매립지 덮개 심기

Jun 21, 2023

토양 덮개는 매립지의 폐기물 퇴적물에 침투하는 물의 양을 줄이는 데 사용됩니다. 침투수량을 줄이면 발생되는 침출수의 양과 지하수 오염의 위험이 줄어듭니다.

일반적으로 토양 덮개는 압축 점토 장벽, 토목합성 점토 라이너(GCL) 또는 지오멤브레인(GM)이라고도 하는 유연한 멤브레인 라이너(FML)와 같은 포화도가 낮은 수력 전도성 재료로 설계됩니다. 이 디자인 철학은 종종 "비옷" 장벽 또는 "우산" 접근 방식으로 불립니다. 배리어 커버는 라이너 시스템의 무결성에 대한 기후 변화의 영향으로 인해 시간이 지남에 따라 불투수성 품질을 잃는 것으로 나타났습니다.

한 가지 대안은 더 미세한 질감의 유기물이 풍부한 토양의 수분 저장 능력과 식생의 수분 제거 능력을 활용하기 위해 수분 균형 접근법을 사용하여 매립지 덮개를 설계하는 것입니다. 이러한 유형의 덮개를 증발산(ET) 덮개 또는 물 균형 덮개라고 합니다.

연구에 따르면 매립 ET 덮개는 또한 증발 및 광합성을 포함한 수분 균형 메커니즘을 통해 폐기물 구역으로의 강수 침투를 제어하는 ​​일차 목적을 가진 식생 토양 매립 덮개로 설명될 수 있으며, 연구에 따르면 기존 장벽 덮개에 사용되는 저항 메커니즘 대신에 William H. Albright 등이 2010년에 발표한 논문.

ET 덮개를 설계하는 동안 조작할 수 있는 변수는 식생, 토양 특성 및 토양층 두께입니다. 2000년 Mark Ankeny 등의 연구 논문에 따르면 적절한 설계를 보장하려면 지역 기후에 따라 이러한 변수의 적절한 조합이 필요합니다. 따라서 ET 덮개 설계의 핵심은 식생 기간 동안 물을 저장할 수 있는 충분한 토양을 제공하는 것입니다. 휴면 기간 동안 저장된 물이 식물의 성장 기간 동안 방출될 수 있도록 합니다.

2010년 Albright 논문에 따르면 이러한 유형의 덮개는 특히 건조 및 반건조 지역에서 널리 사용되었습니다. 일반적으로 ET 덮개 층은 뿌리 체계가 고도로 분포되어 있고 유기물 함량이 높은 식물을 지탱할 수 있는 토양으로 설계되었습니다. 뿌리와 식물은 또한 메탄을 물질로 사용할 수 있게 해주는 메탄 모노옥시게나제 효소를 보유하고 있기 때문에 메탄을 포함한 매립 가스를 이산화탄소로 산화시키는 것으로 알려진 메탄영양세균(methanotrophs)이라는 천연 박테리아에 적합한 배지로 알려져 있습니다. 에너지원이자 주요 탄소원이다.

토양의 매립지 메탄 산화에 대한 이전의 여러 연구에서는 매립지 표면에서 메탄 배출을 줄이는 메커니즘으로서의 능력을 입증했습니다. 그러나 매립지 피복 토양의 메탄 산화 능력은 토양 유형, 수분 함량, 밀도, 유기물 및 영양분 함량과 같은 매립지 피복 재료의 물리적, 화학적 특성에 따라 달라집니다. 또한 온도 및 강수량과 같은 환경 조건은 매립지 피복 토양의 메탄 산화 능력에 영향을 미칠 수 있습니다.

메탄 산화 수준은 또한 폐기물 덩어리에서 토양 프로파일로 유입되는 메탄의 크기에 따라 달라지는 것으로 보고되었습니다. 이러한 모든 변수가 존재하기 때문에 다양한 기후에서의 생물학적 산화뿐만 아니라 물, 열 및 가스 수송을 시뮬레이션하여 매립지 토양 덮개의 메탄 산화를 추정하기 위한 수학적 모델이 개발되었습니다.

그러한 모델 중 하나는 플로리다 A&M 대학교-플로리다 주립 대학교 공과대학 연구팀에 의해 개발된 매립지 표면 배출 모델(LandSEM)입니다. LandSEM은 모든 기후 조건 및 다양한 메탄 부하 조건에서 물과 열 흐름을 가스 수송 및 피복 토양 프로파일의 산화와 결합합니다. 최신 버전의 모델은 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 번들로 제공되었습니다. 새로운 LandSEM 모델은 네 가지 주요 모듈로 구성됩니다.

이전 연구에서는 LandSEM을 사용하여 지중해 유역의 기후 구역에 걸쳐 매립지에 설치된 특정 피복 토양 프로파일에서 메탄의 생물학적 산화 정도를 추정하는 기술을 개발했습니다. 캘리포니아의 다양한 기후에 있는 ET 피복(식물이라고 함) - 덮개는 호주의 다양한 생태 구역에 건설됩니다. 이 모든 연구에서 LandSEM은 일일 강수량, 평균 기온 및 기압을 고려하여 다양한 미기후 조건에서 가스 수집 시스템을 통해 토양 프로파일 바닥으로 빠져나가는 메탄 산화 비율과 메탄 사이의 상관 관계를 개발하는 데 사용되었습니다.