垃圾填埋场矿化反应

垃圾填埋处理

一般垃圾，主要是来自我们家庭的垃圾，主要通过焚化处理以减少重量和体积。垃圾焚烧时，从焚烧炉底部排出的燃烧碎片（主焚烧炉灰）和废气处理设施收集的烟尘和粉尘（焚烧飞灰）作为焚烧残渣产生。在焚烧垃圾的过程中，这些焚烧炉残渣中浓缩了各种金属。因此，为了防止焚烧炉中含有的有害金属洗脱到环境中，用化学品或水泥对它们进行化学或物理处理，然后在垃圾填埋场进行处理。然而，有毒金属可能因化学品和水泥的变质、垃圾填埋场内的气氛等而重新流出，因此有必要对垃圾填埋场进行妥善管理，直至其处于安全状态。

风化产生的矿物

焚化炉残渣由结晶矿物和无定形成分组成。在终处置场，填埋后的焚化炉残渣暴露在风、雨和阳光下，经年累月成为稳定的矿物。这称为风化。例如，用水润湿粉煤灰并使其干燥，即使只是再现下雨后暴露在阳光下的风化作用也会大大改变其特性。图 1 是粉煤灰润湿前后的电子显微镜图像。飞灰具有各种形状的颗粒（图 1，左），但在湿润和干燥后，会形成立方或针状晶体（图 1，中，右）。因某些反应使焚烧残渣发生变化而新产生的矿物称为次生矿物。在焚烧炉残渣的风化过程开始时，会产生次生矿物碳酸钙 (CaCO ₃ )。有害金属通过进入碳酸钙内部或吸附在表面上而变得不溶。

细菌活动产生的矿物质

由于风化以外的因素，矿物也可能在垃圾填埋场中产生。垃圾填埋场是各种微生物的家园，其中一些微生物通过生物活动产生矿物质。例如，尿素水解细菌在水解尿素的过程中（下式）在环境中存在钙离子（Ca ²⁺）的情况下产生碳酸钙。即使当碳酸钙由细菌形成时，预计也会以与风化相同的方式使有害金属不溶解。

这样，由于生物活动引起的风化和矿化反应，有害金属很难从垃圾填埋场逃逸到环境中，垃圾填埋场变得快速和安全。