過去人們普遍認為垃圾及其滲濾液可以透過粘土和地下水得到降解(或淨化),而不會汙染地下水。從20世紀50年代開始,西方國家一些機構的持續研究表明,垃圾填埋確實汙染地下水。因此,填埋場防滲襯層系統就成了填埋場必不可少的設施之一,其作用是將填埋場內外隔絕,控制滲濾液進入粘土及地下水和阻止外界水進入填埋場增大滲濾液的產生量。這一系統的通用材料主要有粘土和人工合成材料,人工合成材料最常用的是高密度聚乙烯(HDPE)。防滲漏研究主要是以HDPE的滲漏來展開的。1978年,美國環境總署就指出所有的填埋場都會滲漏;1990年美國一項最好填埋場襯層的監測表明,在質量最好、費用最高的工程中,HDPE的滲漏率是20L/(hm2•d),該滲漏是由於製造時留下的針眼和施工時留下的小洞造成的。此外,由於在填埋時產生的漏洞和HDPE容許一些化學物質透過(如:甲苯,二甲苯,二氯甲烷,三氯乙烷等),滲漏率會更大,對地下水的汙染也就更大。因此,為了防止地下水汙染,垃圾填埋場防滲漏檢測的研究也就格外重要了。
國外防滲漏檢測的研究始於20世紀70年代末,應用始於80年代,而國內的研究才剛剛起步。
1幾種主要的垃圾填埋場防滲漏檢測方法
1.1地下水監測法
地下水監測法是利用檢測填埋場的集水井中有無滲濾液來實現的。如果沒有滲漏,集水井中的水應是乾淨的地下水;一旦發生滲漏並流到了地下水層,就有可能在集水井中發現滲濾液。優點:利用填埋場自身的設施進行檢測。缺點:由於集水井數量一般較少,不能保證滲濾液一定會流入集水井,如果增加集水井的數量,工程費用又太高。
1.2擴散管法
擴散管系統是將汽體透過性管路網路埋在襯層下的土壤中,一個運轉週期後,由於滲濾液蒸汽進入管路,可以透過抽出管內汽體探測記錄汙染物濃度,從而達到檢測漏洞的目的。因為從漏洞擴散出的滲濾液蒸汽在土壤中按照一定的體積比例進入管內,所以分析管內水蒸汽中汙染物的濃度可以近似得到漏洞大小。優點:系統可自行執行,操作費用少。缺點:如果滲濾液不產生蒸汽,只有當滲濾液接觸到管路才能檢測到漏洞。
1.3電容感測器法
電容感測器法是透過測量土壤絕緣常數的變化來檢測滲漏。乾土的絕緣常數在5左右,水的絕緣常數在80左右,當土壤因滲漏而變得潮溼,絕緣常數會增加。測試一個區域土壤絕緣常數的變化可知是否有漏洞出現。電容感測器是利用頻率控制技術來工作的,也就是說感測器會根據其探頭周圍土壤絕緣常數在某一個諧波頻率下共振,根據得到的頻率,由校準曲線可確定溼度。優點:已有電容感測器成品,不需要另行研製。缺點:透過電容感測器測到的溼度並非專為滲濾液的溼度。
1.4示蹤劑法
示蹤劑法是將取樣收集探針插入填埋場周邊近地面的土壤中,並把一種揮發的化學示蹤劑注入垃圾填埋坑中,如果探針檢測到示蹤劑,則表明有漏洞。優點:可用於任何填埋物和填埋場任何階段的檢測。缺點:大多數示蹤系統不能發現漏洞位置,只能確定是否存在漏洞。另外,系統自動收集、分析樣品的技術還未成熟,一些系統需要技術人員對土壤氣體進行人工收集和分析。
1.5電化學感應電纜法
電化學感應電纜法主要是利用目標汙染物引起了感應電纜的物理和化學變化,這些變化引起或干擾光電訊號,透過測量由於與汙染物接觸導致的電壓降來檢測滲漏。優點:特別適用於檢測含有碳氫化合物的填埋場。電纜發生的反應大多數是可逆的,所以電纜可以利用可逆反應再生而不需要在出現滲漏後被替換。缺點:電纜只能檢測一個狹窄範圍的汙染物。每個填埋場必須安裝特殊的電纜來檢測產生滲濾液的不同成分。
過去人們普遍認為垃圾及其滲濾液可以透過粘土和地下水得到降解(或淨化),而不會汙染地下水。從20世紀50年代開始,西方國家一些機構的持續研究表明,垃圾填埋確實汙染地下水。因此,填埋場防滲襯層系統就成了填埋場必不可少的設施之一,其作用是將填埋場內外隔絕,控制滲濾液進入粘土及地下水和阻止外界水進入填埋場增大滲濾液的產生量。這一系統的通用材料主要有粘土和人工合成材料,人工合成材料最常用的是高密度聚乙烯(HDPE)。防滲漏研究主要是以HDPE的滲漏來展開的。1978年,美國環境總署就指出所有的填埋場都會滲漏;1990年美國一項最好填埋場襯層的監測表明,在質量最好、費用最高的工程中,HDPE的滲漏率是20L/(hm2•d),該滲漏是由於製造時留下的針眼和施工時留下的小洞造成的。此外,由於在填埋時產生的漏洞和HDPE容許一些化學物質透過(如:甲苯,二甲苯,二氯甲烷,三氯乙烷等),滲漏率會更大,對地下水的汙染也就更大。因此,為了防止地下水汙染,垃圾填埋場防滲漏檢測的研究也就格外重要了。
國外防滲漏檢測的研究始於20世紀70年代末,應用始於80年代,而國內的研究才剛剛起步。
1幾種主要的垃圾填埋場防滲漏檢測方法
1.1地下水監測法
地下水監測法是利用檢測填埋場的集水井中有無滲濾液來實現的。如果沒有滲漏,集水井中的水應是乾淨的地下水;一旦發生滲漏並流到了地下水層,就有可能在集水井中發現滲濾液。優點:利用填埋場自身的設施進行檢測。缺點:由於集水井數量一般較少,不能保證滲濾液一定會流入集水井,如果增加集水井的數量,工程費用又太高。
1.2擴散管法
擴散管系統是將汽體透過性管路網路埋在襯層下的土壤中,一個運轉週期後,由於滲濾液蒸汽進入管路,可以透過抽出管內汽體探測記錄汙染物濃度,從而達到檢測漏洞的目的。因為從漏洞擴散出的滲濾液蒸汽在土壤中按照一定的體積比例進入管內,所以分析管內水蒸汽中汙染物的濃度可以近似得到漏洞大小。優點:系統可自行執行,操作費用少。缺點:如果滲濾液不產生蒸汽,只有當滲濾液接觸到管路才能檢測到漏洞。
1.3電容感測器法
電容感測器法是透過測量土壤絕緣常數的變化來檢測滲漏。乾土的絕緣常數在5左右,水的絕緣常數在80左右,當土壤因滲漏而變得潮溼,絕緣常數會增加。測試一個區域土壤絕緣常數的變化可知是否有漏洞出現。電容感測器是利用頻率控制技術來工作的,也就是說感測器會根據其探頭周圍土壤絕緣常數在某一個諧波頻率下共振,根據得到的頻率,由校準曲線可確定溼度。優點:已有電容感測器成品,不需要另行研製。缺點:透過電容感測器測到的溼度並非專為滲濾液的溼度。
1.4示蹤劑法
示蹤劑法是將取樣收集探針插入填埋場周邊近地面的土壤中,並把一種揮發的化學示蹤劑注入垃圾填埋坑中,如果探針檢測到示蹤劑,則表明有漏洞。優點:可用於任何填埋物和填埋場任何階段的檢測。缺點:大多數示蹤系統不能發現漏洞位置,只能確定是否存在漏洞。另外,系統自動收集、分析樣品的技術還未成熟,一些系統需要技術人員對土壤氣體進行人工收集和分析。
1.5電化學感應電纜法
電化學感應電纜法主要是利用目標汙染物引起了感應電纜的物理和化學變化,這些變化引起或干擾光電訊號,透過測量由於與汙染物接觸導致的電壓降來檢測滲漏。優點:特別適用於檢測含有碳氫化合物的填埋場。電纜發生的反應大多數是可逆的,所以電纜可以利用可逆反應再生而不需要在出現滲漏後被替換。缺點:電纜只能檢測一個狹窄範圍的汙染物。每個填埋場必須安裝特殊的電纜來檢測產生滲濾液的不同成分。