項(xiàng)目名稱： 城市固體廢棄物填埋孕育環(huán)境災(zāi)害與可持續(xù)防控的基礎(chǔ)研究 首席科學(xué)家： 起止年限： 2012.1-2016.8 依托部門： 教育部 浙江省科技廳 一、關(guān)鍵科學(xué)問題及研究內(nèi)容 （一）本項(xiàng)目研究擬解決以下三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題 （1）城市固廢物-化-生相變及固液氣相互作用 我國城市固廢組成復(fù)雜、有機(jī)物及含水量高，填埋體生化、液氣環(huán)境多變，導(dǎo)致生化相變過程十分復(fù)雜，這是產(chǎn)生城市環(huán)境災(zāi)害的根源。通過液氣運(yùn)移改善生化降解環(huán)境是實(shí)現(xiàn)污染物減量化、填埋氣資源化的關(guān)鍵途徑。因此，城市固廢物生化相變及固液氣相互作用是實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境災(zāi)害源有效調(diào)控的關(guān)鍵科學(xué)問題。在填埋場復(fù)雜環(huán)境下，城市固廢可降解有機(jī)物和可溶態(tài)無機(jī)物會發(fā)生耦聯(lián)的生物、化學(xué)反應(yīng)，部分固相轉(zhuǎn)化為可遷移的液相和氣相，引起骨架結(jié)構(gòu)變化及力學(xué)、液氣傳導(dǎo)等工程特性衰變，并產(chǎn)生富含重金屬、有機(jī)污染物的滲瀝液及富含溫室氣體CH4、CO2的填埋氣，生化相變產(chǎn)生的液氣在填埋體內(nèi)固-液-氣-化-熱耦合作用下相互驅(qū)替、耦合運(yùn)移。通過該科學(xué)問題的研究，揭示城市固廢生化相變機(jī)理及效應(yīng)，獲得最佳降解環(huán)境，建立生化相變過程動力學(xué)模型，揭示液氣運(yùn)移規(guī)律，發(fā)展液氣調(diào)控降解環(huán)境的方法，科學(xué)描述力、液、氣、熱時(shí)空分布，是填埋體快速降解及城市環(huán)境災(zāi)害源主動調(diào)控的基礎(chǔ)。 （2）填埋場液氣誘發(fā)靜動力災(zāi)變及時(shí)空演化 為節(jié)約土地資源，我國填埋場將向高、大、陡和大型集約化方向發(fā)展，現(xiàn)有填埋場高度已超過100m，一旦發(fā)生失穩(wěn)流滑災(zāi)害，將造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。而且，流滑災(zāi)害同時(shí)致使有毒性滲瀝液和填埋體大面積泄露，直接造成嚴(yán)重的城市區(qū)域地表環(huán)境污染。我國城市固廢組成松散、容重較低、生化相變導(dǎo)致工程性質(zhì)隨時(shí)空變化顯著；另一方面，我國是多地震國家，近年來極端氣候頻發(fā)，地震、強(qiáng)降雨及液氣調(diào)控均可能導(dǎo)致填埋場失穩(wěn)流滑。因此，開展填埋場液氣誘發(fā)靜動力災(zāi)變及時(shí)空演化的研究，是城市固體廢棄物安全填埋亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。填埋體局部處于高液氣壓力下，在外界因素（如強(qiáng)降雨、滲瀝液回灌、地震等）作用下，極易引起液氣壓力的進(jìn)一步上升而造成局部災(zāi)變（包括液化、塑性破壞、物理和化學(xué)爆炸、管涌等），由此引起的應(yīng)力場、滲流場重分布導(dǎo)致災(zāi)變漸進(jìn)演化，并最終誘發(fā)填埋體發(fā)生滑坡，在一定場地條件下，甚至演化為流滑。通過該科學(xué)問題的研究，建立典型城市固廢靜、動力本構(gòu)模型，揭示不同觸發(fā)因素和高液氣壓力條件下填埋場的破壞機(jī)理及演化機(jī)制，揭示流滑產(chǎn)生機(jī)理，建立基于破壞模式的穩(wěn)定評價(jià)和流滑災(zāi)害評估方法，為填埋體失穩(wěn)預(yù)警預(yù)報(bào)和災(zāi)害評估、安全防控提供科學(xué)依據(jù)。 （3）填埋場液、氣和污染物擊穿屏障機(jī)理 我國城市固體廢棄物填埋場滲瀝液滲漏事故屢次發(fā)生甚至長期污染周邊地下水土環(huán)境，填埋氣及其攜帶的痕量污染物可能在城市大氣環(huán)境中擴(kuò)散造成城市空氣污染，加劇溫室效應(yīng)。填埋場防污屏障和覆蓋屏障是阻隔污染源（滲瀝液、填埋氣）向周圍環(huán)境傳播的最重要防線。液氣污染物在滲流場、濃度場作用下?lián)舸┢琳线^程中，產(chǎn)生滲流-擴(kuò)散、吸附-解吸、氧化-還原及降解等作用，當(dāng)屏障在長期服役過程中產(chǎn)生薄弱環(huán)節(jié)（粘土開裂，土工膜破洞）時(shí)，產(chǎn)生優(yōu)勢流擊穿屏障。污染物擊穿屏障后，將在城市地下環(huán)境和大氣環(huán)境中遷移擴(kuò)散。通過該科學(xué)問題的研究，揭示土顆粒與污染物間界面的物理、化學(xué)及生物相互作用機(jī)理，揭示液、氣和污染物擊穿屏障及優(yōu)勢流產(chǎn)生機(jī)理，建立填埋場屏障長期服役性能的評價(jià)方法，為填埋場污染城市環(huán)境預(yù)警預(yù)報(bào)奠定基礎(chǔ)。 （二）項(xiàng)目主要研究內(nèi)容 圍繞上述關(guān)鍵科學(xué)問題，展開三個(gè)層面的研究：(1) 機(jī)理層面：城市固廢生化相變效應(yīng)、不同觸發(fā)因素和高液氣壓條件下填埋場的失穩(wěn)和流滑機(jī)理、土顆粒與污染物間界面的多因素相互作用機(jī)理及液、氣和污染物擊穿填埋場屏障機(jī)理；(2) 理論與方法體系層面：建立營造填埋體最優(yōu)降解條件的液氣運(yùn)移系統(tǒng)化調(diào)控方法，發(fā)展各種失穩(wěn)破壞模式的分析方法，建立填埋場屏障長期服役性能分析方法，建立填埋體城市環(huán)境災(zāi)害的預(yù)警和預(yù)報(bào)方法；(3) 應(yīng)用層面：以北京、上海和成都等不同地理區(qū)域和不同階段填埋場為示范工程和試驗(yàn)基地，現(xiàn)場驗(yàn)證并完善填埋場城市環(huán)境災(zāi)害機(jī)理和可持續(xù)防控體系。具體研究內(nèi)容如下： （1）城市固廢物-化-生相變及填埋體多場相互作用 針對我國城市固廢的特點(diǎn)，研究不同降解環(huán)境下城市固廢生化相變機(jī)理，測試與分析相變過程中微生物、物化條件與固相質(zhì)量損失的交互關(guān)系，揭示液、氣和污染物產(chǎn)生規(guī)律，建立生化相變?nèi)^程動力學(xué)模型；研究相變過程中城市固廢工程特性的衰變規(guī)律，建立降解齡相關(guān)的液氣傳導(dǎo)本構(gòu)模型及應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型。研究多場耦合作用下填埋體內(nèi)滲瀝液、填埋氣運(yùn)移與分布規(guī)律，建立填埋體非線性固-液-氣-化-熱相互作用瞬態(tài)模型，揭示液氣時(shí)空分布對填埋體污染物運(yùn)移及演變與沉降的影響規(guī)律，建立營造填埋體最優(yōu)降解條件的液氣運(yùn)移系統(tǒng)化主動調(diào)控方法

相關(guān)知識

國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“智慧醫(yī)療健康管理理論與方法”2023年度評議交流會在合肥召開
廣西防城金花茶國家級自然保護(hù)區(qū)
人與自然和諧相處——金山這里有家國家級生態(tài)農(nóng)場
國家基本公共衛(wèi)生服務(wù)項(xiàng)目—0
壹基金凈水計(jì)劃公益項(xiàng)目13年服務(wù)全國5600余所鄉(xiāng)村學(xué)校
中國健康促進(jìn)基金會中國國家人事人才培訓(xùn)網(wǎng)崗位能力培訓(xùn)項(xiàng)目
壺瓶山國家級自然保護(hù)區(qū)
國家免費(fèi)孕前優(yōu)生健康檢查項(xiàng)目試點(diǎn)專項(xiàng)資金管理辦法（試行）
國家基本公衛(wèi)項(xiàng)目之——孕產(chǎn)婦健康管理
安徽省國家免費(fèi)孕前優(yōu)生健康檢查項(xiàng)目專項(xiàng)資金管理暫行辦法

網(wǎng)址: 國家自然基金項(xiàng)目 http://m.u1s5d6.cn/newsview228646.html