綠色建筑施工廢棄物堆放對(duì)周圍環(huán)境的污染與低碳化處理措施研究

關(guān)鍵詞：綠色建筑；施工廢棄物堆放場；環(huán)境污染；低碳化處理措施；污染特征分析

中圖分類號(hào)：X323 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

城市的飛速發(fā)展建設(shè)，雖然能夠有效地反映出城市化進(jìn)程的推進(jìn)，但是建材工業(yè)作為典型的基礎(chǔ)原料，在快速發(fā)展的同時(shí)也會(huì)帶來相對(duì)龐大的資源、能源過度消耗以及環(huán)境嚴(yán)重污染問題，特別是建筑廢棄物的長久堆放，會(huì)直接造成周邊環(huán)境的嚴(yán)重污染。

針對(duì)建筑廢棄物堆放過程中環(huán)境污染問題，文獻(xiàn)[3]中在采集并分析廢棄物堆放下垃圾滲濾液后，獲取目標(biāo)位置的土壤、水體污染物質(zhì)以及污染特征分布情況，通過制定合理的處理措施，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物的治理。文獻(xiàn)[4]中基于研究區(qū)域概況，采集垃圾堆存量、組成以及分布性質(zhì)，獲取目標(biāo)的土壤、地下水以及地表水的污染物分布特征，根據(jù)獲取結(jié)果制定治理策略。文獻(xiàn)[5]中根據(jù)對(duì)象區(qū)域概況分析結(jié)果采集樣本數(shù)據(jù)，分析As、Zn、Pb等重金屬含量濃度，獲取目標(biāo)區(qū)域重金屬污染濃度空間分布，完成目標(biāo)區(qū)域健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定低碳化處理措施。

上述方法在分析過程中，由于未能結(jié)合實(shí)際情況合理布設(shè)相關(guān)監(jiān)測采樣點(diǎn)，導(dǎo)致在獲取污染時(shí)空分布特征時(shí)，獲取結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間偏差較大。為此，文章進(jìn)一步針對(duì)綠色建筑施工廢棄物堆放對(duì)周圍環(huán)境的污染展開分析，并設(shè)計(jì)了合理的低碳化處理措施。

1材料與方法

將陜西省銅川某建筑施工廢棄物堆放場作為研究對(duì)象，對(duì)研究區(qū)域背景展開分析，制定相關(guān)監(jiān)測采樣點(diǎn)，結(jié)合分析儀器，獲取建筑垃圾廢棄物堆放下周邊環(huán)境污染物濃度以及污染物時(shí)空分布特征，為后續(xù)制定相關(guān)低碳化處理措施，提供相關(guān)依據(jù)。

1.1研究區(qū)域背景分析

選取陜西省銅川市某綠色建筑施工廢棄物堆放場作為研究對(duì)象，研究區(qū)域中建筑施工廢料為高端小區(qū)建設(shè)施工過程中建筑廢棄物長期堆放場，由于建筑過程中的綠色建筑施工形式，所以施工廢棄物堆放場內(nèi)包含碎石塊以及廢棄瓷磚塊、石膏板以及其他廢棄物料。其中堆放場堆放規(guī)模在14.2萬m²，范圍較大。該堆放場常年吹西北風(fēng)，建筑施工廢棄物堆放形式為聚集式堆放形式。

根據(jù)上述目標(biāo)背景分析結(jié)果，結(jié)合廢棄物堆放位置，在堆放場布設(shè)監(jiān)測采樣點(diǎn)，開展建筑施工廢棄物堆放廠樣本采樣。

此研究主要根據(jù)廢棄物產(chǎn)生和堆放情況，主要考慮了以下3點(diǎn)情況：

（1）考慮監(jiān)測點(diǎn)之間的距離。監(jiān)測點(diǎn)之間的距離應(yīng)該足夠接近，以確保監(jiān)測結(jié)果的可比性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，根據(jù)廢棄物的擴(kuò)散范圍和影響范圍，合理設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量，并考慮到可能的風(fēng)向、水流方向等因素。

（2）注意監(jiān)測點(diǎn)的高度布設(shè)。考慮到廢棄物的揮發(fā)特性和氣象條件的影響，監(jiān)測點(diǎn)的高度布設(shè)應(yīng)該能夠有效獲取到廢棄物的污染物釋放和傳輸情況。一般來說，需要考慮到廢棄物堆放區(qū)域的近地層空氣、遠(yuǎn)離地面的大氣層以及可能影響水體的水下層次等。

（3）此外，監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)該覆蓋到廢棄物堆放區(qū)域周圍的主要環(huán)境要素，例如水體、土壤、空氣等。根據(jù)廢棄物的性質(zhì)和擴(kuò)散特點(diǎn)，合理確定監(jiān)測點(diǎn)的位置，確保能夠全面、準(zhǔn)確地反映環(huán)境的污染情況。

綜合上述分析，研究布設(shè)監(jiān)測采樣點(diǎn)位置，位置點(diǎn)見圖1。

圖1

研究目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)布設(shè)圖

1.2采樣樣本分析方法

在采樣過程中，結(jié)合上述制定的監(jiān)測采樣點(diǎn)，通過試管采樣獲取建筑施工廢棄物堆放廠采樣樣本中選取0.20g的剪碎樣本，使用密封微波消解罐方法將樣本加入消解罐中，用少量水潤濕后加入6mL的HNO₃，以及2mL的H₂O₂，并將其裝入微波消解儀實(shí)施消解。

完成消解后，將待分析樣本冷卻過濾，再使用等離子質(zhì)譜儀點(diǎn)燃冷卻后的等離子體，待其穩(wěn)定靜置后對(duì)樣本中As（砷元素）、Cd（鎘元素）、Pb（鈀元素）實(shí)施分析檢測。之后，使用采樣儀對(duì)堆放場空氣樣本展開采集，獲取研究區(qū)域目標(biāo)區(qū)域中TSP以及PM₁₀含量，并根據(jù)檢測結(jié)果，獲取廢棄物堆放場對(duì)周邊環(huán)境污染時(shí)空分布特征。

2廢棄物堆放場對(duì)周邊環(huán)境污染時(shí)空分布特征研究

基于上述采樣樣本分析結(jié)果，獲取綠色建筑施工廢棄物堆放場中不同污染物濃度值，并以此獲取該目標(biāo)區(qū)域的污染時(shí)空分布特征，結(jié)果見圖2。

分析圖2可知，綠色建筑施工廢棄物堆放場經(jīng)長時(shí)間堆放后，由于該位置的西北風(fēng)主導(dǎo)方向，導(dǎo)致堆放場東南方向污染較為嚴(yán)重，并且會(huì)隨著堆放場中心距離的不斷增加，呈現(xiàn)梯度緩慢下降趨勢。其中，在Pb、As以及Cd等金屬污染物中，Pb在堆放場土壤中檢測出的污染程度要高于其他金屬污染物污染嚴(yán)重程度。而由于場地內(nèi)建筑廢棄物中很大一部分的廢棄混凝土、涂料、石膏殘?jiān)任镔|(zhì)因素影響，導(dǎo)致該目標(biāo)區(qū)域內(nèi)TSP污染以及PM₁₀污染都嚴(yán)重超出了污染物濃度排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)周邊居民生活健康以及農(nóng)作物生長都出現(xiàn)了抑制作用，所以對(duì)該區(qū)域需要立即制定建筑廢棄材料堆放場低碳化處理以及污染治理計(jì)劃。

3建筑施工廢棄物堆放場低碳化污染治理

針對(duì)上述研究區(qū)域污染時(shí)空特征，提出與之相適應(yīng)的綠色建筑施工廢棄物低碳化污染治理措施如下。

3.1提升垃圾利用率

在建筑施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的建筑廢料，若建筑過程中針對(duì)建筑廢棄鋼材、塑料等廢棄物實(shí)施回收再生產(chǎn)，不僅能夠縮減中國能源緊張問題，還能夠做到廢棄物的循環(huán)利用?；炷翉U塊以及廢砂漿等物質(zhì)，同樣可以回收磨碎用于骨料再生。

3.2應(yīng)用裝配式材料

在建筑施工過程中，可以在運(yùn)輸、成本合理的狀態(tài)下，增加建筑工程中裝配式材料，由此縮減施工現(xiàn)場的廢棄物堆放量，從而在根本上降低廢棄垃圾的生成，縮減建筑施工時(shí)的碳排放。

3.3合理應(yīng)用建筑廢棄物再利用模式

首先，借鑒成功的先進(jìn)模式，選擇相關(guān)研究試點(diǎn)。探索建立建筑廢棄物回收規(guī)范體系。同時(shí)，結(jié)合政府相關(guān)部門，開發(fā)推廣先進(jìn)技術(shù)，研制科學(xué)的建筑物回收、利用途徑，通過產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，擴(kuò)寬建筑物施工垃圾回收、利用途徑確定建筑廢棄物再生利用技術(shù)路線，并培育出完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。加強(qiáng)建筑廢物的再生產(chǎn)品性能研究、改進(jìn)，大力提倡建筑業(yè)對(duì)再生產(chǎn)品的利用，擴(kuò)張?jiān)偕a(chǎn)品銷售規(guī)模。最后，政府需制定完善的法律法規(guī)，保障再生產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，使再生產(chǎn)品能夠安全的再次利用到建筑的建設(shè)當(dāng)中。

3.4用于人造堆載造景

可在垃圾堆放位置建立人造堆載造景，降低垃圾的處理成本。將綠色建筑施工廢棄物堆放垃圾用于人工堆載造景低碳化處理時(shí)，可將部分建筑垃圾用于建造人造土坡，縮減使用天然原料的資源，將復(fù)合材料覆蓋在垃圾制造的土坡上，可以有效降低水土流失的同時(shí)，提升該區(qū)域的空氣質(zhì)量，從而做到利用建筑施工垃圾，提升資源利用率，變廢為寶。

3.5關(guān)綠植并且抑制空氣污染

在堆放場周邊大量種植綠植，增加空氣中的氧氣，吸收TSP以及PM₁₀等大氣污染物，有效抑制空氣中污染物污染濃度，抑制污染顆粒在空氣中擴(kuò)散速度。

4建筑垃圾低碳化處理效果測試

基于上述制定的相關(guān)低碳化治理措施，對(duì)研究區(qū)域?qū)嵤┚G色建筑施工廢棄堆放物的低碳化處理，對(duì)完成處理后的建筑垃圾污染濃度展開測試，以此驗(yàn)證建筑垃圾低碳化實(shí)際處理效果。

4.1污染濃度測試

利用上述方法開展廢棄物堆放場低碳化處理后，對(duì)處理前后的重金屬污染濃度展開對(duì)比檢測，并對(duì)處理前后的TSP以及PM₁₀空氣污染濃度展開對(duì)比檢測，以此驗(yàn)證低碳化處理措施的實(shí)際效果，以此驗(yàn)證低碳化處理措施的實(shí)際效果，結(jié)果見表1。

分析表1可知，利用上述制定的低碳化處理建筑施工廢棄物后，堆放場周邊的重金屬污染濃度有了明顯下降，特別在堆放場中心污染程度高的位置。另外，不論是TSP污染還是堆放場周邊PM₁₀污染濃度都得到了有效緩解。其中，由于目標(biāo)區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向影響，可看出堆放場采樣點(diǎn)1、4和5的污染濃度要高于采樣點(diǎn)2和采樣點(diǎn)3的污染濃度，且低碳化治理時(shí)，堆放場采樣點(diǎn)1、4和5的污染濃度治理效果要優(yōu)于其他兩個(gè)采樣點(diǎn)治理效果。

綜上可以看出，在實(shí)施低碳化處理后，重金屬污染濃度得到了有效緩解，說明上述提出的低碳化治理措施的治理效果明顯。

4.2實(shí)際治理效果分析

應(yīng)用文章方法前后，目標(biāo)區(qū)域建筑施工場地實(shí)際環(huán)境對(duì)比情況見圖3。

開展堆放場周邊環(huán)境污染低碳化治理時(shí)，利用文章方法對(duì)廢棄混凝土、廢棄砂石塊、廢塑料、廢棄石膏板實(shí)施處理與再利用，并分析文章方法的實(shí)際應(yīng)用效果，結(jié)果如下：

（1）廢棄混凝土和砂石塊可以被粉碎和重新利用于新建筑工程中。這些材料可以被加工成再生混凝土、再生骨料等建筑材料，用于地基、路面、堆填場和建筑物的建設(shè)，廢棄物再利用率分別可以達(dá)到54.7%、55.1%；

（2）廢塑料可以進(jìn)行回收再加工制造成新的塑料制品。通過分類回收和塑料再加工，可以從廢塑料中提取有價(jià)值的資源，減少對(duì)原生塑料的需求，并減少廢棄塑料對(duì)環(huán)境的污染。廢棄物再利用率可以達(dá)到33.6%；

（3）廢棄石膏板可以經(jīng)過高效分離和再生利用。石膏板可以進(jìn)行破碎、篩分、洗滌等處理，得到可再利用的石膏粉末作為原料，用于再生生產(chǎn)新的石膏板或其它建材產(chǎn)品。廢棄物再利用率可以達(dá)到43.7%。

通過上述分析可知，在開展污染低碳化治理后，文章方法對(duì)廢棄混凝土、廢棄砂石塊、廢塑料、廢棄石膏板這4種廢棄物實(shí)現(xiàn)了再利用率，其中，對(duì)廢棄砂石塊的再利用率可達(dá)到55.1%，提高了廢棄物再利用率。

5結(jié)束語

在城市建設(shè)過程中會(huì)出現(xiàn)大量建筑施工廢棄物。在建筑施工廢棄物長期的堆放過程中，不僅會(huì)占據(jù)大量的土地資源，還會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。廢棄物長期堆放會(huì)造成周邊環(huán)境的嚴(yán)重污染。為了更好地了解這一污染狀況，研究針對(duì)綠色建筑施工廢棄物堆放對(duì)周圍環(huán)境的污染展開分析，并根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計(jì)了合理的低碳化處理措施。研究結(jié)果如下：研究區(qū)域污染整體呈現(xiàn)東南高、西北低的空間分布特點(diǎn)，廢棄物堆放場內(nèi)污染主要由As元素、Cd元素、Pb元素以及TSP、PM₁₀等污染物構(gòu)成，這些污染物對(duì)周邊環(huán)境的影響不容忽視。根據(jù)提出治理方法完成低碳化治理后，能夠明顯降低污染濃度，廢棄物治理時(shí)，廢棄物再利用率高，低碳化治理措施具備有效性。