固體廢棄物對生態環境的影響及利用生態環境材料的意義

趙振清

河南鑫泰建筑工程有限公司（450000）

固體廢棄物對生態環境的影響及利用生態環境材料的意義

趙振清

河南鑫泰建筑工程有限公司（450000）

文章論述了國內外城市固體廢棄物對生態環境的影響，并圍繞著鄭州市城市固體廢棄物對生態環境的損壞展開論述，詳細分析了固體廢棄物的主要分類、造成的危害。在此基礎上，重點論述利用生態環境材料的意義及其對改善生態環境和人類生活所起的作用。

固體廢棄物；生態環境；生態材料；必要性

隨著城市建設的發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重，不僅給人們的身體健康帶來了危害，還嚴重影響了工農業的發展。目前我國城市固體廢棄物處理問題已成為當前環境領域不容忽視的重大問題。

現階段，固體廢棄物處理的方法包括：堆肥、填埋和焚燒等。在我國大多數固體廢棄物均未經任何處理被運到郊外或鄉村，采用露天堆放或填埋的方式進行處理，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，嚴重侵害地下水，惡化土壤，給傾倒場周圍的人民帶來了嚴重的危害。因此，有效地對城市固體廢棄物進行處理，拓寬處理技術，并在此基礎上利用新的材料，以減少固體廢棄物的產出刻不容緩。

1　國內外城市固體廢棄物的現狀及發展

1.1國外城市固體廢棄物的現狀及發展

據有關資料表明，工業發達國家每人每年要產生3t固體廢棄物，發展中國家為1t，全球每年新增加的固體廢棄物在70億～100億t［1］。由于發達國家經濟發展較快，在城市固體廢棄物中有機物、可燃物含量較高，根據有關外文資料，綜合分析各國城市固體廢棄物的產量、質量現狀和發展變化趨勢，可以看出，城市固體廢棄物的產量和成分與生產的發展、社會物質生活水平的提高及人口增長的幅度等各項因素緊密相關，各國城市固體廢棄物的產量處于上升趨勢。

1.2中國城市固體廢棄物的現狀及發展

我國城市固體廢棄物1985年的產量約為5 267萬t，人均廢棄物日產量約為1.2kg，并且每年以10%的速率增長［2］。我國城市固體廢棄物構成的基本特點：無機物成分多于有機物成分，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，能源結構的改善，城市固體廢棄物的性質也逐年變化。預計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，經常會產生大量的固體廢棄物。與此同時，伴隨著人們生活水平的提升以及經濟的不斷發展，不同領域也產生了不同的垃圾。而在這些固體的垃圾中，主要包含：包裝類的廢棄物品、廚房產生的垃圾、廢棄的舊電池等。而其中包含的主要成分通常會因為生活水平、習慣和質量、氣候季節等因素不同而產生差異［3］。

2.2工業產生的固體垃圾

工業固體垃圾主要是工業部門生產活動時產生的廢棄物［4］。工業進行生產過程中，一些工程任意將生產過程中出現的粉塵、廢渣以及含有化學成分的廢棄物排入自然環境中，從而對環境造成了嚴重的污染。除此之外，工業產生的固體廢棄物能夠形成較大的堆積，并且成分極為復雜，同時性質多樣化，這些經過工業過程產生的廢棄物，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境中，不僅給環境帶來污染，同時對人們身體健康也產生了影響。

2.3危險性的固體廢棄物

在固體廢棄物中，具有危險性的廢棄物被國家明確鑒定為有一定的危害性。具體包含：工業固體廢棄物、城市生活垃圾中醫院臨床廢棄物、農村廢棄物中的殘留的農藥等［5］。假如不能使用有效的方法對其進行處理，則會對人類和自然環境造成危害。

3　固廢對生態環境及市民生活帶來的影響

3.1對土壤的影響

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不同程度的積累，導致土壤成分和結構的改變，間接又對植物產生了污染，有些土地甚至無法耕種［6］。

3.2對大氣的影響

若在廢棄物運輸及處理過程中缺少相應的防護和凈化設施，廢棄物中的細粒、粉末就會隨風揚散，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，經揮發和反應釋放出有害氣體，都會污染大氣并使大氣質量下降［6］。例如：焚燒爐運行時會排出顆粒物、酸性氣體、未燃盡的廢棄物、重金屬與微量有機化合物等。石油化工廠油渣露天堆置，則會有一定數量的多環芳烴生成且揮發進入大氣中。填埋在地下的有機廢棄物分解會產生二氧化碳、甲烷等氣體進入大氣中。如果任其聚集會發生危險，如引發火災，甚至發生爆炸。

3.3對水體的影響

固體廢棄物未經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，能隨溶瀝水進入土壤，從而污染地下水，同時也可能隨雨水滲入水網，流入水井、河流以至附近海域，被植物攝入，再通過食物鏈進入人體，影響人體健康［6］。在個別城市的垃圾填埋場周圍發現，地下水的濃度、總細菌數、重金屬含量等污染指標嚴重超標。

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

3.4對人體的影響

生活在環境中的人，以大氣、水、土壤為媒介，可以將環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40年代，美國一家化學公司利用臘芙運河停挖廢棄的河谷來填埋生產有機氯農藥、塑料等殘余有害廢棄物，掩埋10余年后發現在該地區陸續發生了一些如嬰兒畸形、人患怪病等現象。經化驗分析，發現當地空氣、用作水源的地下水和土壤中都含有三氯苯、三氯乙烯等82種有毒化學物質。許多住宅的地下室和周圍庭院里滲進了有毒化學浸出液，造成了極大的社會問題和經濟損失［6］。

4　生態環境材料

4.1生態環境材料的提出及必要性

從材料的生產、使用、廢棄的過程來看，可以說人類的生產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境的循環過程。人類在創造社會文明的同時，也在不斷的破壞人類賴以生存的環境空間。傳統的材料研究、開發與生產往往過多的追求良好的使用性能，而對材料的生產、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源，并造成嚴重的環境污染，危害人類生存等嚴峻事實重視不夠。為此，日本學者山本良一教授于20世紀90年代初提出的一個新的概念——生態環境材料［7］，它代表了21世紀材料科學的一個新的發展方向。生態環境材料不僅可以減少各種廢棄物質的排放，減輕地球環境的壓力，還給人類的生活帶來很多益處。

4.2生態環境材料的特征及給人類生活帶來的益處

按照有關的研究報道和生態環境材料的要求，可將其材料特征分為十類［8-12］：

1）節約能源：通過具有更優異的性能（如輕質、耐熱、絕熱功能、能量轉換等）實現提高能量效率，即通過改善材料性能降低能量消耗從而達到節能。

2）非節約資源：通過更優異的性能（強度、耐磨損、耐熱、絕熱性、催化性等）可降低材料消耗，從而節省資源。

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

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

5）結構可靠性：材料使用時具有不會發生任何斷裂或意外的性質，是通過其可靠的機械性能（強度、延展性、剛度、硬度、蠕變等）實現的。

6）化學穩定性：材料在很長的使用時間內通過抑制其在使用環境中（暴風雨、化學、光、氧氣、水、土壤、溫度、細菌等）的化學降解實現的穩定性。

7）生物安全性：材料在使用中不對動植物和生態系統造成危害的性質。

8）有毒、有害替代：可以用來替代已經在環境中傳播并引起環境污染的材料。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：材料在使用時能給人提供舒適感的性質。包括抗振性、吸收性、抗菌性、濕度控制、除臭性等。

10）環境清潔、治理功能：材料具有的對污染物探測、分離、固定、移動或解毒以便凈化廢氣、廢水和粉塵等的性質。

基于以上的特征，生態環境材料給人類生活生產帶來的益處不言而喻。這不僅可以減少環境的污染，還促進了人類社會的可持續發展。

5　結語

城市固體廢棄物的污染不僅是一個社會問題，而且是人民群眾關注的熱點問題，只有把發展循環經濟確立為國民經濟和社會發展的基本戰略目標，進行全面規劃和實施，才能促進城市環境與經濟可持續發展和解決城市垃圾圍城的問題。生態環境材料的出現給人們帶來了福音，它本身不僅可以實現環境意識化，而且它也將成為材料發展的趨勢，無論在材料的生命周期性評價方面，還是具體生態材料的設計、研究與開發都將隨著人們對生態環境的日益重視而取得更大的進展。

［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.淺談固體廢棄物環境影響評價的幾點認識［J］.新疆環境保護，2006，28（3）：48-50.

［3］王肖芳.淺析我國城市固體廢棄物的循環利用［J］.產業研究，2006：171-172.

［4］國家環?？偩?城市固體廢棄物管理與處理處置技術［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狀及對策［J］.能源研究與利用，2010（1）：89-90.

［7］山本良一編著.環境材料［M］.王天民譯.北京：化學工業出版社，1997.

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

［9］曾漢民主編.高技術新材料要覽［M］.北京：中國科技學術出版社，1993.

［10］沃丁柱主編.復合材料大全［M］.北京：化學工業出版社，2000.

［11］翁端.關于生態環境材料研究的基礎思考［J］.材料導報，1999（1）：57～59.

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