Посадка покрытий для свалок

Jul 24, 2023

Почвенные покровы используются для уменьшения количества воды, проникающей в отложения отходов на свалках. Уменьшение объема просачивающейся воды снижает количество образующихся фильтратов и риск загрязнения грунтовых вод.

Как правило, почвенные покровы проектируются из материалов с низкой гидравлической проводимостью, таких как уплотненные глинистые барьеры, геосинтетические глиняные вкладыши (GCL) или гибкие мембранные вкладыши (FML), которые также называются геомембранами (GM). Эту философию дизайна часто называют барьером «дождевика» или подходом «зонтика». Было показано, что барьерные покрытия со временем теряют свои непроницаемые свойства из-за влияния климатических изменений на целостность системы облицовки.

Одной из альтернатив является проектирование покрытий для свалок с использованием подхода, основанного на водном балансе, чтобы использовать способность удерживать воду более мелкозернистых, богатых органикой почв и способность растительности удалять воду. Этот тип покрытия называется покрытием эвапотранспирации (ET) или покрытием водного баланса.

Согласно исследованию, покрытия ET для свалок также можно охарактеризовать как растительные почвенные покрытия для свалок, основной целью которых является контроль инфильтрации осадков в зону отходов посредством механизмов водного баланса, включая испарение и фотосинтез, вместо резистивного механизма, используемого обычными барьерными покрытиями, согласно исследованию. статья Уильяма Х. Олбрайта и других в 2010 году.

Переменными, которыми можно манипулировать при проектировании покрытий ET, являются растительность, свойства почвы и толщина слоев почвы. Согласно исследовательской работе Марка Анкени и других, опубликованной в 2000 году, необходима соответствующая комбинация этих переменных, основанная на местном климате, чтобы обеспечить соответствующий дизайн. месяцев покоя, чтобы накопленная вода могла быть высвобождена во время вегетационного периода растений.

Согласно статье Олбрайт за 2010 год, эти типы укрытий широко использовались, особенно в засушливых и полузасушливых регионах. В целом, слои покрытия ET спроектированы с использованием почв, которые могут поддерживать растения с широко распространенной корневой системой и большим содержанием органических веществ. Также известно, что корни и растительность являются подходящей средой для природных бактерий, называемых метанотрофами, которые, как известно, окисляют свалочные газы, включая метан, до углекислого газа, поскольку они обладают ферментом метанмонооксигеназы, который позволяет им использовать метан в качестве источник энергии и основной источник углерода.

Несколько предыдущих исследований окисления метана на свалках в почве продемонстрировали его способность снижать выбросы метана с поверхностей свалок. Однако способность почвы, покрывающей свалку, окислять метан зависит как от физических, так и от химических свойств материалов, покрывающих свалку, таких как тип почвы, содержание влаги, плотность, а также содержание органических и питательных веществ. Кроме того, условия окружающей среды, такие как температура и осадки, могут повлиять на способность почв покрова свалки окислять метан.

Сообщается также, что уровни окисления метана зависят от величины нагрузки метана из массы отходов в профиль почвы. Поскольку все эти переменные существуют, были разработаны математические модели для оценки окисления метана в почвенном покрове свалок путем моделирования переноса воды, тепла и газа, а также биологического окисления в различных климатических условиях.

Одна из таких моделей была разработана исследовательской группой из Университета A&M Флориды и Инженерного колледжа государственного университета Флориды: Модель поверхностных выбросов свалок (LandSEM). LandSEM сочетает потоки воды и тепла с транспортом газа и окислением в покровных профилях почвы в любых климатических условиях и при различных условиях содержания метана. Последняя версия модели поставлялась через графический интерфейс пользователя. Новая модель LandSEM состоит из четырех основных модулей:

Предыдущие исследования использовали LandSEM для разработки метода оценки степени биологического окисления метана в любом данном покровном профиле почвы, установленном на свалках в климатических зонах Средиземноморского бассейна, покрытиях ET в различных климатических условиях Калифорнии и покрытиях ET, называемых фито -покрытия, которые будут построены в разных экозонах Австралии. Во всех этих исследованиях LandSEM использовался для установления корреляций между процентом окисления метана и метаном, выходящим из системы газосбора в нижнюю часть профиля почвы в различных микроклиматических условиях с учетом суточных осадков, средней температуры воздуха и барометрического давления.