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建筑垃圾有哪些危害物質(zhì),為什么要進(jìn)行建筑垃圾資源化利用
2019-01-09 14:07
目前,我國(guó)對(duì)建筑垃圾還沒(méi)有明確的定義,簡(jiǎn)而言之,建筑垃圾就是建設(shè)施工過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾。建設(shè)部頒布的《城市垃圾產(chǎn)生源分類及垃圾排放》(CJ/T3033-1996)將城市垃圾按其產(chǎn)生源分為九大類,這些產(chǎn)生源包括居民垃圾產(chǎn)生場(chǎng)所、清掃垃圾產(chǎn)生場(chǎng)所、商業(yè)單位、行政事業(yè)單位、醫(yī)療衛(wèi)生單位、交通運(yùn)輸垃圾產(chǎn)生場(chǎng)所、建筑裝修場(chǎng)所、工業(yè)企業(yè)單位和其他垃圾產(chǎn)生場(chǎng)所。
建筑垃圾是指構(gòu)造物(所有類型的建筑物和市政基礎(chǔ)設(shè)施)在新建、改建、擴(kuò)建和拆毀活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物。根據(jù)產(chǎn)生方式不同,建筑垃圾可分為施工建筑垃圾(construction waste)和拆毀建筑垃圾(demolition waste)。施工建筑垃圾是指居民住宅、商業(yè)建筑和其它市政基礎(chǔ)設(shè)施在新建、改建和擴(kuò)建活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物,而拆毀建筑垃圾是指建筑物和其它市政基礎(chǔ)設(shè)施在拆毀活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物。更廣義的建筑垃圾還包括因地震、颶風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害或如戰(zhàn)爭(zhēng)等人為造成的災(zāi)難毀壞建筑物而產(chǎn)生的廢棄物料。
拆毀建筑垃圾通常是有相當(dāng)高成分的惰性物質(zhì)組成,如磚、砂、混凝土,金屬、木料,而廢紙、玻璃、塑料、其他混合物質(zhì)等只占較小的部分。由于拆除建筑的結(jié)構(gòu)形式和拆除技術(shù)的不同,拆除垃圾的組成和特征也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。施工建筑垃圾主要包括木料、石料、石膏和塑料等。經(jīng)調(diào)查表明,施工垃圾的產(chǎn)生量為整個(gè)建筑材料購(gòu)買量的 5%~15%。施工建筑垃圾的組成具有較高的可變性,取決于建筑施工的技術(shù)。
①建筑垃圾的特點(diǎn)
1)產(chǎn)生量大
從圖可以看出除日本和芬蘭以外,其他國(guó)家和地區(qū)建筑垃圾占城市固體廢物垃圾比例均超過(guò)40%。由于我國(guó)目前對(duì)建筑垃圾的研究還剛剛起步,對(duì)建筑垃圾的定義不是很明確,缺少關(guān)于建筑垃圾的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%~40%,每年產(chǎn)生量達(dá)4000萬(wàn)到5000萬(wàn)噸。從圖看來(lái),30%~40%應(yīng)該是一個(gè)比較保守的估計(jì),由于我國(guó)近幾年一直處于建設(shè)的高峰期,大量的房屋建設(shè)以及各地區(qū)進(jìn)行的如火如荼的舊城改造使得建筑垃圾的產(chǎn)生量急劇增加。而目前歐洲和美國(guó)一些國(guó)家的建設(shè)處于相對(duì)平穩(wěn)的時(shí)期。因此我國(guó)建筑垃圾產(chǎn)生量可能是上所列國(guó)家的建筑垃圾產(chǎn)生量的幾倍甚至更多。
根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒的資料顯示,我國(guó)2003、2004和 2005 年的建筑施工面積分別為34.4億m2、37.6億m2和43.1億m2。有關(guān)專家認(rèn)為,在單幢建筑物的建造和拆毀活動(dòng)中,單位建筑面積的建筑垃圾產(chǎn)生量分別為20~50 kg/m2,1~2.5 t/m2。在建筑物建造過(guò)程中,建筑物的設(shè)計(jì)方案、工人的素質(zhì)和建筑材料使用管理對(duì)建筑垃圾產(chǎn)生量的影響十分明顯,而拆毀過(guò)程中建筑垃圾產(chǎn)生量的變化則主要取決于建筑物的結(jié)構(gòu)或功能類型,如鋼混和磚混結(jié)構(gòu)拆毀的建筑垃圾量為1.6t/m2和2.3t/m2,而工業(yè)廠房和居民區(qū)建筑物拆毀的建筑垃圾量則分別為1.75 t/m2和1.45 t/m2。假設(shè)全國(guó)每年的施工建筑面積全部為新建,即不考慮拆除舊建筑物所產(chǎn)生的垃圾(實(shí)際上,拆除會(huì)產(chǎn)生更多的建筑垃圾),近 3 年來(lái)全國(guó)每年所產(chǎn)生的建筑施工垃圾的總量接近有2.3億t。假設(shè)每年拆除的建筑物的總面積僅占每年建筑施工面積的10%,那么更近3年每年產(chǎn)生的拆毀建筑垃圾和施工垃圾總量將達(dá)到13.8億t。
2)毒害大
按照組分性質(zhì)的差異,建筑垃圾可分為惰性組分和非惰性組分。
惰性組分和一般固體廢料是建筑垃圾循環(huán)利用的主要對(duì)象;利用惰性組分制造的再生骨料可替代天然原材料,用于非結(jié)構(gòu)混凝土甚至是結(jié)構(gòu)混凝土。荷蘭和英國(guó)的工程實(shí)踐表明,建筑垃圾再生骨料可以替代結(jié)構(gòu)混凝土中20%~40%的天然骨料而不影響砌塊的強(qiáng)度。
毒害組分一般不進(jìn)行循環(huán)利用。這部分物料含有很多危害人體健康的物質(zhì),如電容器等含有的多氯聯(lián)苯會(huì)造成人體內(nèi)分泌失調(diào),屋頂板和管路保溫材料中的石棉可導(dǎo)致石棉塵肺病。毒害組分主要來(lái)源于工業(yè)廠房和供暖、供電等基礎(chǔ)設(shè)施,在此類建筑物的拆毀過(guò)程中,如果不采取恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,這部分物料會(huì)對(duì)作業(yè)工人的健康產(chǎn)生很大威脅;另外,毒害組分在建筑垃圾填埋處置以后,還會(huì)經(jīng)由滲濾液對(duì)環(huán)境造成潛在的危害。美國(guó)EPA在1995年對(duì)21個(gè)建筑垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),在所有93個(gè)指標(biāo)中,有 24 個(gè)指標(biāo)至少有 1 次測(cè)定值超過(guò)法規(guī)或者健康標(biāo)準(zhǔn)。
3)可資源化率高
建筑垃圾一般都是在建設(shè)過(guò)程中或舊建筑物維修、拆除過(guò)程中產(chǎn)生的。大多為固體廢棄物,包含泥土、石塊、混凝土塊、碎磚、木料、金屬、管道等廢料。其中,無(wú)污染的無(wú)機(jī)物(包括泥土、石塊、混凝土塊、碎磚片)90%以上,無(wú)機(jī)材料具有耐酸、耐堿、耐水性,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,同時(shí)具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)的特質(zhì)。建筑垃圾的這些性質(zhì)決定其經(jīng)過(guò)處理是一種很好的再生建筑材料。建筑垃圾中的惰性物質(zhì)(混凝土、磚、砂等)和非惰性物質(zhì)(廢金屬,廢木料,廢紙,玻璃,塑料等)都是可以回收的。
a.惰性物質(zhì)的回收
建筑垃圾中的混凝土及磚石砌體殘骸碎片,經(jīng)處理后,可作為混凝土或砂漿的集料(簡(jiǎn)稱為再生集料)使用。目前再生集料制作的混凝土一般用于基礎(chǔ)路面和非承重結(jié)構(gòu),通過(guò)選擇和嚴(yán)格控制配合比,也可以滿足承重結(jié)構(gòu)混凝土的要求。這在國(guó)外建筑行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。在德國(guó),再生集料主要應(yīng)用于公路路面、垃圾填埋物、人造風(fēng)景;在美國(guó),再生集料也應(yīng)用于道路建設(shè)。施工中濕潤(rùn)的砂漿和混凝土可通過(guò)沖洗將其還原為水泥漿、石子和砂進(jìn)行回收。國(guó)外已開(kāi)發(fā)了專門(mén)用于回收濕潤(rùn)的砂漿和混凝土的沖洗機(jī)器。另一種方法是化學(xué)回收法,它利用聚合物將砂漿、混凝土直接黏結(jié)形成砌塊。另外,凝固的砂漿、混凝土還可作為再生集料進(jìn)行回收利用。
b.非惰性物質(zhì)的回收
建筑垃圾中的廢金屬經(jīng)分揀、集中、重新回爐后,可以再加工制成各種規(guī)格的鋼材。廢竹木、木屑等則可用于制造各種人造板材或是粉狀燃料。玻璃的回收途徑很廣泛,在建筑工程中,廢玻璃可直接作為粗集料,也可磨碎作為細(xì)集料。實(shí)驗(yàn)表明,用廢玻璃作為細(xì)集料拌制混凝土,其抗壓強(qiáng)度比河砂混凝土的抗壓強(qiáng)度高25%,而彈性模量相近。美國(guó)、加拿大已成功地將廢玻璃作為細(xì)集料拌制混凝土用于慢車道工程,其摻量可達(dá)15%(質(zhì)量比)。目前已開(kāi)發(fā)成功的“孔內(nèi)深層強(qiáng)夯樁技術(shù)”,可以直接使用建筑垃圾作為建材產(chǎn)品。其機(jī)理是通過(guò)機(jī)具先成孔后,以建筑垃圾的情性物質(zhì)、工業(yè)廢渣為填料,進(jìn)行分層強(qiáng)夯或邊填料邊強(qiáng)夯的孔內(nèi)深層作業(yè),從而大幅度提高地基承載力、降低地基壓縮性。目前,從國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑垃圾的再生研究中可以看出,建筑垃圾的重新利用在技術(shù)已經(jīng)漸趨成熟。
建筑垃圾在城市垃圾中屬更清潔的垃圾,其可資源化程度很高。只要合理利用就不會(huì)產(chǎn)生二次污染。目前,我國(guó)的建筑工地很少對(duì)建筑垃圾分類,加之生活垃圾也摻雜其中,增大了建筑垃圾的污染性同時(shí)也加大了處理難度。
②建筑垃圾對(duì)環(huán)境的影響
目前,我國(guó)城市建設(shè)正以數(shù)量少有的規(guī)模和速度進(jìn)行,公共與民用建筑不斷更新、改造,大量危舊建(構(gòu))筑物被拆除,甚至由于城市規(guī)劃的改變,一些尚新的建筑物亦被爆破。而在城市面貌煥然一新的同時(shí),越來(lái)越多的建筑垃圾也成了一個(gè)日益突出的問(wèn)題。絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理,便被運(yùn)往郊外露天堆放或填埋。清運(yùn)和堆放工程中的遺撒和粉塵、灰沙飛揚(yáng)等問(wèn)題加重了環(huán)境污染。
隨著城市建筑垃圾量的增加,垃圾堆放點(diǎn)也在增加,而垃圾堆放場(chǎng)的面積也在逐漸擴(kuò)大。垃圾與人爭(zhēng)地的現(xiàn)象已到了相當(dāng)嚴(yán)重的地步。目前全國(guó)有200多座城市陷入垃圾的包圍之中,垃圾堆存侵占的土地面積多達(dá)5億多平方米,直接影響了城市景觀。大多數(shù)郊區(qū)垃圾堆放場(chǎng)多以露天堆放為主,經(jīng)歷長(zhǎng)期的日曬雨淋后,垃圾中的有害物質(zhì)(其中包含有城市建筑垃圾中的油漆、涂料和瀝青等釋放出的多環(huán)芳烴構(gòu)化物質(zhì))通過(guò)垃圾滲濾液滲入土壤中,從而發(fā)生一系列物理、化學(xué)和生物反應(yīng),如過(guò)濾、吸附、沉淀,或?yàn)橹参锔滴栈虮晃⑸锖铣晌眨斐山紖^(qū)土壤的污染,從而降低了土壤質(zhì)量。此外,露天堆放的城市建筑垃圾在種種外力作用下,較小的碎石塊也會(huì)進(jìn)人附近的土壤,改變土壤的物質(zhì)組成,破壞土壤的結(jié)構(gòu),降低土壤的生產(chǎn)力。受污染的土壤,一般不具有天然的自凈能力,也很難通過(guò)稀釋擴(kuò)散辦法減輕其污染程度,必須采取耗資巨大的改造土壤的辦法來(lái)解決。
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