垃圾填埋場礦化反應

垃圾填埋處理

一般垃圾，主要是來自我們家庭的垃圾，主要通過焚化處理以減少重量和體積。垃圾焚燒時，從焚燒爐底部排出的燃燒碎片（主焚燒爐灰）和廢氣處理設施收集的煙塵和粉塵（焚燒飛灰）作為焚燒殘渣產生。在焚燒垃圾的過程中，這些焚燒爐殘渣中濃縮了各種金屬。因此，為了防止焚燒爐中含有的有害金屬洗脫到環境中，用化學品或水泥對它們進行化學或物理處理，然后在垃圾填埋場進行處理。然而，有毒金屬可能因化學品和水泥的變質、垃圾填埋場內的氣氛等而重新流出，因此有必要對垃圾填埋場進行妥善管理，直至其處于安全狀態。

風化產生的礦物

焚化爐殘渣由結晶礦物和無定形成分組成。在終處置場，填埋后的焚化爐殘渣暴露在風、雨和陽光下，經年累月成為穩定的礦物。這稱為風化。例如，用水潤濕粉煤灰并使其干燥，即使只是再現下雨后暴露在陽光下的風化作用也會大大改變其特性。圖 1 是粉煤灰潤濕前后的電子顯微鏡圖像。飛灰具有各種形狀的顆粒（圖 1，左），但在濕潤和干燥后，會形成立方或針狀晶體（圖 1，中，右）。因某些反應使焚燒殘渣發生變化而新產生的礦物稱為次生礦物。在焚燒爐殘渣的風化過程開始時，會產生次生礦物碳酸鈣 (CaCO ₃ )。有害金屬通過進入碳酸鈣內部或吸附在表面上而變得不溶。

細菌活動產生的礦物質

由于風化以外的因素，礦物也可能在垃圾填埋場中產生。垃圾填埋場是各種微生物的家園，其中一些微生物通過生物活動產生礦物質。例如，尿素水解細菌在水解尿素的過程中（下式）在環境中存在鈣離子（Ca ²⁺）的情況下產生碳酸鈣。即使當碳酸鈣由細菌形成時，預計也會以與風化相同的方式使有害金屬不溶解。

這樣，由于生物活動引起的風化和礦化反應，有害金屬很難從垃圾填埋場逃逸到環境中，垃圾填埋場變得快速和安全。