填埋場進行防滲處理以防止對地下水的污染，其材料的類別及特點？

李鑫〉垃圾填埋場場區防滲之防滲材料

垃圾填埋場的防滲是現代填埋場區別於簡易填埋場和堆放場的重要標誌之一，也是填埋場的選址、設計、施工、運行管理和終場維護中至關重要的內容。填埋場防滲的主要目的是阻止滲濾液和其他填埋氣體外泄污染周圍的土壤和地下水，同時還要防止外來水，包括地下水、地表水和降水等大量進入填埋場，增大濾液產生量[1]，而一個填埋場的防滲效果主要取決於防滲材料的選取。

我國建設部頒布的《生活垃圾衛生填埋技術規範》（CJJ17—2004）中規定：填埋場必須進行防滲處理，防止對地下水和地表水的污染，同時還應防止地下水進人填埋區；天然粘土類襯裡及改性粘土類襯裡的滲透係數有規定，且場底及壁襯裡厚度不應小於2m；在填埋庫區底部及四壁鋪設高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作為防滲襯裡時，膜的厚度不應小於1．5mm，並符合填埋場防滲的材料性能和現行國家相關標準的要求[2]。

根據不同的防滲材料，可將防滲材料大致分為三類[3]：

一 天然防滲

天然防滲材料主要有黏土、亞黏土，膨潤土等。因其滲透性低且較為經濟，過去曾被視為填埋場唯一可供選擇的防滲材料。天然防滲材料岩石風化后產生的次生礦物，顆粒極小，多由蒙脫石、伊利石和高嶺石組成。

天然防滲材料一般應滿足以下條件：

1. 分佈均勻，厚度至少大於2m；

2. 要求30%的顆粒能通過200目的篩子，液限應大於30%，塑性應大於1.5s，PH應大於7。

3. 應能抵抗滲濾液的侵蝕，不因與滲濾液的接觸而使其滲透性增加。

在天然防滲中，黏土使用最多，可分為自然黏土襯裡和人工壓實黏土襯裡。但不管哪種類型，都必須滿足滲透係數小於

的基本要求。

天然防滲襯裡的主要優點是造價低廉，施工簡單。但由於土地使用資源的日益緊張和防滲要求的不斷提高，天然襯裡的使用受到很大限制。

二 改良型襯裡

改良型襯裡是指將性能不達標的亞黏土、亞沙土等天然地址材料通過人工添加物質改善其性質，以達到防滲要求的襯裡。人工改性的添加劑分為有機、無機兩種。無機添加劑相對費用較低、效果好，比較適合中國目前的發展情況。

常用的兩種改良型襯裡如下：

1.黏土—膨潤土改良型襯裡：在天然黏土中添加適量膨潤土礦物，使改良后的黏土達到防滲材料的要求。已有的研究成果和工程應用實踐表明，膨潤土因其具有吸水膨脹特性和巨大的陽離子交換容量，添加在黏土中，不僅可以減少黏土的空隙，降低其滲透性，而且能夠增加襯裡吸收污染物的能力，同時還可以大幅度提高襯裡的力學強度，因此，在填埋場防滲工程中具有廣闊的推廣前景。

2.黏土—石灰、水泥改良襯裡：在天然黏土中加入適量的石灰、水泥以改善黏土性質，從而大大提高黏土的吸附能力和酸價緩衝能力。摻和添加劑再經壓實，黏土的空隙明顯減小，抗滲能力增強。改良后的黏土的滲透係數可以達到，完全符合填埋場襯裡對防滲的要求。

三 人工合成膜防滲

應用於填埋場的人工合成膜防滲材料的種類有很多，如高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、氯化聚乙烯（CPE)、異丁橡膠（EDPM）等等[3]。其中高密度聚乙烯（HDPE）被廣泛應用於填埋場的防滲之中，其具有如下優點：

1.強度較高。屈服抗拉強度可達18MPa，斷裂抗拉強度可達35MPa，剝離強度31kN／m，剪切強度33kN／m；延展性良好。屈服延伸率為l3％～16％，斷裂延伸率為700％～800％，有較好的地表適從性、耐候性，其真正破壞時，應變大約高達1000％

2.防滲能力好。防滲係數小於1×10-13cm／s，可以確保滲濾液不因襯墊而泄漏、污染土地，雨水不會透過封場的覆蓋層，增加滲濾液量，填埋氣體不會透過襯墊而泄出。

3. 化學穩定性好。因填埋體的最高溫度可達50℃，化學穩定性是填埋場設計過程中最關鍵的因素。HDPE土工膜是所有土工膜材料中化學穩定性最好的材料，填埋場的滲濾液化學成分對HDPE 襯墊不構成威脅，HDPE 土工膜具有良好的防腐蝕性。　　HDPE土工膜軟化點約121℃，冷脆化點約為-120℃。其對無機酸、有機酸、無機鹽、酒精類、醛類、胺類、酯類、油脂有較強抵抗力，能防止這些化學物的直接腐蝕，也能防止因吸收和膨脹而導致性能衰退，對某些碳氧化合物(如苯、苯乙醛、已烷和甲醛)也有一定的抵抗力，僅對鹵族碳氧化合物(如氯化苯醛、含溴苯)的抵抗力較差。國外從1994年開始室外風化試驗，結果表明HDPE 材料的性能始終良好。埋在土中和水下HDPE 襯墊的耐久性可達50 年以上。

4. 具有良好的抗紫外光老化性。HDPE土工膜中的炭黑加強了其抗紫外光的能力。其中不用增塑劑，因而沒有暴露在紫外光下被分解的問題。

5.抗嚙齒動物和微生物侵襲。各種試驗證明，動物和微生物只侵襲那種含有增塑劑的聚合物，並以其為食物，HDPE土工膜不受這種影響。

6. 施工方便，施工技術成熟，焊接質量高。焊縫強度高於母體材料強度，焊縫的形式有單軌、雙軌焊縫，雙軌焊縫便於檢測[4]。

在土地、水資源愈加緊缺的今天，人們對填埋場的防滲也越來越冷重視，對防滲效果的要求也越來越高。要提高防滲效果，就必須因地制宜，多種防滲材料結合使用，取長補短方可奏效。

參考文獻：

1趙連梅.垃圾衛生填埋防滲層的設計概述.天津城市建設學院學報

2 CJJ 17—2004.生活垃圾衛生填埋技術規範

3寧平.固體廢物處理與處置.高等教育出版社.2007

4張耀鈞.城市生活垃圾衛生填埋場的HDPE土工膜防滲技術.中國建築防水2003(3);21