固体废弃物引起的环境岩土工程问题
【摘要】城市固体废弃物填埋处置是当前环境岩土工程研究重点和热点，本文分析了城市垃圾的组成和处理方法，重点介绍了填埋处理的原理和工艺，分析了填埋体物理力学性质、卫生填埋场的防渗系统和边坡稳定等一系列环境岩土工程问题，讨论环境岩土工程在填埋处理中的应用和发展前景经济发展、社会进步、生活水平提高，极大地提升了城市的文明化程度。同时也带来垃圾、废水和废气等一系列环境污染问题。特别是城市生活垃圾产生量与日俱增，这些垃圾不仅污染环境、破坏城市景观，而且传播疾病、威胁人类的生命安全，成为社会公害之一。因此，城市生活垃圾问题是我国和世界各大城市面临的重大环境问题。传统上人们比较重视废水、废气的污染问题，重点在防治水体和大气的污染，而对固体废弃物污染水土环境的问题却没有引起足够的重视。环境岩土工程就是研究防止固体废弃物对水土环境污染等的岩土工程处置技术，其中固体废弃物填埋技术是环境岩土工程首要研究对象。
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【关键词】固体废弃物，处理，岩土工程，环境问题
1.1固体废弃物的主要成分
固体废弃物种类繁多，成分复杂，按其来源，可分为工业、矿业、建筑、园艺、医疗、农业及生活废弃物；按其危害性，可分为有害废弃物、无害废弃物；按其可燃性，可分为可燃、不可燃等。
固体废弃物填埋处置一般以城镇居民生活垃圾（生活废弃物）为主，其主要成分为：废弃食物、园艺废弃物、纸品、塑料、合成树脂、橡胶、皮革、纺织品、木材、金属品、玻璃、陶瓷品、灰渣和土石等。生活垃圾尽管组成成分千变万化，但也有一些共同特点，即：密实度小、多孔隙、含水量大、不饱和。
1.2固体废弃物的处理方法
城镇废弃物排放量大，点多面广，占地多，危害大。因此，对固体废弃物的处置需要建立一套控制性管理系统，包括从产生、收集、贮存、运输、处理到最终处置的全部过程和所有方面。处置方式多种，一般有回收再利用、焚烧、堆肥和填埋等。处理过程分为预处理、处理和最终处置。预处理如轧碎、分选、小量化、无害化等。
目前，城市垃圾处置的最主要方式是填埋，同时辅之以焚烧和循环再利用等其它手段。据资料统计，填埋法处理的垃圾在美国约占市区垃圾产量的95%，在英国约占86%，在欧洲其他国家约占60%～70%，在日本约占50%。由此可见，填埋法是发达国家处理固体废弃物及再生资源化后的终极废弃物的最普遍采用的方式。现在美国约有2/3的岩土工程公司转向搞环境岩土工程，这已成为当前环保和岩土工程的重要领域；而且填埋技术有了很大发展，固体废弃物填埋已“进入现代填埋法”阶段。在我国垃圾处理先后经历了自然堆放、集中堆放、初始填埋和规范堆埋几种方式，而且经济发展的不平衡使得上述四种仍然同时存在。发达的大、中型城市如杭州、上海、北京、广州、深圳、苏州、福州和南京等地都已建成或正在建造具备一定规模和技术水平的填埋场，欠发达的中、小城市仍然以集中堆放和初始堆埋为主，甚至有些地方还处于自然堆放状态。自然堆放和集中堆放，一般无覆土，没有无害化处理和卫生措施，属于无控型处理，因此垃圾污水（浸出液）和产出气体（沼气）自由排放，蝇虫孽生，二次污染严重。初始填埋法采取了一定的工程措施，如底部填土、堆积废物顶部覆土等简单工程性措施，这是填埋法的雏形。这些措施基本上，没有统一的标准。规范堆埋则要求采用较高的技术措施，遵守一定的填埋工程规范。
2.1卫生填埋场的构造和类型。正规的城市卫生填埋场，主要由组合衬垫系统、渗滤液收集和排放系统、气体收集系统和最终覆盖系统组成。
1）面上堆填。填埋过程只有很小的开挖或不开挖，通常适用于比较平坦且地下水埋藏较浅的地区。
2）地上和地下堆填。填埋场由同时开挖的大单元双向布置组成，一旦两个相近单元填起来了，它们之间的面积也可被填起来。通常用于比较平坦但地下水埋藏较深的地区。
3）谷地堆填堆填的地区位于天然坡度之间，它可能包括少许地下开挖。
4）挖沟堆填。与地上和地下堆填相类似，但其填埋单元是狭窄和平行的，通常仅用于比较小的废物沟。
5）坡地堆填。利用坡地和挡土墙拦蓄固体废弃物，通常适用于山坡地区。
3固体废弃物填埋的环境岩土工程研究内容
填埋法是属于一种工程性处置，处置的环境（土地）主要与岩土工程有关，处置的手段（压实、防渗）、材料（覆盖土料、土工合成织物）也主要与岩土工程有关，因此填埋处置法的技术基础是岩土工程，即以岩土工程的手段解决固体废弃物的水土污染问题。无论如何，填埋场中的垃圾及其渗出液对周围的岩土会产生很大的影响，改变岩土的力学性质，使得传统的土力学在处理这类特殊的岩土工程问题遇到很大困难。因此，借助环境科学与工程以及化学和生物等其它学科的原理、技术和方法，分析填埋场中的垃圾与周围的岩土相互作用的关系，是垃圾堆埋处理中的一个重要课题，也是环境岩土工程的重要研究内容和方向。填埋处置涉及的环境岩土工程技术包括填埋场的选址、填埋堆体的3种构筑材料、防渗层结构和功能。具体内容为：
1）对固体废物的来源、组成成分及性质进行分析分类，以便对废弃物按填埋技术要求采取分选、小量化及固化等预处理措施。
2）对选址的地形地貌、工程地质及水文地质、气候、土壤、交通等要求进行综合的评估。
3）通过资料分析和试验研究，对固体废物、场地土及土料的密度、孔隙比、含水量、抗剪强度及压缩系数等物理力学参数进行合理的分析和选取。室内试验、现场试验和反分析等是确定填埋材料物理力学性质的重要研究手段。
4）深入分析防渗层组成结构、各部分的功能特点和土工膜的特性和作用，根据废物性质，选用合理的衬里结构，达到经济合理、技术可行的最佳功能组合。
4结语：1）填埋法处置能经济、有效、大容量地解决固体废物的出路，减少二次污染等，比较适合于我国国情，宜于推广运用。这为解决困扰各地领导的城市生活及工业垃圾的出路提供了有效的办法。2）环境岩土工程已成为岩土工程的新领域和前沿。由于填埋处置法还是一项新技术，推广和应用中存在着许多环境和岩土工程问题，急需理论指导和解决具体技术问题，因此对该领域开展研究已显得相当迫切。3）对填埋法要进行经济效益、环境效益和社会效益综合分析，在技术设计、施工组织和运行管理上需要建立一套完整的机制和规程。