土地处置

陆地处置废物的方法

土地处置又称土壤处置或土地耕作处置，是陆地处置废物的一种方法。基于林用表层（约15~20cm）土壤的生物化学作用，使废物中可生物降解的成分，经过微生物分解、浸取、沥滤、挥发等过程，一部分便结合到土壤底质中去；一些碳会转化为二氧化碳；当土壤中含有适当的有机氮和磷酸盐时，残余磷还可被微生物细胞群吸收，最终使废物中的有机物像天然有机物一样固定在土壤中，既改善了土壤的结构，又增加了土壤的肥效，而废物中不能生物降解的组分，则永久贮存在土壤中。处置过程中的生物降解率取决于废物组成、土地耕作深度、废物与土壤中微生物的接触程度、土壤的温度、pH以及其中适宜氧和营养物的存在等，土地处置不适用于含有危险性组分的废物。

原理

基于土壤的离子交换、吸附、微生物生物降解、降解产物的挥发等综合作用的过程。当土壤中加入可生物降解的有机废物后，通过微生物的分解、浸出、沥滤、挥发等复杂的生物化学过程，一部分便结合到土壤底质中，一些碳会转化为CO2，挥发到大气中。当土壤中含有适当的氮和磷酸盐时，碳可被微生物细胞群吸收，最终使有机废物像天然有机物一样被“固定”在土壤中，这样既改善了土壤的结构，又增加了土壤的肥效。未被生物降解的组分，则永远地存在于土地处理区这个永久性的仓库里。可以说，土地处置是一种对有机物分解处理，对无机物永久贮存的综合性处理处置方法。

影响因素

1）废物成分

适用于土地处置的废物必须含有大量的有机物，而且应限制盐和重金属等有毒有害物质的含量。虽然土壤具有络合或鳌合阳离子的能力，但这种作用是十分有限的，如果有毒有害物质含量超过限度，就会杀灭微生物，影响有机物的生物降解。用土地处置法处理污泥时，每千克干污泥中的重金属最高含量限定为：Cd10mg，Hg10mg，Cu100mg，Ni200mg，Pb1000mg，Zn2000mg。此外，废物中不含有能引起空气、土壤或地下水污染的危险成分。

2）土地处置深度

有机废物的降解主要是依靠微生物来进行的。土壤的类型、深度不同，所含的微生物种群的种类和数量也大不相同。因此，微生物的数量越多，废物降解的速度越快、越彻底。下表列出了不同深度土层中微生物的种群和数量的分布情况。从表可以看出，上层土壤中含有的微生物数量最多，因此，土地处置深度应限制在15~20cm比较适宜。

3）废物的粒度

废物的粒径越小，比表面积越大，废物与微生物的接触越充分，其降解速度就越快、越彻底。因此在处置前固体废物应进行粉碎处理。

4）气温条件

温度是影响微生物生命活动的因素，微生物生存繁殖的最佳温度为20~30℃，当温度降低时，微生物生命活动明显减弱，甚至停止活动。因此，土地处置要避开寒冷的冬季，春季夏季最适宜。

5）有效无机营养的存在

有机废物被微生物降解的速率与氮、磷等无机营养组分的含量有关。只有在土壤中含有适量的氮和磷等无机营养物质时，才能获得最大的生物降解率。若土壤中无机营养物质含量不足，在土地处置过程中应施用适量的农业肥料。

6）土壤含水量

土壤含水量过高时，土壤的通气性能降低，微生物降解率会降低；当土壤含水量过低时，会影响微生物繁殖，使降解速率降低。通常土地处置区土壤最佳含水量为6%-22%（质量）。

除上述影响因素外，土壤的pH值、孔隙率等都会影响微生物的降解速度。

场地选择

场地的选择要符合经济、合理、安全的原则。被处置的废物对土地处置的土地、地下水、空气等无污染，运输距离近，便于铺撒，同时对土壤具有提高肥效、改善土壤结构的作用。土地耕作场地应避开断层、塌陷区，避免与通航水道直接相通，距地下水位至少1.5m，距饮用水源至少150m。处置场地土层应为大部分土壤颗粒小于73μm的细粒土壤。适宜的土壤类型有：中高塑性有机黏土；高塑性无机黏土、肥沃黏土；无机泥砂、硅藻土质细砂或粉质土壤；低中等塑性无机黏土、砂砾状黏土、砂状黏土、贫瘠黏土；有机土壤和低塑性有机粉砂土壤。

为了确保处置场地的适宜性，还应取2.5~3.6cm代表性土芯样品，分上、中、下三层进行分析并做土壤特性试验。分析的项目为重金属、氯、硝酸盐、钠盐、pH值、一般土壤类型、土壤阳离子交换容量等。同时，对废物除应按照上述土壤分析要求检测所有成分外，还要检测土壤的类型和废物的生物稳定性。

操作程序

1）场地准备

土地处置应远离居民区，场地四周应设置篱笆予以隔离，处置区域之内或距场地30m以内的井、穴和其他与地直接相连的通道必须堵塞，处置区的土地平整，坡度应小于5%，以防止地表径流侵蚀，表层土壤过量流失，处置区内土壤的pH值应在7到9之间，场地四周应建造完整的地表径流导流措施。在废物施用之前，应用圆盘耙、犁或选择碎土器对土壤进行耕作。

2）废物的铺撒和耕作

废物在铺撒和耕作时，应注意保证混合区为好氧条件，不要对饱和土壤施用废物，不要在地温低于0℃时施用废物，土壤-废物混合物的pH值不应小于6.5.废物在铺撒时一定要均匀。对于流动性废物，可采用带分配臂和分配支管的槽车；对于固态或半固态的废物，可用卡车和拖拉机撒播。为保证微生物生命活动的正常进行，应根据废物中营养成分含量、废物的降解速率等因素来确定辅助氮和磷的添加量。对于容易降解的废物，C/N大约为25:1，对于不易降解的有机物，氮和磷酸盐的需要量较小，大约是易降解废物的1%~10%。在添加氮和磷时不应过量，倘若施用过量，土壤中氮、磷酸盐和硝酸盐将过剩，而且可能会引起地下水的氮污染。废物铺撒均匀的后，通常使用圆盘耙或旋转碎土器把废物混合到犁过的土壤中，未来有效混合，一般需耕作6次。

3）废物施用后的管理

为了促进生物降解作用，需定期翻耕，耕作次数要根据土壤性质和废物成分来确定。对于石油废物，每4-8周耕作一次，冬季除外。同时，对耕作区定期采样分析，以掌握废物降解速率和决定下次施用废物时间。对下层土壤也需定期分析，以监测废物渗滤液是否污染地下水。通常每40000㎡取一个背景值分析样品。耕作处置后，每年采样分析2次，每20000㎡测5个样品。如果分析结果超过背景值，应立即采取安全补救措施。

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