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新加坡南洋理工大学费璕瑺团队:垃圾填埋场地废塑料长期环境行为

2022-12-01 09:12:01 来源:新加坡南洋理工大学费璕瑺团队

成果简介

近日,新加坡南洋理工大学(Nanyang Technological University, NTU)费璕瑺团队在顶级学术期刊Nature Reviews Earth & Environment上发表了题为“The long- term fates of land-disposed plastic waste”的评论文章。在讨论塑料污染问题时,人们往往忽略了储存在垃圾填埋场中的大量塑料。本文重点探讨了不同类型的垃圾填埋场在全生命周期下的塑料垃圾泄露问题。正规和非正规垃圾填埋场都会向环境泄漏塑料,因此目前的首要任务是量化泄漏的规模并推进相应的的预防和修复工作。

图文导读

垃圾存放场地(SWDS)包括非正规垃圾堆放场(dumpsite,几乎没有密封系统,管理不善,在中低收入国家更常见)与正规垃圾填埋场(landfill,经过严谨的工程设计,普遍存在于高收入国家)。自20世纪50年代以来,全世界约有4.9×109吨塑料垃圾被丢弃在垃圾存放场所中,使其成为地球上最大的塑料垃圾聚集地。遗憾的是,塑料垃圾并没有被妥善的控制在这些场所里,而是泄漏到了周围的环境中,有些降解成了更小的且更有危害的微塑料垃圾。渗漏的各种尺寸的塑料垃圾在全球范围内迁移并造成塑料污染,使得后续的补救措施非常难以实施。虽然塑料垃圾可以通过拾荒和商业开挖从场地中回收,但泄漏主要受水文作用(降雨冲刷、洪水、海岸侵蚀、渗滤液渗漏)和大气作用(风力)驱动,疏于管理的场地泄露更严重。

本文进一步评估了全球50个大型垃圾堆放场和50个大型垃圾填埋场的场地条件和塑料垃圾泄漏潜力。垃圾填埋场具有更高的年均垃圾接收量和平均塑料垃圾含量。尽管100个场地的水文和大气条件(年平均风速和降水率)大致相当,但垃圾填埋场(landfill)中降雨冲刷和风力运输只发生在未被覆盖的垃圾上,因此泄漏率较低。垃圾填埋场还有效地减少了拾荒、斜坡失稳、洪水、海岸侵蚀和垃圾明火燃烧的发生。此外,含有微塑料的渗滤液从垃圾填埋场泄漏的可能性被其工程防渗系统大大降低。虽然这些系统的使用寿命是有限的,仍需几十年到几百年才会发生故障和重大泄漏。

相比之下,由于垃圾堆放场(dumpsite)中缺乏上述的工程系统,污染物泄漏将会长期存在。无覆盖的垃圾暴露在雨水冲刷中将产生地表径流,将轻量的塑料垃圾带到邻近流域。斜坡失稳则会使得部分已被掩埋的垃圾重新暴露,从而加剧随后的塑料垃圾泄漏。含有微塑料的渗滤液持续泄露进地下水系统。靠近开放水域的堆放场可能因被洪水淹没或受到地基侵蚀而释出塑料垃圾。不完全燃烧的塑料垃圾会转化为更小的悬浮微塑料,极易受到水力和风力作用而泄露。另外,人类活动导致的全球变暖、海平面上升和更频繁的极端天气事件将加速各类垃圾从堆放场泄漏。

因此,当务之急是减少现有垃圾堆放场的渗漏,使用如边界围栏、临时覆盖层、径流管理、禁止明火燃烧和增加垃圾压实度等措施。塑料垃圾的拾荒行为在许多堆放场已经根深蒂固,将来似乎也不可避免。因此,适当的设备和工人培训是以后必须提供的。地方政府也应改进堆放场的选址标准、工程设计和运营方法,比如避开集水区、洪泛区、沿海地区和岩溶区,又如改进防渗系统、配备工程机械以及现场分类设施等。

“有一段时间,我们注视垃圾场,看废塑料随风雨流淌。你把各种泄露叫做流浪,把所有迁移终点叫做远方。”

全球垃圾处理系统中塑料垃圾的分布和运移

图. 全球垃圾处理系统中塑料垃圾的分布和运移: (a)垃圾堆放场DS与垃圾填埋场LF的塑料垃圾量对比;(b)(c) 基于时间的塑料垃圾储存,泄露和回收量。