بطانة مكب النفايات

تُعدّ بطانة مكبّات النفايات ، أو البطانة المركبة ، حاجزًا منخفض النفاذية، يُوضع تحت مواقع مكبّات النفايات المُصممة هندسيًا . وإلى حين تدهورها، تُبطئ هذه البطانة انتقال عصارة النفايات ، ومكوناتها السامة، إلى طبقات المياه الجوفية أو الأنهار القريبة، مانعةً بذلك تلوثًا لا رجعة فيه للمجرى المائي المحلي ورواسبه.

تتطلب مكبات النفايات الحديثة عمومًا طبقة من الطين المضغوط أو بطانة طينية جيوسينثيتيكية بحد أدنى من السماكة المطلوبة وأقصى قدر من الموصلية الهيدروليكية المسموح بها ، مغطاة بغشاء جيولوجي .

صرحت وكالة حماية البيئة الأمريكية بأن الحواجز "ستفشل في نهاية المطاف"، بينما تظل المواقع تشكل تهديداً "لآلاف السنين"، مما يشير إلى أن تصميمات مدافن النفايات الحديثة تؤخر تلوث المياه الجوفية والسطحية ولكنها لا تمنعه. ^{[ 1 ]}

تُستخدم الإطارات المتشققة أو التالفة لدعم وعزل البطانة. ^{[ 2 ]}

تختلف أنواع النفايات السائلة في خصائصها الكيميائية ومدى خطورتها على البيئة المحلية، لذا قد تستخدم مكبات النفايات أنظمة تبطين مختلفة تبعًا لنوع النفايات التي تُجمع فيها. يوجد نوعان رئيسيان من أنظمة التبطين المستخدمة: أنظمة التبطين الأحادي، وأنظمة التبطين المزدوج.

تُستخدم أنظمة البطانة الواحدة عادةً في مدافن النفايات التي تحتوي على مخلفات البناء. ولا تُصمَّم هذه المدافن لاحتواء النفايات السائلة الضارة، مثل الدهانات أو القطران، التي قد تتسرب بسهولة عبر نظام البطانة الواحدة.

تُستخدم أنظمة البطانة المزدوجة عادةً في مكبات النفايات الصلبة البلدية ، وكذلك في جميع مكبات النفايات الخطرة . تُبنى الطبقة الأولى لتجميع العصارة، بينما تُصمم الطبقة الثانية لتكون نظامًا لكشف التسربات لضمان عدم تسرب أي ملوثات إلى التربة. ^{[ 3 ]}

تُعدّ البطانات المركبة إلزامية في أنظمة إدارة النفايات الصلبة البلدية، وتحديدًا في مدافن النفايات. وتعتمد هذه البطانات على نظام مزدوج يتكون من نظام ترشيح، وهو سائل يجمع المواد الصلبة من المادة التي يمر عبره. يُحاط نظام الترشيح بطبقة تصريف صلبة، مثل الحصى، مُغلّفة بغشاء أرضي وطين مضغوط، يُعرف أيضًا باسم بطانة الطين الجيوسينثيتيكية . تُصنع هذه البطانة عادةً من بنتونيت الصوديوم المضغوط بين قطعتين سميكتين من النسيج الأرضي. أما المادة التالية المحيطة بالبطانة المركبة فهي نظام كشف التسرب، ويتكون من مادة أخرى، مثل الحصى، مع غشاء أرضي إضافي أو بطانة مركبة. ^{[ 4 ]} تتكون الأغشية الأرضية داخل البطانة المركبة من البولي إيثيلين عالي الكثافة ، مما يوفر تقليلًا فعالًا للتدفق، ويُشكّل حاجزًا فعالًا ضد الملوثات غير العضوية. ^{[ ٥ ]} يمكن استخدامه كبديل للرمل أو الحصى، ويتميز بنفاذية عالية جدًا وتخزين منخفض. يساعد السطح السفلي على إجراء اختبار تسرب فعال بعد التركيب الصحيح. كما أنه حاجز منخفض النفاذية للبخار والسوائل. تُصنّع البطانات الطينية الجيوسينثيتيكية في المصانع، والغرض من تصنيعها من بنتونيت الصوديوم هو تنظيم حركة السوائل والغازات داخل النفايات. ^{[ ٦ ]} تشمل المركبات الجيولوجية، وهي مزيج من الأغشية الجيولوجية ومادة البطانة الجيوسينثيتيكية، طبقة من البنتونيت بين طبقات النسيج الجيولوجي؛ ومع ذلك، يُسمح بوجود فراغ هوائي. ثم تُغطى بغطاء نهائي.

يتمثل الدور الرئيسي للبطانة المركبة في نظام إدارة النفايات الصلبة البلدية في مدافن النفايات في تقليل التسرب عبر الثقوب الصغيرة التي قد تتشكل أحيانًا في الجزء الجيوغشائي من البطانة المركبة. تعمل طبقة الحماية كحاجز يمنع تشكل هذه الثقوب داخل الجيوغشاء، مما قد يسمح بتسرب النفايات عبر البطانة بأكملها. كما أنها تخفف الضغط والإجهاد اللذين قد يتسببان في تشقق الغشاء وظهور الثقوب فيه. ^{[ 7 ]} يجب أن تكون البطانة الفعالة في نظام مدافن النفايات قادرة على التحكم في حركة المياه وحماية البيئة. ينبغي أن تكون قادرة على تنظيم تدفق المياه بعيدًا عن منطقة النفايات وحجز محتوياتها عند دخولها إلى المدفن. ونظرًا لفعالية وضع مدافن النفايات على قمم المنحدرات، حيث تتدفق المياه إلى أسفل المنحدر، وفي حالات الطوارئ، إلى داخل المدفن، فإنها تتحرك عبر المدفن ونزولًا عبر البطانة المركبة. الهدف الرئيسي من كل هذا هو ضمان أن تكون الحركة جانبية، مما يقلل من احتمالية حدوث كارثة في المنحدرات وتسرب النفايات وتلويث كل ما يعترض طريقها. يعمل الغطاء النهائي على منع وصول الماء إلى الملوثات والتحكم في جريان المياه السطحية ومنعها من دخول النظام. هذا يساعد على حماية النباتات والحيوانات من أضرار مياه الصرف الملوثة، أو ما يُعرف بالرشح. وباستخدام الجاذبية والمضخات، يُدفع الرشح إلى حوض تجميع حيث يُزال بواسطة مضخة. عند تطوير البطانات المركبة، من الأهمية بمكان مراعاة عوامل الخطر مثل الزلازل ومشاكل انهيار المنحدرات الأخرى التي قد تحدث. ^{[ 8 ]} تُستخدم البطانات المركبة في مدافن النفايات الصلبة البلدية للحد من تلوث المياه . تتكون البطانة المركبة من غشاء أرضي وبطانة طينية جيوسينثيتيكية . تُعد أنظمة البطانات المركبة أكثر فعالية في الحد من تسرب الرشح إلى التربة التحتية مقارنةً بالبطانة الطينية أو طبقة الغشاء الأرضي المفردة. ^{[ 9 ]}

تنتج الأشكال الرئيسية للتدهور الميكانيكي المرتبط بالأغشية الأرضية عن عدم كفاية قوة الشد، ومقاومة التمزق، ومقاومة الصدمات، ومقاومة الثقب، بالإضافة إلى قابليتها للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي . وتُعدّ الطريقة المثلى لتقييم مدى تدهور البطانة هي فحص عينات ميدانية على مدار فترة خدمتها. ونظرًا لطول المدة الزمنية اللازمة لاختبارات أخذ العينات الميدانية، فقد طُوّرت العديد من اختبارات التقادم المُعجّلة في المختبر لقياس الخصائص الميكانيكية المهمة. ^{[ 10 ]}

• غشاء أرضي / بطانة بركة
• الانسداد الحيوي
• الغاز الحيوي
• تغطية يومية
• منجم نفايات
• مدافن النفايات في الولايات المتحدة
• ضغط النفايات