parte dei problemi con le discariche che sorgono oggi", ritiene lo scienziato.