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在垃圾场上玩耍

仓促改造的垃圾填埋场可能是难以驾驭的恶龙,喷吐着垃圾、气体和火焰。但如果做得好,一个垃圾场也可以变成一道风景。

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在大卫·李担任科罗拉多州恩格尔伍德高尔夫球场总监的12年里,他看到了一些奇怪的东西从地里冒出来,比如假发、保龄球和汽车保险杠。但这里冒出垃圾并不令人惊讶:球场坐落在一个约40英尺深的垃圾堆上。在某些地方,将丝绒般的绿色草坪与垃圾隔开的只有几英寸的草皮。

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两年前,在北卡罗来纳州夏洛特一个名为“文艺复兴公园”的改造垃圾填埋场,一位足球妈妈追一个掉进灯柱周围被侵蚀的洞里的球。为了在阴影中看清,她掏出一个袖珍打火机。一声爆炸的火球将她炸出几英尺,远离那个充满甲烷的洞。幸运的是,她只受了轻微烧伤和严重的颤抖。公园管理人员迅速张贴了告示,禁止在夏洛特所有五个垃圾填埋场公园内明火和吸烟。

在文艺复兴垃圾填埋场覆盖层下方几英寸处,有更多实实在在的废物迹象。一个下着小雨的下午,公园的18洞高尔夫球场地面发出像脆米花一样的噼啪声。这种声音来自大片冒着气泡的泥浆。退休的球场总监罗伯特·奥拉齐观察说,它看起来像炉子上沸腾的玉米粥。但闻起来像臭鸡蛋。去年,奥拉齐在尝试了六年之后放弃了,他试图在两英尺厚的土壤上种植草和树,这些土壤被下面腐烂垃圾的热量烤得干裂。

球场还受到不均匀沉降的困扰,这使得球道凹陷、果岭倾斜、灌溉管道破裂,并把球车道变成了只有越野摩托车手才会喜欢的起伏不平的路。然后是“泥团”,这是第四条球道上爬出来的一团一英尺高的摇晃的琥珀色泥浆。“我们试过用铲子铲,也试过盖住它。它就是会回来,”奥拉齐说。测试显示它是一种藻类,以从下方渗出的富含铁的液体为食。那么冒出来的废物呢?奥拉齐说,最吓人的发现是血袋和注射器。更常见的是那些在土壤中“浮”出来的轮胎和橡胶软管。

危险不仅限于垃圾和气体的喷发。腐烂垃圾产生的热量本身就能点燃垃圾填埋场释放的气体。1989年,文艺复兴公园第六果岭附近的一条裂缝中冒出六英尺高的火焰,可能就是这种情况。工人们迅速将其扑灭。但这类垃圾填埋场火灾可以在地下蔓延数英里。

几年前,在加利福尼亚州山景城,一个建在垃圾填埋场上的露天剧场在感恩之死乐队的音乐会期间冒烟。垃圾填埋场配备了气体提取系统,但市政府已将该系统的维护交给了运营音乐会的制作公司。当制作人员看到烟雾从地面裂缝中冒出时,他们加大吸力。烟雾消失了,但吸力将火引向地下并助长了火势。幸运的是,工程师在任何人受伤之前赶到了。

当然,封闭式建筑特别容易受到垃圾填埋场气体的影响。如果没有适当的密封和通风,甲烷会渗入垃圾填埋场上或附近的建筑物内部,并上升到爆炸级别。两年前,在纽约北亨普斯特德一个垃圾填埋场练习场正在建造的小吃店里,就发生了这样的事情。一天晚上,热水器启动,点燃了一个火球,将墙壁炸塌。

尽管有这些可怕的故事,但在过去的20年里,数百个市政当局和垃圾填埋场运营商已将封闭的垃圾填埋场改造成高尔夫球场、公园、球场、游乐场,甚至滑雪场。没有全国性的统计数据——这主要是因为垃圾场,特别是封闭的垃圾场,被认为是地方事务。而且监管也很少。“你不需要环保署的许可证就可以在垃圾填埋场上打球,”环保署固体废物办公室的艾伦·格斯魏因说。“鉴于当前的政治气候,我预计不会有任何朝这个方向的举动。”

然而,对更多、更大的垃圾场的需求不会消失。美国每年产生约2.09亿吨城市垃圾,即每人每天超过4磅。尽管没有人确切知道每年有多少垃圾填埋场达到容量,但这个数字可能远超一百个,而且这些废物纪念碑的维护成本很高。例如,自1993年以来,环保署法规要求垃圾填埋场运营商在垃圾场关闭后至少30年内,防止其场地泄漏气体或污染水(根据理论,届时,大部分腐烂垃圾产生的气体将已释放)。相关的维护成本可能高达每英亩数十万美元,这使得将垃圾场改造成高尔夫球场等创收设施具有吸引力,但也伴随着问题。

1993年,环保署还为新垃圾填埋场的设计和运营设定了一些最低标准。这些规定虽然旨在减少场外污染,但也产生了提高垃圾填埋场顶部安全性和稳定性的副作用。它们要求运营商筛查废物中明显的化学危害,并拒绝医疗或有毒废物。散装液体——如污水——只有在用土壤或其他稳定剂固化后才能接受。运营商还必须每天用六英寸厚的泥土覆盖垃圾,这减少了垃圾和气味的飞散。垃圾填埋场的最终覆盖层必须至少由两英尺厚的压实土壤组成。

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但直到去年,环保署才采取行动控制一些从封闭垃圾填埋场表面冒出的气体。这些气体是由厌氧(即无氧)垃圾填埋场环境中的微生物食物链产生的。例如,一些细菌将纤维素降解成糖。另一些则以糖为食,产生酸,而酸又滋养了释放气体的细菌。它们“盛宴”的结果是甲烷(50%)、二氧化碳(40%)和氮气(9%)的混合物,以及产生腐烂恶臭的微量污染物。环保署空气质量规划与标准办公室的玛莎·史密斯说,这些气体在开阔空气中消散时并不特别危险。但剩下的1%包含一些可怕的东西。

当细菌降解家用清洁产品、溶剂、油漆和杀虫剂时,它们会产生含有苯、甲苯、氯乙烯等有害致癌物的蒸汽。氯乙烯是一种特别有毒且持久的气体——之所以持久,是因为它会杀死能够脱氯并因此解毒的微生物。环保署的新规定要求垃圾填埋场所有者监测和控制垃圾填埋场覆盖层正上方空气中的这些危险蒸汽,将其保持在500ppm的安全限度内。控制措施通常包括地下通风系统,该系统将有毒蒸汽和其他垃圾填埋场气体吸到地面上并将其焚烧。

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不幸的是,环保署的法规仅适用于1991年以来开放或改造的大型垃圾填埋场——通常是那些服务超过10万户家庭的垃圾填埋场。史密斯说,这并不是说小型和老旧的垃圾填埋场不值得关注。环保署鼓励各州制定更高的标准。她补充说,例如,加利福尼亚州确实这样做了。此外,无论是出于公民意识还是对责任的担忧,一些国家的垃圾巨头正在开创垃圾填埋场和垃圾填埋场公园的新设计,这些设计远远超出了政府标准。

亚特兰大郊区占地188英亩的活橡树垃圾填埋场和回收中心,与过去杂乱无章的垃圾场截然不同。它大约有几个足球场那么大,是美国东南部最大的垃圾填埋场之一——每分钟处理约8吨,每天处理4500吨。活橡树垃圾填埋场由世界最大的废物处理公司废物管理公司(拥有约140个垃圾填埋场)于1986年开放,将于2001年达到容量。之后,它可能会以足球场和骑马道的休闲设施的身份开始新的生活。

去年12月,活橡树场的垃圾压实机仍在三个最终会高达160英尺的垃圾堆中的两个顶部铺设垃圾。前两个土堆横跨一个中央坑,该作业的下一阶段将在这里开始。垃圾最终将填满这个坑,然后像一座倒置的山一样,沿着其姐妹山峰的侧面堆积和向外扩展。最终将形成一个单一的扁平金字塔,其可供使用的平顶面积约为五英亩。

在仍然空旷的中央坑底部,有七层防护屏障,用于收集和清除渗滤液——腐烂废物产生的污染液体。最上面一层是一层两英尺厚的闪闪发光的白沙;这不是普通的沙子,而是经过特殊制造的特定尺寸的沙粒。如果沙粒大小不一,它们会在垃圾填埋场的重量下紧密堆积,较小的沙粒会填满较大沙粒之间的空隙,从而阻止渗滤液的流出。埋藏在这层可渗透、精心研磨的沙子中是一根水平管道,它将把渗滤液输送到低洼地区。从那里,渗滤液将被泵出垃圾填埋场进行处理。

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沙层正下方是一层薄薄的(0.06英寸)高密度聚乙烯(HDPE)塑料片。塑料下方是四分之一英寸的土工合成粘土衬垫,由两层织物组成,填充着一种名为膨润土的干燥颗粒粘土。当被上面塑料片中的泄漏物湿润时,膨润土会膨胀,形成一个紧密、高度不透水的屏障。

下一层是垃圾填埋场的排水系统——由厚重的HDPE穿孔管道组成的厚筛网。如果任何渗滤液到达这个网格,它将排到低洼的坑中。渗滤液填满坑后会浮起一个浮子,浮子会发出警报,表示主衬垫系统已被突破。活橡树的运营商可以通过施加吸力将渗滤液从坑中抽出。额外的保障措施是底部一层高密度聚乙烯,它又位于六英寸压实粘土的上方。

在这些保护屏障之上,日常运作开始。与过去随意堆放的垃圾场不同,活橡树通过将垃圾中的每一丝空气都挤压出来,创造出一个紧密压实的垃圾填埋结构,从而节省了空间。垃圾按大小和可压缩性进行分类和分配,然后由10万磅重的垃圾压实机在宽大的履带滚筒上碾平。压实以两英尺为一层连续进行,直到每立方码空间中压缩了约1400到1700磅的垃圾。未经压实的相同立方码空间只能容纳500磅。

每天结束时,一堆八到十英尺高的碎垃圾被泥土覆盖,再次压实成一个单元。想象垃圾填埋场的横截面,这些日常单元形成连续的行,称为“升程”,而这些升程又构成了垃圾填埋场的水平组织。垃圾压实机将垃圾填埋场的外坡度修整成30到33度角,以最大限度地提高结构的稳定性。

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持续的平整和压实将大大减少垃圾填埋场关闭后的垃圾沉降。更重要的是,压实有助于确保沉降平稳均匀。尽管活橡树垃圾填埋场在未来30年内最终可能会沉降十多英尺,但其整体形状和表面轮廓应该大致保持不变。

活橡树的顶面只有五英亩,太小了,无法改造成高尔夫球场,但如果这是计划,推土机就会将顶层垃圾塑造成堤坝、弯曲的球道和扁平的果岭。对于更普通的球场或马术中心计划,垃圾填埋场的顶面将被平整成一个宽阔、缓和的弧顶,坡度约为5度,足以快速排走雨水。

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在覆盖垃圾填埋场之前,活橡树的运营商将在约140英尺深的垃圾中安装垂直管道,以收集富含甲烷的气体。其他垃圾填埋场运营商甚至设计了更详细的气体收集系统,包括一个由柔性水平穿孔管道组成的网格,这些管道蜿蜒穿过垃圾,吸收气体并将其输送到垂直的气体收集管道。

尽管环保署仅要求将垃圾填埋场排出的气体进行燃烧,但废物管理公司正在考虑为活橡树制定另一个计划。气体可能会被引入现场发电厂,用于发电。在这种推测性的情景中,该公司估计,在关闭后的五到十年内,活橡树可以产生0.8到2.4兆瓦的电力,这足以持续为大约1200到3600户家庭提供能源。

当然,点睛之笔将是垃圾填埋场的封盖,它是其废物与未来公园游客之间的关键屏障。在活橡树,计划要求采用结合天然和合成衬垫的复合覆盖层。直接位于废物上方的层将是18英寸厚的压实粘土。工人们将用60,000磅的滚筒将粘土压实,直到它几乎不透水。在此层之上,他们将安装一层合成膜,就像衬在垃圾填埋场底部的塑料一样。高密度聚乙烯是一种流行的垃圾填埋场衬垫,因为它由数千个碳原子长的聚乙烯分子链(CH2-CH2)组成。聚乙烯碳骨架的极长和稳定性使得分子能够像晶体一样紧密堆积,从而抵抗腐蚀性垃圾填埋场渗滤液的侵蚀。然而,这种极高的密度是以牺牲柔韧性为代价的。HDPE的脆性在垃圾填埋场底部不是问题,因为膜位于坚实的地面上。但垃圾填埋场覆盖层必须能够弯曲,因为其下方的垃圾会腐烂和移动。

一点化学操作就能提供答案:在聚乙烯中添加己烯(C6H12)。己烯的分子结构阻止它折叠成聚乙烯的整齐晶体结构,从而在聚乙烯基质中形成块状、无序的斑块。紧密堆积的碳链之间这种额外的“活动空间”产生了更柔韧、密度更低的聚乙烯。通过向聚乙烯中添加颜料和稳定剂,化学家可以确保该膜的使用寿命超过200年。

为了防止水积聚在垃圾填埋场覆盖层上并可能破坏它,活橡树的工程师们将在表面膜正上方安装一个排水网。雨水渗入这个开放的网格将流向垃圾填埋场的边缘。排水网反过来会被合成纺织品覆盖,上面堆积两英尺厚的土壤,并播种草籽。整个覆盖系统,从压实粘土到表层土壤,旨在实现千分之一立方厘米水的渗透性——每年每英亩的泄漏率低于147加仑。

垃圾填埋场覆盖层完工后,顶部和底部内衬将像一个巨大的塑料袋一样密封在一起。封场后的维护,例如密封裂缝或修复泄漏,将耗资巨大。尽管废物管理公司不愿证实收入细节,但据报道,活橡树的建设和运营成本——包括购买土地并将其改造成休闲区——总计约为每英亩40万美元。这大约是7500万美元,听起来令人震惊,直到计算出188英亩垃圾填埋场的收入。以每吨32至35美元的倾倒费计算,每天的收入可能高达15.7万美元。

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事实上,美国很少有垃圾填埋场公园像活橡树一样资金充足、技术先进。通常的情况是,一个资金匮乏的地方政府试图将一个旧的、不受监管的垃圾场改造成可用作公园的垃圾填埋场。北卡罗来纳州立大学环境工程师莫顿·巴拉兹说:“很多时候,县工程师只是简单地在垃圾填埋场上倾倒泥土,种上草,然后说‘这就是你的休闲区’。如果没有适当设计的覆盖层和甲烷收集系统,你就会遇到大麻烦。”

这样的故事让市政律师心生恐惧。“把人放在垃圾填埋场上,这让我不寒而栗,”加利福尼亚州丘拉维斯塔市助理检察官安·摩尔说。作为一名土地利用专家,摩尔多年来一直关注垃圾填埋场改造的趋势。“以前非常流行,现在很多城市都遇到了大问题,”她说。巴拉兹补充道,“地方政府总是有可能没有足够的资金来支付这些公园所需的高昂维护费用。当预算被削减时,公园总是首当其冲。”

另一些人则认为,积极使用可能与将垃圾填埋场严密封存在塑料的干燥墓穴中的想法根本不相容。佐治亚州劳伦斯维尔一家垃圾填埋工程公司的环境生物学主任比尔·希恩警告说,即使是最耐用的合成覆盖物也可能被植物或树根刺穿。保持公园绿化所需的灌溉是另一个麻烦。如果额外的水渗入垃圾填埋场覆盖物,它可能会使渗滤液收集系统超载。当灌溉管道在不均匀沉降的压力下破裂时,这是一个特别的问题,而且这种情况经常发生。

尽管如此,随着垃圾场被填满,开放空间日益减少,垃圾填埋场改造很可能会持续下去。垃圾处理公司可以指出几个成功的例子。以弗吉尼亚海滩的垃圾山公园为例。该公园于1973年由一个68英尺高、65万吨的垃圾堆建成,现在是该地区最受欢迎的公园之一——特别是对小孩子来说,他们成群结队地涌向其底部巨大的木制游乐场。另一个成功案例是加利福尼亚州工业山占地600英亩的度假村,这里有两个锦标赛高尔夫球场。地下垃圾填埋场的甲烷被用于加热两个奥运会标准游泳池和邻近喜来登会议中心的酒店洗衣房。还有底特律南部一个占地600英亩的垃圾堆上建造的滑雪和高尔夫度假村Riverview Highlands。

事实上,一些社区显然已经克服了他们的不情愿,并准备全心全意地接受他们的垃圾。弗吉尼亚海滩已经有近600万吨垃圾,现在正在制定建造另一个基于垃圾填埋场的公园的计划,以陪伴垃圾山公园——这个新公园的高度将是原来的两倍多,体积将是原来的18倍。改造后,该垃圾填埋场将被命名为“城市景观公园”,原因很明显——从其顶部,你将能看到所有能看到的东西。它是镇上最大的东西。

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