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數(shù)據(jù)顯示，杭州一天的垃圾產(chǎn)生量是1.2萬噸，相當于100頭鯨魚的體重，2021年杭州生活垃圾的總量將達到512萬噸，比2016年增長35%。面對如此巨量的生活垃圾，我們該如何找到一個安全有效的處理方法？

不久前，浙江理工大學建筑工程學院教授，博士生導師張振營的項目“城市生活垃圾填埋場穩(wěn)定性分析關(guān)鍵土力學參數(shù)測試系統(tǒng)及應用”受邀參加中國科協(xié)新科技成果科普發(fā)布，25萬人觀看了這場“科技填埋，綠色未來”直播。張振營的這項成果為垃圾的科學填埋建立了一套有效的理論模型，大大增強了垃圾填埋場的規(guī)范性和安全性，并能讓現(xiàn)有的垃圾填埋場擴容30%，有效延長了垃圾填埋場的使用壽命。

清除垃圾填埋隱患

在我國，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。垃圾填埋場一般堆填高度可達100多米，相當于30層的房子，這么高的填埋堆，如果防護措施不得當，填埋不規(guī)范，很容易造成填埋場失穩(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，造成嚴重的周邊環(huán)境和地下水土污染。據(jù)文獻記載，迄今世界各地因垃圾填埋不當而造成的各類事故已經(jīng)多達60多起，如2000年菲律賓Payatas垃圾填埋場滑坡，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。

如何有效預防各類因填埋不當造成的事故？張振營團隊通過研究世界范圍內(nèi)62個垃圾填埋場失穩(wěn)破壞的案例，分析得出了填埋場失穩(wěn)破壞的3種模型和5種原因。

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

在力學上，越堆越高的山坡會有一個臨界滑移面，一旦山坡高度或形態(tài)達到臨界值出現(xiàn)了滑移面，就會觸發(fā)塌方、滑坡等失穩(wěn)破壞。張振營的研究，就是要找到這個滑移面。這就需要分析滑移面生活垃圾的抗剪強度參數(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)等土力學參數(shù)。

團隊進行了大量的研究，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度與壓縮應變等相關(guān)理論模型和預測理論模型，為生活垃圾填埋場穩(wěn)定性分析提供了準確的土力學參數(shù)，保障了填埋場的安全性。

自主研發(fā)儀器設(shè)備

這項研究還有另外一個難點。生活垃圾成分復雜、不均質(zhì)，容易隨時間降解而導致形狀、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參數(shù)，張振營團隊克服了傳統(tǒng)土工試驗儀器尺度小等缺陷，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儀器設(shè)備，并進行大量的土工試驗研究。

在張振營位于浙江理工大學3號樓的實驗室，每個月都會收到各地的垃圾填埋場里挖到的一桶桶垃圾，它們在張振營眼里都是“寶貝”。

“不同地方的生活垃圾成分不同，得出的參數(shù)也不同，這些從各個地方運過來的垃圾，其實是我們研究的原材料?！蹦壳?，張振營團隊已經(jīng)和全國20多個城市建立了合作關(guān)系。

在實驗室，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儀器、液壓伺服大型水浴壓縮試驗儀器、大型滲透柱試驗裝置……所有的儀器，都是為了盡量精準地模擬垃圾填埋場的真實環(huán)境，從而得到更精準的測量數(shù)據(jù)。比如像大冰柜的垃圾降解試驗箱，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內(nèi)部的溫度。

“這些都是我們團隊的發(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”。團隊研發(fā)的大型生活垃圾強度與壓縮相關(guān)試驗儀器、滲透與壓縮相關(guān)試驗儀器等成套儀器設(shè)備，首次實現(xiàn)強度、滲透與壓縮的聯(lián)合測試，解決了土工參數(shù)與壓縮相關(guān)性難題。

如今，張振營團隊正在對生活垃圾進行MBT（機械生化處理）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，原本已經(jīng)滿負荷的填埋場有望再次延長使用壽命。

“我和垃圾打了二十年的交道”。張振營表示，城市生活垃圾的處理是一個龐大的系統(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、中間運輸、后端處理三者緊密銜接起來，實現(xiàn)無縫對接，確保每天產(chǎn)出的生活垃圾能夠及時得到妥善的處理。