固體廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及利用生態(tài)環(huán)境材料的意義

趙振清

河南鑫泰建筑工程有限公司（450000）

固體廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及利用生態(tài)環(huán)境材料的意義

趙振清

河南鑫泰建筑工程有限公司（450000）

文章論述了國內(nèi)外城市固體廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，并圍繞著鄭州市城市固體廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的損壞展開論述，詳細(xì)分析了固體廢棄物的主要分類、造成的危害。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述利用生態(tài)環(huán)境材料的意義及其對(duì)改善生態(tài)環(huán)境和人類生活所起的作用。

固體廢棄物；生態(tài)環(huán)境；生態(tài)材料；必要性

隨著城市建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市固體廢棄物越來越多，由此污染也越來越嚴(yán)重，不僅給人們的身體健康帶來了危害，還嚴(yán)重影響了工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。目前我國城市固體廢棄物處理問題已成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域不容忽視的重大問題。

現(xiàn)階段，固體廢棄物處理的方法包括：堆肥、填埋和焚燒等。在我國大多數(shù)固體廢棄物均未經(jīng)任何處理被運(yùn)到郊外或鄉(xiāng)村，采用露天堆放或填埋的方式進(jìn)行處理，這種處理方式不僅占用了大量的耕地，而且使得污染變相集中，嚴(yán)重侵害地下水，惡化土壤，給傾倒場(chǎng)周圍的人民帶來了嚴(yán)重的危害。因此，有效地對(duì)城市固體廢棄物進(jìn)行處理，拓寬處理技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上利用新的材料，以減少固體廢棄物的產(chǎn)出刻不容緩。

1　國內(nèi)外城市固體廢棄物的現(xiàn)狀及發(fā)展

1.1國外城市固體廢棄物的現(xiàn)狀及發(fā)展

據(jù)有關(guān)資料表明，工業(yè)發(fā)達(dá)國家每人每年要產(chǎn)生3t固體廢棄物，發(fā)展中國家為1t，全球每年新增加的固體廢棄物在70億～100億t［1］。由于發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，在城市固體廢棄物中有機(jī)物、可燃物含量較高，根據(jù)有關(guān)外文資料，綜合分析各國城市固體廢棄物的產(chǎn)量、質(zhì)量現(xiàn)狀和發(fā)展變化趨勢(shì)，可以看出，城市固體廢棄物的產(chǎn)量和成分與生產(chǎn)的發(fā)展、社會(huì)物質(zhì)生活水平的提高及人口增長的幅度等各項(xiàng)因素緊密相關(guān)，各國城市固體廢棄物的產(chǎn)量處于上升趨勢(shì)。

1.2中國城市固體廢棄物的現(xiàn)狀及發(fā)展

我國城市固體廢棄物1985年的產(chǎn)量約為5 267萬t，人均廢棄物日產(chǎn)量約為1.2kg，并且每年以10%的速率增長［2］。我國城市固體廢棄物構(gòu)成的基本特點(diǎn)：無機(jī)物成分多于有機(jī)物成分，不可燃物成分多于可燃物成；不可堆腐物多于可堆腐物。大城市固體廢棄物中有機(jī)成分比中、小城市高出19.28%。但是，隨著城市居民生活水平的不斷提高，能源結(jié)構(gòu)的改善，城市固體廢棄物的性質(zhì)也逐年變化。預(yù)計(jì)我國城市固體廢棄物的體積將有較大幅度的增長，各類有用物質(zhì)含量也將明顯增多，而灰分明顯減少。

2　固體廢棄物的主要分類

2.1生活垃圾

在人類的平常生活中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物。與此同時(shí)，伴隨著人們生活水平的提升以及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，不同領(lǐng)域也產(chǎn)生了不同的垃圾。而在這些固體的垃圾中，主要包含：包裝類的廢棄物品、廚房產(chǎn)生的垃圾、廢棄的舊電池等。而其中包含的主要成分通常會(huì)因?yàn)樯钏健⒘?xí)慣和質(zhì)量、氣候季節(jié)等因素不同而產(chǎn)生差異［3］。

2.2工業(yè)產(chǎn)生的固體垃圾

工業(yè)固體垃圾主要是工業(yè)部門生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的廢棄物［4］。工業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)過程中，一些工程任意將生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的粉塵、廢渣以及含有化學(xué)成分的廢棄物排入自然環(huán)境中，從而對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。除此之外，工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物能夠形成較大的堆積，并且成分極為復(fù)雜，同時(shí)性質(zhì)多樣化，這些經(jīng)過工業(yè)過程產(chǎn)生的廢棄物，一般情況下都是有毒的，并且這些有毒的成分被排放到自然環(huán)境中，不僅給環(huán)境帶來污染，同時(shí)對(duì)人們身體健康也產(chǎn)生了影響。

2.3危險(xiǎn)性的固體廢棄物

在固體廢棄物中，具有危險(xiǎn)性的廢棄物被國家明確鑒定為有一定的危害性。具體包含：工業(yè)固體廢棄物、城市生活垃圾中醫(yī)院臨床廢棄物、農(nóng)村廢棄物中的殘留的農(nóng)藥等［5］。假如不能使用有效的方法對(duì)其進(jìn)行處理，則會(huì)對(duì)人類和自然環(huán)境造成危害。

3　固廢對(duì)生態(tài)環(huán)境及市民生活帶來的影響

3.1對(duì)土壤的影響

固體廢棄物長期露天堆放，其有害成分在地表徑流和雨水的淋溶、滲透作用下通過土壤孔隙向四周的土壤中遷移。在遷移過程中，有害成分要經(jīng)受土壤的吸附和其他作用。通常，由于土壤的吸附能力和吸附容量很大，隨著滲濾水的遷移，使有害成分在土壤固相中呈現(xiàn)不同程度的積累，導(dǎo)致土壤成分和結(jié)構(gòu)的改變，間接又對(duì)植物產(chǎn)生了污染，有些土地甚至無法耕種［6］。

3.2對(duì)大氣的影響

若在廢棄物運(yùn)輸及處理過程中缺少相應(yīng)的防護(hù)和凈化設(shè)施，廢棄物中的細(xì)粒、粉末就會(huì)隨風(fēng)揚(yáng)散，釋放有害氣體和粉塵；堆放和填埋的廢棄物以及滲入土壤的廢棄物，經(jīng)揮發(fā)和反應(yīng)釋放出有害氣體，都會(huì)污染大氣并使大氣質(zhì)量下降［6］。例如：焚燒爐運(yùn)行時(shí)會(huì)排出顆粒物、酸性氣體、未燃盡的廢棄物、重金屬與微量有機(jī)化合物等。石油化工廠油渣露天堆置，則會(huì)有一定數(shù)量的多環(huán)芳烴生成且揮發(fā)進(jìn)入大氣中。填埋在地下的有機(jī)廢棄物分解會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、甲烷等氣體進(jìn)入大氣中。如果任其聚集會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，如引發(fā)火災(zāi)，甚至發(fā)生爆炸。

3.3對(duì)水體的影響

固體廢棄物未經(jīng)無害化處理隨意堆放，將隨天然降水或地表徑流入河流、湖泊，長期淤積，其有害成份的危害將是更大的。固體廢棄物的有害成分，如汞、鎘、鉛等微量有害元素，如處理不當(dāng)，能隨溶瀝水進(jìn)入土壤，從而污染地下水，同時(shí)也可能隨雨水滲入水網(wǎng)，流入水井、河流以至附近海域，被植物攝入，再通過食物鏈進(jìn)入人體，影響人體健康［6］。在個(gè)別城市的垃圾填埋場(chǎng)周圍發(fā)現(xiàn)，地下水的濃度、總細(xì)菌數(shù)、重金屬含量等污染指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。

現(xiàn)在，某些先進(jìn)國家將工業(yè)廢棄物、污泥與挖掘泥沙在海洋中直接進(jìn)行處置，這對(duì)海洋環(huán)境引起各種不良的影響。來自污泥中過量的碳與營養(yǎng)物可能會(huì)導(dǎo)致海洋浮游生物大量繁殖、富營養(yǎng)化和缺氧。微生物群落的變化，會(huì)影響以微生物群落為食的魚類的數(shù)量減少。從污泥中釋放出來的病原體以及工業(yè)廢棄物釋放出的有毒物對(duì)海洋中的生物有致毒作用，這些有毒物再經(jīng)生物積累可以轉(zhuǎn)移到人體中，并最終影響人類健康。

3.4對(duì)人體的影響

生活在環(huán)境中的人，以大氣、水、土壤為媒介，可以將環(huán)境中的有害廢棄物直接由呼吸道、消化道或皮膚攝入人體，使人致病。20世紀(jì)40年代，美國一家化學(xué)公司利用臘芙運(yùn)河停挖廢棄的河谷來填埋生產(chǎn)有機(jī)氯農(nóng)藥、塑料等殘余有害廢棄物，掩埋10余年后發(fā)現(xiàn)在該地區(qū)陸續(xù)發(fā)生了一些如嬰兒畸形、人患怪病等現(xiàn)象。經(jīng)化驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)乜諝?、用作水源的地下水和土壤中都含有三氯苯、三氯乙烯?2種有毒化學(xué)物質(zhì)。許多住宅的地下室和周圍庭院里滲進(jìn)了有毒化學(xué)浸出液，造成了極大的社會(huì)問題和經(jīng)濟(jì)損失［6］。

4　生態(tài)環(huán)境材料

4.1生態(tài)環(huán)境材料的提出及必要性

從材料的生產(chǎn)、使用、廢棄的過程來看，可以說人類的生產(chǎn)過程是將大量的資源提取出來，又將大量廢棄物排回到自然環(huán)境的循環(huán)過程。人類在創(chuàng)造社會(huì)文明的同時(shí)，也在不斷的破壞人類賴以生存的環(huán)境空間。傳統(tǒng)的材料研究、開發(fā)與生產(chǎn)往往過多的追求良好的使用性能，而對(duì)材料的生產(chǎn)、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源，并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害人類生存等嚴(yán)峻事實(shí)重視不夠。為此，日本學(xué)者山本良一教授于20世紀(jì)90年代初提出的一個(gè)新的概念——生態(tài)環(huán)境材料［7］，它代表了21世紀(jì)材料科學(xué)的一個(gè)新的發(fā)展方向。生態(tài)環(huán)境材料不僅可以減少各種廢棄物質(zhì)的排放，減輕地球環(huán)境的壓力，還給人類的生活帶來很多益處。

4.2生態(tài)環(huán)境材料的特征及給人類生活帶來的益處

按照有關(guān)的研究報(bào)道和生態(tài)環(huán)境材料的要求，可將其材料特征分為十類［8-12］：

1）節(jié)約能源：通過具有更優(yōu)異的性能（如輕質(zhì)、耐熱、絕熱功能、能量轉(zhuǎn)換等）實(shí)現(xiàn)提高能量效率，即通過改善材料性能降低能量消耗從而達(dá)到節(jié)能。

2）非節(jié)約資源：通過更優(yōu)異的性能（強(qiáng)度、耐磨損、耐熱、絕熱性、催化性等）可降低材料消耗，從而節(jié)省資源。

3）可重復(fù)使用：材料的產(chǎn)品收集后，允許再次使用該產(chǎn)品的性質(zhì)，僅需要凈化過程如清洗、滅菌、磨光和表面處理等即可實(shí)現(xiàn)。

4）可循環(huán)再生：材料產(chǎn)品經(jīng)過收集，重新處理后作為另一種新產(chǎn)品使用的性質(zhì)。收集產(chǎn)品視為原材料。

5）結(jié)構(gòu)可靠性：材料使用時(shí)具有不會(huì)發(fā)生任何斷裂或意外的性質(zhì)，是通過其可靠的機(jī)械性能（強(qiáng)度、延展性、剛度、硬度、蠕變等）實(shí)現(xiàn)的。

6）化學(xué)穩(wěn)定性：材料在很長的使用時(shí)間內(nèi)通過抑制其在使用環(huán)境中（暴風(fēng)雨、化學(xué)、光、氧氣、水、土壤、溫度、細(xì)菌等）的化學(xué)降解實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性。

7）生物安全性：材料在使用中不對(duì)動(dòng)植物和生態(tài)系統(tǒng)造成危害的性質(zhì)。

8）有毒、有害替代：可以用來替代已經(jīng)在環(huán)境中傳播并引起環(huán)境污染的材料。如氯氟甲烷的替代材料、生物降解塑料等都有很高的可置換性。

9）舒適性：材料在使用時(shí)能給人提供舒適感的性質(zhì)。包括抗振性、吸收性、抗菌性、濕度控制、除臭性等。

10）環(huán)境清潔、治理功能：材料具有的對(duì)污染物探測(cè)、分離、固定、移動(dòng)或解毒以便凈化廢氣、廢水和粉塵等的性質(zhì)。

基于以上的特征，生態(tài)環(huán)境材料給人類生活生產(chǎn)帶來的益處不言而喻。這不僅可以減少環(huán)境的污染，還促進(jìn)了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

5　結(jié)語

城市固體廢棄物的污染不僅是一個(gè)社會(huì)問題，而且是人民群眾關(guān)注的熱點(diǎn)問題，只有把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)確立為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基本戰(zhàn)略目標(biāo)，進(jìn)行全面規(guī)劃和實(shí)施，才能促進(jìn)城市環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和解決城市垃圾圍城的問題。生態(tài)環(huán)境材料的出現(xiàn)給人們帶來了福音，它本身不僅可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境意識(shí)化，而且它也將成為材料發(fā)展的趨勢(shì)，無論在材料的生命周期性評(píng)價(jià)方面，還是具體生態(tài)材料的設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)都將隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的日益重視而取得更大的進(jìn)展。

［1］麻智輝.國外解決城市固體廢棄物的做法及其啟示［J］.江西能源，2006（4）：43-45，76.

［2］高騏.淺談固體廢棄物環(huán)境影響評(píng)價(jià)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)［J］.新疆環(huán)境保護(hù)，2006，28（3）：48-50.

［3］王肖芳.淺析我國城市固體廢棄物的循環(huán)利用［J］.產(chǎn)業(yè)研究，2006：171-172.

［4］國家環(huán)保總局.城市固體廢棄物管理與處理處置技術(shù)［M］.北京：中國石化出版社，1999：117

［5］方榮，姚玉萍，包國鋼.固體廢棄物在生態(tài)建筑工程中的資源化利用［J］.新型建筑材料，2011（4）：11-12.

［6］徐志明，張紅，潘毅.浙江省燃煤電廠固體廢棄物資源化利用現(xiàn)狀及對(duì)策［J］.能源研究與利用，2010（1）：89-90.

［7］山本良一編著.環(huán)境材料［M］.王天民譯.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

［8］李玲.固體廢棄物處置與管理方法研究進(jìn)展及展望［J］.廣東化工，2010，（5）：55-57.

［9］曾漢民主編.高技術(shù)新材料要覽［M］.北京：中國科技學(xué)術(shù)出版社，1993.

［10］沃丁柱主編.復(fù)合材料大全［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［11］翁端.關(guān)于生態(tài)環(huán)境材料研究的基礎(chǔ)思考［J］.材料導(dǎo)報(bào)，1999（1）：57～59.

［12］GundersonS.L.，SchiavoneR.C.，InternationalEncylopedia ofcomposites.