土地處置又稱土壤處置或土地耕作處置，是陸地處置廢物的一種方法。基於林用表層（約15~20cm）土壤的生物化學作用，使廢物中可生物降解的成分，經過微生物分解、浸取、瀝濾、揮發等過程，一部分便結合到土壤底質中去；一些碳會轉化為二氧化碳；當土壤中含有適當的有機氮和磷酸鹽時，殘餘磷還可被微生物細胞群吸收，最終使廢物中的有機物像天然有機物一樣固定在土壤中，既改善了土壤的結構，又增加了土壤的肥效，而廢物中不能生物降解的組分，則永久貯存在土壤中。處置過程中的生物降解率取決於廢物組成、土地耕作深度、廢物與土壤中微生物的接觸程度、土壤的溫度、pH以及其中適宜氧和營養物的存在等，土地處置不適用於含有危險性組分的廢物。
基本介紹
- 中文名：土地處置
- 外文名：Land treatment
原理,影響因素,場地選擇,操作程式,
原理
基於土壤的離子交換、吸附、微生物生物降解、降解產物的揮發等綜合作用的過程。當土壤中加入可生物降解的有機廢物後，通過微生物的分解、浸出、瀝濾、揮發等複雜的生物化學過程，一部分便結合到土壤底質中，一些碳會轉化為CO2，揮發到大氣中。當土壤中含有適當的氮和磷酸鹽時，碳可被微生物細胞群吸收，最終使有機廢物像天然有機物一樣被“固定”在土壤中，這樣既改善了土壤的結構，又增加了土壤的肥效。未被生物降解的組分，則永遠地存在於土地處理區這個永久性的倉庫里。可以說，土地處置是一種對有機物分解處理，對無機物永久貯存的綜合性處理處置方法。
影響因素
1）廢物成分
適用於土地處置的廢物必須含有大量的有機物，而且應限制鹽和重金屬等有毒有害物質的含量。雖然土壤具有絡合或鰲合陽離子的能力，但這種作用是十分有限的，如果有毒有害物質含量超過限度，就會殺滅微生物，影響有機物的生物降解。用土地處置法處理污泥時，每千克乾污泥中的重金屬最高含量限定為：Cd10mg，Hg10mg，Cu100mg，Ni200mg，Pb1000mg，Zn2000mg。此外，廢物中不含有能引起空氣、土壤或地下水污染的危險成分。
2）土地處置深度
有機廢物的降解主要是依靠微生物來進行的。土壤的類型、深度不同，所含的微生物種群的種類和數量也大不相同。因此，微生物的數量越多，廢物降解的速度越快、越徹底。下表列出了不同深度土層中微生物的種群和數量的分布情況。從表可以看出，上層土壤中含有的微生物數量最多，因此，土地處置深度應限制在15~20cm比較適宜。
3）廢物的粒度
廢物的粒徑越小，比表面積越大，廢物與微生物的接觸越充分，其降解速度就越快、越徹底。因此在處置前固體廢物應進行粉碎處理。
4）氣溫條件
溫度是影響微生物生命活動的因素，微生物生存繁殖的最佳溫度為20~30℃，當溫度降低時，微生物生命活動明顯減弱，甚至停止活動。因此，土地處置要避開寒冷的冬季，春季夏季最適宜。
5）有效無機營養的存在
有機廢物被微生物降解的速率與氮、磷等無機營養組分的含量有關。只有在土壤中含有適量的氮和磷等無機營養物質時，才能獲得最大的生物降解率。若土壤中無機營養物質含量不足，在土地處置過程中應施用適量的農業肥料。
6）土壤含水量
土壤含水量過高時，土壤的通氣性能降低，微生物降解率會降低；當土壤含水量過低時，會影響微生物繁殖，使降解速率降低。通常土地處置區土壤最佳含水量為6%-22%（質量）。
除上述影響因素外，土壤的pH值、孔隙率等都會影響微生物的降解速度。
場地選擇
場地的選擇要符合經濟、合理、安全的原則。被處置的廢物對土地處置的土地、地下水、空氣等無污染，運輸距離近，便於鋪撒，同時對土壤具有提高肥效、改善土壤結構的作用。土地耕作場地應避開斷層、塌陷區，避免與通航水道直接相通，距地下水位至少1.5m，距飲用水源至少150m。處置場地土層應為大部分土壤顆粒小於73μm的細粒土壤。適宜的土壤類型有：中高塑性有機黏土；高塑性無機黏土、肥沃黏土；無機泥砂、硅藻土質細砂或粉質土壤；低中等塑性無機黏土、砂礫狀黏土、砂狀黏土、貧瘠黏土；有機土壤和低塑性有機粉砂土壤。
為了確保處置場地的適宜性，還應取2.5~3.6cm代表性土芯樣品，分上、中、下三層進行分析並做土壤特性試驗。分析的項目為重金屬、氯、硝酸鹽、鈉鹽、pH值、一般土壤類型、土壤陽離子交換容量等。同時，對廢物除應按照上述土壤分析要求檢測所有成分外，還要檢測土壤的類型和廢物的生物穩定性。
操作程式
1）場地準備
土地處置應遠離居民區，場地四周應設定籬笆予以隔離，處置區域之內或距場地30m以內的井、穴和其他與地直接相連的通道必須堵塞，處置區的土地平整，坡度應小於5%，以防止地表徑流侵蝕，表層土壤過量流失，處置區內土壤的pH值應在7到9之間，場地四周應建造完整的地表徑流導流措施。在廢物施用之前，套用圓盤耙、犁或選擇碎土器對土壤進行耕作。
2）廢物的鋪撒和耕作
廢物在鋪撒和耕作時，應注意保證混合區為好氧條件，不要對飽和土壤施用廢物，不要在地溫低於0℃時施用廢物，土壤-廢物混合物的pH值不應小於6.5.廢物在鋪撒時一定要均勻。對於流動性廢物，可採用帶分配臂和分配支管的槽車；對於固態或半固態的廢物，可用卡車和拖拉機撒播。為保證微生物生命活動的正常進行，應根據廢物中營養成分含量、廢物的降解速率等因素來確定輔助氮和磷的添加量。對於容易降解的廢物，C/N大約為25:1，對於不易降解的有機物，氮和磷酸鹽的需要量較小，大約是易降解廢物的1%~10%。在添加氮和磷時不應過量，倘若施用過量，土壤中氮、磷酸鹽和硝酸鹽將過剩，而且可能會引起地下水的氮污染。廢物鋪撒均勻的後，通常使用圓盤耙或旋轉碎土器把廢物混合到犁過的土壤中，未來有效混合，一般需耕作6次。
3）廢物施用後的管理
為了促進生物降解作用，需定期翻耕，耕作次數要根據土壤性質和廢物成分來確定。對於石油廢物，每4-8周耕作一次，冬季除外。同時，對耕作區定期採樣分析，以掌握廢物降解速率和決定下次施用廢物時間。對下層土壤也需定期分析，以監測廢物滲濾液是否污染地下水。通常每40000㎡取一個背景值分析樣品。耕作處置後，每年採樣分析2次，每20000㎡測5個樣品。如果分析結果超過背景值，應立即採取安全補救措施。
