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數(shù)據(jù)顯示，杭州一天的垃圾產(chǎn)生量是1.2萬(wàn)噸，相當(dāng)于100頭鯨魚的體重，2021年杭州生活垃圾的總量將達(dá)到512萬(wàn)噸，比2016年增長(zhǎng)35%。面對(duì)如此巨量的生活垃圾，我們?cè)撊绾握业揭粋€(gè)安全有效的處理方法？

不久前，浙江理工大學(xué)建筑工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師張振營(yíng)的項(xiàng)目“城市生活垃圾填埋場(chǎng)穩(wěn)定性分析關(guān)鍵土力學(xué)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)及應(yīng)用”受邀參加中國(guó)科協(xié)新科技成果科普發(fā)布，25萬(wàn)人觀看了這場(chǎng)“科技填埋，綠色未來(lái)”直播。張振營(yíng)的這項(xiàng)成果為垃圾的科學(xué)填埋建立了一套有效的理論模型，大大增強(qiáng)了垃圾填埋場(chǎng)的規(guī)范性和安全性，并能讓現(xiàn)有的垃圾填埋場(chǎng)擴(kuò)容30%，有效延長(zhǎng)了垃圾填埋場(chǎng)的使用壽命。

清除垃圾填埋隱患

在我國(guó)，垃圾回收除了回收再利用的和焚燒掉的，每年大約60%的垃圾，是以填埋的方式處理的。垃圾填埋場(chǎng)一般堆填高度可達(dá)100多米，相當(dāng)于30層的房子，這么高的填埋堆，如果防護(hù)措施不得當(dāng)，填埋不規(guī)范，很容易造成填埋場(chǎng)失穩(wěn)坍塌，垃圾滲濾液滲漏和外泄，垃圾降解后生成的填埋氣外逸甚至爆燃，造成嚴(yán)重的周邊環(huán)境和地下水土污染。據(jù)文獻(xiàn)記載，迄今世界各地因垃圾填埋不當(dāng)而造成的各類事故已經(jīng)多達(dá)60多起，如2000年菲律賓Payatas垃圾填埋場(chǎng)滑坡，造成330人死亡，2017年埃塞俄比亞垃圾山坍塌，造成113人死亡80余人受傷。

如何有效預(yù)防各類因填埋不當(dāng)造成的事故？張振營(yíng)團(tuán)隊(duì)通過研究世界范圍內(nèi)62個(gè)垃圾填埋場(chǎng)失穩(wěn)破壞的案例，分析得出了填埋場(chǎng)失穩(wěn)破壞的3種模型和5種原因。

“垃圾填埋看起來(lái)簡(jiǎn)單的很，實(shí)際上填多少高，怎么填、怎么覆膜才不會(huì)出危險(xiǎn)，這些都是需要經(jīng)過實(shí)際測(cè)算的，這些分析如果做的不到位，很容易發(fā)生事故?！睆堈駹I(yíng)說。

在力學(xué)上，越堆越高的山坡會(huì)有一個(gè)臨界滑移面，一旦山坡高度或形態(tài)達(dá)到臨界值出現(xiàn)了滑移面，就會(huì)觸發(fā)塌方、滑坡等失穩(wěn)破壞。張振營(yíng)的研究，就是要找到這個(gè)滑移面。這就需要分析滑移面生活垃圾的抗剪強(qiáng)度參數(shù)和垃圾滲濾液的滲透性參數(shù)，主要包括垃圾的粘聚力、內(nèi)摩擦角、滲透系數(shù)等土力學(xué)參數(shù)。

團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的研究，找出了這些參數(shù)的變化規(guī)律，據(jù)此建立了生活垃圾抗剪強(qiáng)度與壓縮應(yīng)變等相關(guān)理論模型和預(yù)測(cè)理論模型，為生活垃圾填埋場(chǎng)穩(wěn)定性分析提供了準(zhǔn)確的土力學(xué)參數(shù)，保障了填埋場(chǎng)的安全性。

自主研發(fā)儀器設(shè)備

這項(xiàng)研究還有另外一個(gè)難點(diǎn)。生活垃圾成分復(fù)雜、不均質(zhì)，容易隨時(shí)間降解而導(dǎo)致形狀、體積、質(zhì)量等屬性發(fā)生變化。為了有效分析生活垃圾的土力學(xué)參數(shù)，張振營(yíng)團(tuán)隊(duì)克服了傳統(tǒng)土工試驗(yàn)儀器尺度小等缺陷，研制發(fā)明并制造了大尺度、模擬垃圾降解過程的土工試驗(yàn)儀器設(shè)備，并進(jìn)行大量的土工試驗(yàn)研究。

在張振營(yíng)位于浙江理工大學(xué)3號(hào)樓的實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)月都會(huì)收到各地的垃圾填埋場(chǎng)里挖到的一桶桶垃圾，它們?cè)趶堈駹I(yíng)眼里都是“寶貝”。

“不同地方的生活垃圾成分不同，得出的參數(shù)也不同，這些從各個(gè)地方運(yùn)過來(lái)的垃圾，其實(shí)是我們研究的原材料。”目前，張振營(yíng)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)和全國(guó)20多個(gè)城市建立了合作關(guān)系。

在實(shí)驗(yàn)室，記者可以見到各種各樣的儀器設(shè)備，大型高壓固廢壓縮試驗(yàn)儀器、液壓伺服大型水浴壓縮試驗(yàn)儀器、大型滲透柱試驗(yàn)裝置……所有的儀器，都是為了盡量精準(zhǔn)地模擬垃圾填埋場(chǎng)的真實(shí)環(huán)境，從而得到更精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。比如像大冰柜的垃圾降解試驗(yàn)箱，可以模擬垃圾降解，有的還能水浴加熱，為的是模擬垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)部的溫度。

“這些都是我們團(tuán)隊(duì)的發(fā)明專利，雖然垃圾的成分不同，但是分析的原理和方法是一致的”。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的大型生活垃圾強(qiáng)度與壓縮相關(guān)試驗(yàn)儀器、滲透與壓縮相關(guān)試驗(yàn)儀器等成套儀器設(shè)備，首次實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、滲透與壓縮的聯(lián)合測(cè)試，解決了土工參數(shù)與壓縮相關(guān)性難題。

如今，張振營(yíng)團(tuán)隊(duì)正在對(duì)生活垃圾進(jìn)行MBT（機(jī)械生化處理）技術(shù)研究，經(jīng)過處理垃圾有可能減量90%，這意味著在未來(lái)，原本已經(jīng)滿負(fù)荷的填埋場(chǎng)有望再次延長(zhǎng)使用壽命。

“我和垃圾打了二十年的交道”。張振營(yíng)表示，城市生活垃圾的處理是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，關(guān)系到城市的環(huán)境安全和人民的生命健康，要把源頭分類、中間運(yùn)輸、后端處理三者緊密銜接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，確保每天產(chǎn)出的生活垃圾能夠及時(shí)得到妥善的處理。