Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe stortplaatsen werken

Moderne stortplaatsen zijn goed ontworpen en beheerd om het milieu te beschermen tegen verontreinigingen. Ze moeten ook voldoen aan strikte lokale en federale regelgeving in de Verenigde Staten. Michael Milner/Getty Images

Op de afvalophaaldag bij jou in de buurt sleep je je vuilnisbakken naar de stoep, waarna de arbeiders de inhoud in een grote vrachtwagen dumpen en naar de vuilstort brengen. Maar misschien heb je je, terwijl je de vuilniswagen ziet wegrijden, afgevraagd wat een stortplaats is en waar dat afval terechtkomt.

Amerikanen genereren afval met een verbazingwekkende snelheid van 4,9 pond (2,2 kilogram) per persoon per dag, wat samen neerkomt op 292,4 miljoen ton (265,3 miljoen ton) per jaar [bron:EPA]. Amerikanen produceren grofweg drie keer zoveel afval als het mondiale gemiddelde, volgens een rapport uit 2019 van onderzoeksbureau Verisk Maplecroft [bron:Smith].

Wat gebeurt er met dit afval? Een deel wordt gerecycled of teruggewonnen, en een ander deel wordt verbrand, maar het merendeel wordt begraven op stortplaatsen . In dit artikel onderzoeken we afvalbeheer, inclusief hoe stortplaatsen worden gebouwd, wat er met het afval op stortplaatsen gebeurt, welke problemen met stortplaatsen gepaard gaan en hoe deze problemen worden opgelost.

Inhoud
  1. Hoeveel afval produceert de VS?
  2. Wat gebeurt er met de prullenbak?
  3. Wat is een stortplaats?
  4. Goedkeuring verkrijgen om een ​​stortplaats te bouwen
  5. Delen van een stortplaats
  6. Hoe stortplaatsen werken

Hoeveel afval produceert de VS?

Van de 292,4 miljoen ton (265,3 miljoen ton) afval per jaar die de VS produceerden in 2018, het meest recente jaar waarvoor gegevens beschikbaar zijn, werd 69 miljoen ton (62,6 miljoen ton) gerecycled, en nog eens 25 miljoen ton ( 22,7 miljoen ton) werden gecomposteerd.

Het gerecycleerde en gecomposteerde afval bedroeg 32,1 procent van het totaal. Nog eens bijna 35 miljoen ton (31,75 miljoen ton) werd verbrand voor energieterugwinning. Maar de helft van het afval van het land – 146 miljoen ton (132,4 miljoen ton) – werd uiteindelijk begraven op stortplaatsen [bron:EPA].

Wat gebeurt er met afval?

Ongeveer 32,1 procent van het afval wordt gerecycled of gecomposteerd, en ongeveer 50 procent wordt begraven op stortplaatsen [bron:EPA]. De hoeveelheid afval die op stortplaatsen wordt begraven is ongeveer anderhalf maal de hoeveelheid die in 1960 op stortplaatsen werd gestort, en de totale afvalproductie in de Verenigde Staten is sindsdien verdrievoudigd.

De VS zijn de derde grootste producent van afval, na China en India, maar de VS creëren een onevenredige 12 procent van het afval in de wereld, terwijl het land slechts 4 procent van de wereldbevolking herbergt [bron:Smith].

Wat is een stortplaats?

Gemeentelijke stortplaatsen zijn specifiek ontworpen voor het ontvangen van huishoudelijk afval, evenals andere soorten ongevaarlijk afval. kozmoat98/Getty Images

Het beheer van vast afval is al sinds de oprichting van het land een probleem in de Verenigde Staten. Tot het einde van de 19e eeuw gooiden mensen in steden als New York vaak gewoon hun huishoudelijk afval in de goot, waar het gebruikelijk was om kniehoge stapels voedselafval, kapotte meubels, paardenmest en zelfs dode dieren op straathoeken te zien. bron:Oatman-Stanford].

Het probleem

Uiteindelijk begonnen steden afval te verzamelen, maar vaak werd het afval naar stortplaatsen (open gaten in de grond) getransporteerd waar het vaak werd verbrand, waardoor luchtvervuiling ontstond die een gevaar voor de menselijke gezondheid vormde. Maar in de jaren zestig was het voor lokale, provinciale en federale overheidsfunctionarissen duidelijk dat er iets moest gebeuren aan de afvalverwerking.

Het USPHS-rapport

In 1964 bracht de Amerikaanse volksgezondheidsdienst (USPHS) een verontrustend rapport uit, waarin zij voorspelde dat de productie van vast afval binnen twintig jaar zou verdubbelen en dat stedelijke gebieden geen nabijgelegen land meer zouden hebben voor afvalverwerking. Bovendien ontdekte de USPHS dat open brandende stortplaatsen schade aan de luchtwegen veroorzaakten en ziektebedreigingen vormden, en ook het grondwater vervuilden [bron:Hickman].

De oplossing

Moderne sanitaire stortplaatsen – waarvan de eerste in 1937 in Californië werd aangelegd – werden de oplossing voor dit probleem. In plaats van alleen maar afval te dumpen of te verbranden, werd het afval systematisch begraven, samengedrukt met zwaar materieel en vervolgens afgedekt. In 1976 keurde het Congres de Resource Conservation and Recovery Act goed, die eisen oplegde aan stortplaatsen om te voorkomen dat ze het milieu vervuilen [bron:Zylberberg].

Huidige status

Tegenwoordig zijn er in de VS ongeveer 2.600 stortplaatsen waar vast stedelijk afval wordt verwerkt [bron:EPA].

Deze faciliteiten, die zijn ontworpen en geëxploiteerd om te voldoen aan federale regelgeving, zijn voornamelijk bedoeld voor het verwerken van huishoudelijk afval. Daarnaast mogen stortplaatsen voor vast stedelijk afval ook andere soorten ongevaarlijk industrieel afval verwerken.

Ontwerp en bediening

Ze hebben een composietbekleding bovenop 0,61 meter verdichte kleigrond aan de onderkant en zijkanten, evenals systemen om percolaat, het water dat door het afval naar beneden sijpelt, op te vangen voordat het het grondwater kan vervuilen.

Bovendien zijn stortplaatsen uitgerust met grondwatertestputten om er zeker van te zijn dat de vervuiling niet ontsnapt. Stortplaatsen moeten ook federaal goedgekeurde werkwijzen gebruiken voor het verwerken van het afval, waaronder het verdichten en regelmatig bedekken met enkele centimeters grond. Die laag grond helpt de geur en problemen met insecten en knaagdieren te verminderen, en voorkomt ook dat afval uit de stortplaats komt en in zwerfvuil verandert [bron:EPA].

Goedkeuring verkrijgen om een ​​stortplaats te bouwen

De Amerikaanse Environmental Protection Agency geeft, samen met overheidsinstanties, de benodigde vergunningen af ​​voor het bouwen van stortplaatsen. kiattisakch/Getty Images

Regelgevingsproces

Om toestemming te krijgen om een ​​stortplaats te bouwen, moet u een ingewikkeld regelgevingsproces doorlopen. Federale regelgeving beperkt de ontwikkeling van stortplaatsen op sommige plaatsen, waaronder wetlands, overstromingsgebieden en gebieden met onstabiele grond. Hoewel stortplaatsen niet noodzakelijkerwijs van deze plaatsen zijn uitgesloten, moeten ze wel aan strengere prestatienormen voldoen.

Bovendien moeten nieuwe of uitgebreide stortplaatsen in de buurt van luchthavens aantonen dat ze geen vogelgevaar voor vliegtuigen zullen opleveren, een beperking die de bouw van sommige stortplaatsen heeft verhinderd [bron:Walsh en O'Leary].

Een bedrijf dat een stortplaats wil bouwen, moet voldoen aan de federale regelgeving, evenals aan de regelgeving in de staat waar de stortplaats zich bevindt. In Wisconsin zijn er bijvoorbeeld regels tegen het plaatsen van stortplaatsen in de buurt van beken, meren en vijvers, en tegen het sluiten ervan in de buurt van snelwegen en parken, tenzij er barrières of landschapsarchitectuur zijn die het zicht belemmeren [bron:Walsh en O'Leary].

Goedkeuringsproces

Om een ​​stortplaats goedgekeurd te krijgen, is veel zorgvuldig onderzoek nodig, omdat zaken als de contouren van het land en de geologische formaties onder de grond van invloed kunnen zijn op de vraag of een locatie geschikt is om afval te begraven [bron:Walsh en O'Leary].

Ontwikkelaars van stortplaatsen moeten ook het publiek op de hoogte stellen en een openbare hoorzitting houden, en ze kunnen te maken krijgen met tegenstand van buren en leden van het publiek die niet willen dat er afval in de buurt wordt begraven [bron:Walsh en O'Leary].

P>

Delen van een stortplaats

Deze dwarsdoorsnedetekening toont de structuur van een gemeentelijke stortplaats voor vast afval. De pijlen geven de percolaatstroom aan. Een :grondwater; B :verdichte klei; C :kunststof voering; D :percolaatopvangleiding; E :geotextielmat; F :grind; G :drainagelaag; H :bodem; Ik :oude cellen; J :nieuwe cellen; K :percolaatvijver HowStuffWorks

Moderne stortplaatsen zijn niet allemaal identiek qua ontwerp, maar de meeste maken gebruik van vergelijkbare technologieën, hoewel de exacte volgorde en het type gebruikte materialen van site tot site kunnen verschillen [bron:WM.com]. Enkele basisonderdelen van een stortplaats, zoals weergegeven in de afbeelding hierboven, zijn onder meer:

  • plastic voeringen (C):scheiden afval en het daaropvolgende percolaat uit het grondwater
  • cellen (I en J):waar het afval wordt opgeslagen op de stortplaats
  • Hoogwaterafvoersystemen (G):verzamelen regenwater dat op de stortplaats valt
  • Percolaatopvangsystemen (D en K):verzamelen water dat door de stortplaats zelf is gesijpeld en verontreinigende stoffen bevat (percolaat)
  • systemen voor het verzamelen van methaan:monitoring van stortgas, waarmee methaangas kan worden opgevangen dat wordt gevormd tijdens de afbraak van afval
  • afdekking of doppen:sluit de bovenkant van de stortplaats af

Elk van deze onderdelen is ontworpen om specifieke problemen op een stortplaats aan te pakken.

Dus terwijl we elk onderdeel van de stortplaats bespreken, leggen we uit welk probleem is opgelost.

Bottomliner-systeem

Het hoofddoel van een stortplaats en een van de grootste uitdagingen is het insluiten van het afval, zodat het afval geen problemen veroorzaakt in het milieu. De bodembekleding, gemaakt van dik plastic, voorkomt dat het afval in contact komt met de buitengrond, met name het grondwater [bron:WM.com].

Cellen

Zware apparatuur comprimeert het afval in gebieden, cellen genoemd, die doorgaans een dag aan afval bevatten om zo optimaal gebruik te maken van de ruimte op de stortplaats. Zodra de cel is gemaakt, wordt deze bedekt met 15 centimeter grond en verder verdicht [bron:Bolton].

Onweerwaterafvoer

Om regenwater buiten te houden, heeft een stortplaats een stormafvoersysteem om het afvoerwater naar afvoersloten te leiden en weg van het begraven afval. Andere delen van het systeem omvatten betonnen, plastic of metalen duikers onder nabijgelegen wegen en regenwaterbekkens, die het zwevende sediment in het water kunnen verminderen om bodemverlies door de stortplaats te minimaliseren [bron:Uteir].

Plastic afvoerbuizen en stormvoeringen verzamelen water uit delen van de stortplaats en leiden dit naar afvoersloten rond de bodem van de stortplaats. De sloten zijn bekleed met beton of grind en voeren water naar opvangvijvers aan de zijkant van de stortplaats.

In de opvangvijvers laten zwevende gronddeeltjes bezinken en wordt het water getest op percolaatchemicaliën. Zodra bezinking heeft plaatsgevonden en het water de tests heeft doorstaan, wordt het vervolgens weggepompt of naar een andere locatie laten stromen.

Percolaatopvangsysteem

Geen enkel systeem om water van de stortplaats te weren is perfect, en er komt wel water op de stortplaats terecht. Het water sijpelt door de cellen en de grond op de stortplaats, vergelijkbaar met hoe water door gemalen koffie in een druppelkoffiezetapparaat sijpelt. Terwijl het water door het afval sijpelt, neemt het verontreinigende stoffen op. Dit water met verontreinigingen wordt percolaat genoemd en is doorgaans zuur.

Om het percolaat op te vangen lopen er geperforeerde buizen door de stortplaats. Deze leidingen lopen vervolgens af in een percolaatleiding, die het percolaat naar een percolaatopvangvijver transporteert [bron:Austin Community Landfill].

Methaanopvangsysteem

Bacteriën breken het afval af in afwezigheid van zuurstof (anaëroob), omdat de stortplaats luchtdicht is. Een bijproduct van deze anaërobe afbraak is stortgas, dat ongeveer 50 procent methaan en 50 procent koolstofdioxide bevat met kleine hoeveelheden stikstof en zuurstof.

Methaan is een ernstig probleem voor stortplaatsen omdat het een krachtig broeikasgas is, dat 28 tot 36 keer effectiever is dan koolstofdioxide bij het vasthouden van warmte in de atmosfeer. En de uitstoot van stortgas is de op twee na grootste bron van methaanemissies in de VS, goed voor ongeveer 15 procent van het gas dat in 2019 in de atmosfeer ontsnapte [bron:EPA]. Methaan is ook een potentieel veiligheidsrisico, omdat methaan kan exploderen en verbranden [bron:NY Department of Health].

Afdekking of dop

Door een bedekking van verdichte grond aan te brengen, wordt het afval afgesloten van de lucht en wordt voorkomen dat ongedierte (vogels, ratten, muizen, vliegende insecten, enz.) in het afval terechtkomen. Op de Fresh Kills Landfill in New York is het afval bedekt met minstens 0,61 meter grond, variërend van 4 tot 33 procent, om te helpen bij de afvoer van regenwater. Die laag wordt bedekt door extra lagen synthetisch materiaal en plastic en een laag aarde zodat vegetatie bovenop de stortplaats kan groeien [bron:Freshkills Park Alliance].

Grondwatermonitoring

Op veel punten rondom de stortplaats bevinden zich grondwatermeetstations. Dit zijn buizen die in het grondwater worden verzonken, zodat water kan worden bemonsterd en getest op de aanwezigheid van percolaatchemicaliën. Ook wordt de temperatuur van het grondwater gemeten.

Omdat de temperatuur stijgt wanneer vast afval uiteenvalt, zou een stijging van de grondwatertemperatuur erop kunnen wijzen dat percolaat in het grondwater sijpelt. En als de pH van het grondwater zuur wordt, kan dat duiden op sijpelend percolaat [bron:EPA].

Hoe stortplaatsen werken

Dit overzicht toont de ondersteunende stations en structuren van een stortplaats in North Wake County, North Carolina. Een :recyclingcentra; B :schubben; C :weg; D :gesloten stortplaats; E :open stortplaats; F :nieuwe celvoorbereiding; G :cel wordt gevuld; H :opvang hemelwaterafvoer; Ik :percolaatvijver; J :methaanafvoer; K :methaanleiding; L :methaanstation; M :monitoringleiding; N :afvoerbassin; O :stormafvoerbekken; P :regenwaterleiding; V :naar waterbehandeling HowStuffWorks

Klanten van stortplaatsen zijn doorgaans gemeenten en bouw-/sloopbedrijven, hoewel bewoners ook gebruik kunnen maken van een stortplaats. Hier ziet u een indeling van een typische stortplaats met ondersteunende structuren.

Deze beschrijving is van een typische stortplaats die HowStuffWorks jaren geleden bezocht. Bij de ingang van het terrein bevindt zich een recyclingcentrum (A) waar bewoners recyclebare materialen kunnen inleveren (bijvoorbeeld aluminium blikjes, glazen flessen, kranten, gemengd papier, golfkarton). Dit helpt de hoeveelheid materiaal op de stortplaats te verminderen. Sommige van deze materialen zijn bij wet verboden op stortplaatsen omdat ze gerecycled kunnen worden.

Ingangs- en afzetstations

Wanneer klanten de locatie betreden, worden hun vrachtwagens gewogen in het weeghuis (B). Klanten betalen fooikosten voor het gebruik van de site. Deze vergoedingen worden gebruikt om obligaties of operatiekosten te betalen.

Langs het terrein zijn er afgiftepunten voor materialen die niet gewenst zijn of wettelijk verboden zijn door de stortplaats. Er wordt gebruik gemaakt van een multimateriaal-inleverstation voor banden, motorolie, loodzuuraccu's en gipsplaten. Sommige van deze materialen kunnen worden gerecycled.

Daarnaast is er een inleverpunt voor huishoudelijk gevaarlijk afval voor chemicaliën (verf, pesticiden, etc.) die niet op de stortplaats mogen. Deze chemicaliën worden verwijderd door particuliere bedrijven. Sommige verven kunnen worden gerecycled en sommige organische chemicaliën kunnen worden verbrand in verbrandingsovens of elektriciteitscentrales.

Andere bouwwerken naast de stortplaats zijn onder meer het geleende gebied dat de grond voor de stortplaats levert, de opvangvijver voor afvoerwater (N), de opvangvijvers voor percolaat (I) en het methaanstation (L).

Stortplaatsen zijn ingewikkelde constructies die, als ze op de juiste manier worden ontworpen en beheerd, een belangrijk doel dienen.

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen

  • Wat zijn de uitdagingen bij het verminderen van vast afval?
  • Zweden is geweldig in het omzetten van afval in energie
  • Is glasrecycling in de VS kapot?

Meer geweldige links

  • Freshkillspark
  • South Carolina Department of Health and Environmental Control:hoe stortplaatsen werken
  • Conservation Law Foundation:Milieueffecten van lekkage op stortplaatsen

Bronnen

  • Ashford, Molika. "Wat gebeurt er in een stortplaats?" Levende Wetenschap. 25 augustus 2010. (17 januari 2022) https://www.livescience.com/32786-what-happens-inside-a-landfill.html
  • Austin gemeenschapsstortplaats. "Percolaatinzameling." Austincommunitylandfill.wm.com. (17 januari 2022) https://austincommunitylandfill.wm.com/environmental-protection/leachate-collection.jsp
  • Bagchi, Amalendu. "Ontwerp van stortplaatsen en geïntegreerd beheer van vast afval." John Wiley &Sons, Inc. 2004. (17 januari 2022) https://bit.ly/3IhfFV0
  • Bolton, Neal. "De mechanica van afvalverdichting." MSW-beheer. 20 februari 2016. (17 januari 2022. https://www.mswmanagement.com/collection/article/13022150/the-mechanics-of-waste-compaction
  • Cifani, Sara. "Hoe moderne stortplaatsen werken om het milieu te beschermen." Dumpsters.com. 15 februari 2018. (17 januari 2022) https://www.dumpsters.com/blog/how-do-modern-landfills-work
  • Hickman, H. Lanier, Jr. "Een korte geschiedenis van het beheer van vast afval in de VS, 1950 tot 2000, deel 3." MSW-beheer. 1 maart 2000. (17 januari 2022) https://www.mswmanagement.com/collection/article/13000352/a-brief-history-of-solid-waste-management-in-the-us-1950- tot-2000-deel-3
  • Freshkills Park Alliantie. "Bedekken, stabiliseren, onderhouden." Freshkillspark.org. (17 januari 2022) https://freshkillspark.org/landfill-engineering/covering-stabilizing-maintaining
  • McDonald, Juliana. "Op weg naar de toekomst met energiesystemen voor stortplaatsen." Dumpsters.com. 21 februari 2018. (17 januari 2022) https://www.dumpsters.com/blog/turning-landfill-gas-into-electricity
  • NY Ministerie van Volksgezondheid. "Belangrijke dingen die u moet weten over stortgas." Gezondheid.ny.gov. (17 januari 2022) https://on.ny.gov/3Ifta7W
  • Oatman-Stanford, Hunter. "Een smerige geschiedenis:toen New Yorkers tot hun knieën in de prullenbak leefden." Verzamelaars wekelijks. 24 juni 2013. (14 januari 2022) https://www.collectorsweekly.com/articles/when-new-yorkers-lived-knee-deep-in-trash/
  • Smith, Niall. "De VS staat bovenaan de lijst van landen die de afvalcrisis aanwakkeren." Verisk Maplecroft. 2019. (17 januari 2022) https://www.maplecroft.com/insights/analysis/us-tops-list-of-countries-fuelling-the-mounting-waste-crisis/.
  • Stichting Taras. "Een korte geschiedenis van het beheer van vast afval." Taras.org. 10 oktober 2010. (17 januari 2022) https://bit.ly/32bgSy0
  • VS Milieubeschermingsagentschap. "Basisinformatie over stortgas." EPA.gov. (17 januari 2022) https://bit.ly/3rqSDEC
  • VS Milieubeschermingsagentschap. "Basisinformatie over stortplaatsen." EPA.gov. (17 januari 2022) https://www.epa.gov/landfills/basic-information-about-landfills
  • VS Milieubeschermingsagentschap. "Vereisten voor grondwatermonitoring voor stortplaatsen voor stedelijk vast afval (MSWF's)." Archive.epa.gov. (17 januari 2022) https://archive.epa.gov/epawaste/nonhaz/municipal/web/html/gdwmswl.html
  • VS Milieubeschermingsagentschap. "Landfill Methaan Outreach Program (LMOP) - Project- en stortgegevens per staat." EPA.gov. (17 januari 2022) https://www.epa.gov/lmop/project-and-landfill-data-state
  • VS Milieubeschermingsagentschap. "Gemeentelijke stortplaatsen voor vast afval." EPA.gov. (17 juli 2022) https://www.epa.gov/landfills/municipal-solid-waste-landfills
  • VS Milieubeschermingsagentschap. "Nationaal overzicht:feiten en cijfers over materialen, afval en recycling." EPA.gov. (17 januari 2022) https://www.epa.gov/facts-and-figures-about-materials-waste-and-recycling/national-overview-facts-and-figures-materials
  • Uteir, Banan A. "De elementen bestrijden:sleutels tot effectief regenwaterbeheer." Waste 360. 1 september 1993. (17 januari 2022) https://www.waste360.com/mag/waste_fighting_elements_keys
  • Walsh, Patrick en O'Leary, Philip. "Les 5:Evaluatie van een potentiële sanitaire stortplaats." Afval 360. 1 mei 2002. (17 januari 2022) https://www.waste360.com/mag/waste_evaluating_potential_sanitary
  • Afvalbeheer. "Typische anatomie van een stortplaats." Wm.com. (18 januari 2022) https://www.wm.com/about/community/pdfs/Anatomy_of_a_Landfill.pdf
  • Zylberberg, Nadine. "De oorsprong en toekomst van stortplaatsen." Medium. 24 juni 2019. (17 januari 2022) https://medium.com/2030magazine/whats-the-future-of-landfills-334370b3a538



Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. De reden voor incubatie bij verschillende temperaturen in de microbiologie
  2. Hoe het houden van bomen bij het opruimen van weiden de gevolgen voor het klimaat kan verminderen
  3. Hoe een moleculaire schaar op de juiste plaats knipt
  4. Een biohybride robot gemaakt van meel en haver zou kunnen fungeren als een biologisch afbreekbare vector voor herbebossing
  5. Je kunt echt op je naam lijken,
  6. Wat zijn de functies van microfilamenten en microtubuli?
  7. Vergelijking voor glucosemetabolisme
  8. Hoe biofilms werken
  9. Blikseminslag vormt tropische wouden

Wetenschap