Was passiert mit Abfall, wenn er auf einer Deponie landet?

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 03:51

Über den Lebenszyklus einer Deponie und wie selbst gewöhnlicher Abfall giftig wird.

Nicht weit von Ihrem Zuhause - vielleicht ein paar Dutzend Kilometer und vielleicht noch viel näher - befindet sich ein chemischer Großreaktor, in den jeden Tag neue Portionen von Zutaten geladen werden, deren Zusammensetzung niemand genau weiß, und die Ergebnis des Reaktors selbst ist nicht ganz vorhersehbar. Dieser Reaktor wird Deponie oder, in die bürokratische Sprache übersetzt, Deponie für festen Hausmüll genannt. Alles, was von Stadtbewohnern weggeworfen wird, landet hier. N+1 und Lifehacker haben beschlossen, herauszufinden, was mit dem Müll passiert, wenn er auf einer Deponie landet.

Im Jahr 2015 wurden in Russland nach Angaben des Analyseunternehmens Frost & Sullivan 57 Millionen Tonnen Siedlungsabfälle produziert, was nur geringfügig weniger ist als das Volumen der Stahlproduktion (71 Millionen Tonnen). Hausmüll in Moskau und der Region Was ist Abfall? (ca. 11 Millionen Tonnen pro Jahr) besteht hauptsächlich aus Lebensmittelabfällen (22 Prozent), Papier und Pappe (17 Prozent), Glas (16 Prozent) und Kunststoff (13 Prozent), Stoff, Metall und Holz machen jeweils 3 Prozent aus. weitere 20 Prozent für alles andere.

In Russland erhalten Deponien bis zu 94 Prozent des Mülls, nur 4 Prozent werden recycelt, 2 Prozent werden verbrannt.

Zum Vergleich: In der EU werden 45 Prozent der Abfälle recycelt, 28 Prozent landen auf Deponien und 27 Prozent werden verbrannt.

Russische Deponien stoßen jährlich 1,5 Millionen Tonnen Methan und 21,5 Millionen Tonnen CO in die Atmosphäre aus₂… Insgesamt gab es in Russland im Jahr 2015 13, 9 Tausend Deponien in Betrieb, davon in der Region Moskau - 14. Nur eine Moskauer Deponie im Bezirk Tschechowsky (die Deponie Kulakovo) gibt pro Jahr MSW-LANDE IN DER REGION MOSKAU: AKTUELLE UMWELTSITUATION

UND PERSPEKTIVEN, 2,4 Tausend Tonnen Methan, 39,4 Tonnen Kohlendioxid, 1,8 Tonnen Ammoniak und 0, 028 Tonnen Schwefelwasserstoff in die Atmosphäre zurückzugewinnen.

Eine gut organisierte Deponie ist ein komplexes High-Tech-Gebäude. Bevor es bereit ist, Müll aufzunehmen, muss der Boden vorbereitet werden: Legen Sie ihn mit einer etwa einen Meter dicken Tonschicht aus, legen Sie eine wasserdichte Geomembran, eine Geotextilschicht, eine 30-Zentimeter-Schuttschicht darauf das Sie ein Rohrsystem verlegen müssen, um das Filtrat zu sammeln - die Flüssigkeit, die aus den Trümmern gesammelt wird, und darüber befindet sich auch eine durchlässige Schutzmembran. Der Boden der Deponie sollte mindestens einen halben Meter über dem Grundwasser liegen.

Neben der Deponie wird eine Pump- und Aufbereitungsstation benötigt, um das mit organischen Säuren und anderen organischen Stoffen, Schwermetallverbindungen, gesättigte Filtrat abzupumpen und zu neutralisieren. Darüber hinaus muss in der Müllschicht, wenn sie sich ansammelt, ein Rohrsystem zum Sammeln und Verwenden von Deponiegas sowie eine Station zu seiner Reinigung und Verbrennung installiert werden.

Wenn die Deponie voll ist (normalerweise nimmt die Deponie 20-30 Jahre Müll auf), müssen Sie die Deponie von oben mit einer weiteren Schutzschicht verschließen, um das Deponiegassammelsystem zu erhalten - es muss noch Jahrzehnte funktionieren.

Lebensdauer der Deponie

Das chemische Leben von Müll auf einer Deponie lässt sich durch Deponiegas-Grundlagen grob in vier Hauptphasen einteilen. Zur Zeit erste Phase aerobe Bakterien - Bakterien, die in Gegenwart von Sauerstoff leben und wachsen können - bauen alle langen Molekülketten von Kohlenhydraten, Proteinen und Lipiden ab, aus denen organische Abfälle, dh hauptsächlich Lebensmittelabfälle, bestehen.

Das Hauptprodukt dieses Prozesses ist Kohlendioxid sowie Stickstoff (dessen Menge im Laufe der Lebensdauer der Deponie allmählich abnimmt). Die erste Phase dauert an, solange genügend Sauerstoff in den Trümmern ist, und es kann Monate oder sogar Tage dauern, bis die Trümmer relativ frisch sind. Der Sauerstoffgehalt variiert stark je nach Verdichtungsgrad des Schutts und wie tief er eingegraben ist.

Zweite Phase beginnt, wenn der gesamte Sauerstoff im Müll bereits aufgebraucht ist. Die Hauptrolle spielen jetzt anaerobe Bakterien, die von ihren aeroben Gegenstücken erzeugte Substanzen in Essig-, Ameisen- und Milchsäure sowie in Alkohole - Ethyl und Methyl - umwandeln.

Die Deponieumgebung wird sehr sauer. Durch die Vermischung von Säuren mit Feuchtigkeit setzt es Nährstoffe frei und stellt Stickstoff und Phosphor einer vielfältigen Bakteriengemeinschaft zur Verfügung, die wiederum intensiv Kohlendioxid und Wasserstoff produzieren. Wenn die Deponie gestört wird oder Sauerstoff irgendwie in die Dicke des Mülls eindringt, kehrt alles in die erste Phase zurück.

Dritte Phase Das Leben auf Deponien beginnt damit, dass bestimmte Arten von anaeroben Bakterien beginnen, organische Säuren zu verarbeiten und Acetate zu bilden. Dieser Prozess macht die Umwelt neutraler, was Bedingungen für Bakterien schafft, die Methan produzieren. Bakterielle Methanogene und Bakterien, die Säuren produzieren, gehen eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung ein: "Säure"-Bakterien produzieren Substanzen, die Methanogene verbrauchen - Kohlendioxid und Acetate, die in großen Mengen für die säurebildenden Bakterien selbst schädlich sind.

Vierte Phase - am längsten - beginnt, wenn die Zusammensetzung und das Niveau der Gasproduktion auf der Deponie relativ stabil werden. In diesem Stadium enthält Deponiegas 45 bis 60 Prozent Methan (nach Volumen), 40 bis 60 Prozent Kohlendioxid und 2 bis 9 Prozent andere Gase, insbesondere Schwefelverbindungen. Diese Phase kann etwa 20 Jahre dauern, aber auch 50 Jahre nachdem der Müll nicht mehr auf die Deponie gebracht wurde, emittiert er weiterhin Gas.

Methan und Kohlendioxid sind die Hauptprodukte der Abfallzersetzung, aber bei weitem nicht die einzigen. Das Repertoire von Deponien umfasst Hunderte verschiedener flüchtiger organischer Verbindungen. Wissenschaftler, die sieben Deponien in Großbritannien untersuchten, fanden Spuren organischer Verbindungen in Deponiegas bei Seven UK. Abfalldeponien enthalten etwa 140 verschiedene Stoffe im Deponiegas, darunter Alkane, aromatische Kohlenwasserstoffe, Cycloalkane, Terpene, Alkohole und Ketone, Chlorverbindungen, einschließlich chlororganischer Verbindungen wie Chlorethylen.

Was könnte schiefgehen

Marianna Kharlamova, Leiterin der Abteilung für Umweltüberwachung und -prognose der RUDN-Universität, erklärt, dass die genaue Zusammensetzung des Deponiegases von vielen Faktoren abhängt: von der Jahreszeit, von der Einhaltung der Technologien beim Bau und Betrieb der Deponie, von der Alter der Deponie, von der Zusammensetzung des Abfalls, von der Klimazone, von der Lufttemperatur und -feuchtigkeit. …

„Wenn es sich um eine betriebene Deponie handelt, wenn die Zufuhr von organischem Material fortgesetzt wird, kann die Zusammensetzung des Gases sehr unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann es einen Prozess der Methanverdauung geben, dh hauptsächlich Methan gelangt in die Atmosphäre, dann Kohlendioxid, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, es können Mercaptane, schwefelhaltige organische Verbindungen, sein “, sagt Kharlamova.

Die giftigsten Hauptbestandteile der Emissionen sind Schwefelwasserstoff und Methan - sie können in hohen Konzentrationen zu Vergiftungen führen.

Kharlamova stellt jedoch fest, dass eine Person Schwefelwasserstoff in sehr geringen Konzentrationen spüren kann, die immer noch alles andere als gefährlich sind. Wenn eine Person Schwefelwasserstoff riecht, bedeutet dies nicht, dass sie sofort von einer Vergiftung bedroht ist. Außerdem können beim Verbrennen von Müll Dioxine freigesetzt werden - viel mehr Giftstoffe, die jedoch keine sofortige Wirkung haben.

Die Deponiebetriebstechnik geht davon aus, dass Deponiegas über eine Entgasungsanlage gesammelt, von Verunreinigungen gereinigt und in Fackeln verbrannt oder als Brennstoff verwendet wird. Kharlamova stellt fest, dass das Verbrennen von unbehandeltem Deponiegas, wie die Entgasung in "Kuchino", durchgeführt wurde. Die Entsorgung von Deponiegas auf der Deponie Balashikha, zum Beispiel auf der Deponie Kuchino, kann viele neue Probleme mit giftigen Verbrennungsprodukten verursachen.

Dabei entstehen beispielsweise Schwefeldioxid (bei der Verbrennung von Schwefelwasserstoff) und andere giftige Schwefelverbindungen. Bei der normalen Gasnutzung ist es erforderlich, es zunächst von Schwefelverbindungen zu reinigen.

Marianna Kharlamova

Eine weitere Bedrohung entsteht, wenn in der Schuttmasse eine starke Erhitzung beginnt, ein Feuer ohne Luftzugang, ähnlich wie bei Torf. In diesem Fall ändert die Deponie ihr Repertoire dramatisch, Aldehyde, polyaromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte polyaromatische Stoffe treten in großen Mengen in Emissionen auf. „Dadurch entsteht ein charakteristischer Geruch. Ein üblicher Deponiegeruch ist Fäulnis durch Schwefelwasserstoff und Mercaptane. Im Brandfall beginnt es nach Bratkartoffeln zu riechen – das ist der Geruch von Fluorwasserstoff, der bei der Verbrennung entsteht“, erklärt Kharlamova.

Ihr zufolge versuchen sie manchmal, die Freisetzung von Deponiegas in die Atmosphäre zu stoppen, indem sie die Deponie mit einer Folie und dann mit einer Erdschicht abdecken. Das schafft aber zusätzliche Probleme: „Beim Verrotten bilden sich Hohlräume und Bodensenkungen, außerdem lässt die Folie kein Wasser durch, sodass von oben Sümpfe entstehen“, sagt sie.

Die Hauptursache für die Probleme bei Deponien sind laut Kharlamova Lebensmittel und organische Abfälle. Sie schaffen im Wesentlichen die Voraussetzungen für die „Produktion“von Methan und Schwefelwasserstoff. Müll kann ohne Lebensmittelabfälle viel besser sortiert und recycelt werden. „Wenn es uns gelänge, ein Abfallsammelsystem so zu organisieren, dass organische Stoffe nicht auf die Deponien für feste Abfälle gelangen, würde dies die meisten der heute auftretenden Probleme mit Deponien lösen“, glaubt der Wissenschaftler.