लैंडफिल गैस: Difference between revisions
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Latest revision as of 18:57, 31 January 2023
लैंडफिल गैस एक लैंडफिल के भीतर सूक्ष्मजीवों की क्रिया द्वारा निर्मित विभिन्न गैसों का मिश्रण है क्योंकि वे जैविक कचरे को विघटित करते हैं, उदाहरण के लिए, खाद्य अपशिष्ट और कागज अपशिष्ट। लैंडफिल गैस लगभग चालीस से साठ प्रतिशत मीथेन और शेष कार्बन डाइऑक्साइड है। अन्य अस्थिर कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) की ट्रेस मात्रा में शेष (<1%) सम्मिलित हैं। इन ट्रेस गैसों में बड़ी संख्या में प्रजातियां सम्मिलित हैं, जिनमें मुख्य रूप से सरल हाइड्रोकार्बन हैं।[1]
लैंडफिल गैसों का जलवायु परिवर्तन पर प्रभाव पड़ता है। प्रमुख घटक कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन हैं, तथा दोनों ही ग्रीनहाउस गैसें हैं। वायुमंडल में मीथेन कहीं अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है जिसके प्रत्येक अणु में कार्बन डाइऑक्साइड के एक अणु के प्रभाव का पच्चीस गुना अधिक प्रभाव होता है। हालांकि कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में मीथेन वातावरण के संघटन के लिए कम उत्तरदायी है। लैंडफिल अमेरिका में मीथेन का तीसरा सबसे बड़ा स्रोत है।[2]
इन गैसों के महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभावों के कारण लैंडफिल गैस का परिवीक्षण नगरपालिका के कचरे में जैवनिम्नीकरणीय सामग्री की मात्रा को कम करने और लैंडफिल गैस उपयोग रणनीतियों को बनाने के लिए नियामक व्यवस्थाएं स्थापित की गई हैं जिसमें बिजली उत्पादन के लिए गैस विस्तारण या अधिग्रहण सम्मिलित है।
उत्पादन
लैंडफिल गैसें तीन प्रक्रियाओं का परिणाम हैं:[1]
- वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का वाष्पीकरण (जैसे, विलायक (सॉल्वैंट्स))
- अपशिष्ट घटकों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएं
- सूक्ष्मजैविक क्रिया, विशेष रूप से मेथानोजेनेसिस
प्रथम दो प्रक्रियायें अपशिष्ट की प्रकृति पर दृढ़ता से निर्भर करते हैं। अधिकांश लैंडफिल में प्रमुख प्रक्रिया तीसरी प्रक्रिया है जिससे अवायवीय जीवाणु जैव गैस का उत्पादन करने के लिए जैविक कचरे को विघटित करते हैं, जिसमें मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अन्य यौगिकों के निशान होते हैं।[3] कचरे की विषमता के बाद भी गैसों का विकास अच्छी तरह से परिभाषित गतिज अभिरचना (काइनेटिक पैटर्न) का अनुसरण करता है। लैंडफिल सामग्री जमा करने के लगभग छह महीने बाद मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण आरम्भ होता है। गैस का विकास लगभग 20 वर्षों में अधिकतम तक पहुँचता है, फिर दशकों के दौरान घटता है।[1]
जब लैंडफिल गैस मिट्टी के माध्यम से फैलती है तो गैस में मीथेन का एक अंश सूक्ष्मजीवी रूप से कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है।.[4]
परिवीक्षण
क्योंकि लैंडफिल द्वारा उत्पादित गैसें मूल्यवान और कभी-कभी संकटजनक होती हैं, इसलिए परिवीक्षण तकनीकों को विकसित गया है। ज्वाला आयनीकरण संसंचक (डिटेक्टर) का उपयोग मीथेन के स्तर के साथ-साथ कुल वीओसी स्तरों को मापने के लिए किया जा सकता है। सतह और उप-सतह की परिवीक्षण के साथ-साथ परिवेशी वायु का भी परिवीक्षण किया जाता है। अमेरिका में, सन 1990 के स्वच्छ वायु अधिनियम के अंतर्गत यह आवश्यक है कि कई बड़े लैंडफिल गैस संग्रह और नियंत्रण प्रणाली स्थापित करें जिसका अर्थ है कि गैस सुविधा का संग्रहण कम से कम हो और इसका विस्तार किया जाय।
वर्ष 1979 अक्टूबर मास में गठित आरसीआरए के उपशीर्षक डी के तहत अमेरिकी संघीय नियम एमएसडब्ल्यू लैंडफिल के स्थान, अभिकल्पना, निर्माण, संचालन, परिवीक्षण और समापन को विनियमित करते हैं। उपशीर्षक डी को अब लैंडफिल गैस में मीथेन के प्रवासन पर नियंत्रण की आवश्यकता है। लैंडफिल पर उनके संचालन के दौरान परिवीक्षण आवश्यकताओं को अतिरिक्त 30 वर्षों के पश्चात्त तक पूरा किया जाना चाहिए। आरसीआरए के उपशीर्षक डी से प्रभावित लैंडफिल को समय-समय पर मीथेन उत्सर्जन की जांच करने के लिए एक विधि स्थापित करके गैस को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है और इसलिए ऑफ-साइट प्रवासन को रोकता है। लैंडफिल स्वामी(ओनर) और संचालकों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि मीथेन गैस की सांद्रता सुविधा संरचनाओं में मीथेन के लिए एलईएल के 25% और सुविधा सीमा पर मीथेन के लिए एलईएल से अधिक न हो।[5]
प्रयोग
एक लैंडफिल के भीतर उत्पन्न होने वाली गैसों को एकत्र किया जा सकता है और विभिन्न विधियों से उपयोग किया जा सकता है। लैंडफिल गैस का उपयोग सीधे स्थल पर बॉयलर या गर्मी प्रदान करने वाली किसी भी प्रकार की दहन प्रणाली द्वारा किया जा सकता है। माइक्रोटर्बाइन, वाष्प टर्बाइन या ईंधन सेल के उपयोग के माध्यम से भी साइट पर बिजली उत्पन्न की जा सकती है।[6] लैंडफिल गैस को ऑफ-साइट भी बेचा जा सकता है और प्राकृतिक गैस पाइपलाइन में प्रेषित किया जा सकता है। इस दृष्टिकोण के लिए विभिन्न प्रदूषकों और घटकों को हटाकर गैस को पाइपलाइन आचरण में संसाधित करने की आवश्यकता होती है।[7] लैंडफिल गैस का उपयोग लैंडफिल प्रक्रिया के एक अन्य उपोत्पाद लीचेट को वाष्पित करने के लिए भी किया जा सकता है। यह अनुप्रयोग दूसरे ईंधन को विस्थापित करता है जो पहले उसी कार्य के लिए प्रयोग किया गया था[8]
लैंडफिल में गैस संग्रह की दक्षता सीधे उस ऊर्जा की मात्रा को प्रभावित करती है जिससे बंद लैंडफिल (जो अब अपशिष्ट स्वीकार नहीं करते हैं) को पुनः प्राप्त किया जा सकता है। खुले लैंडफिल (जो अभी भी अपशिष्ट स्वीकार कर रहे हैं) की तुलना में अधिक कुशलता से गैस एकत्र करते हैं। बंद और खुले लैंडफिल में संग्रह दक्षता की तुलना में दोनों के बीच लगभग 17 प्रतिशत का अंतर पाया गया।[9]
विपक्ष
लैंडफिल गैस को पकड़ना और उसका उपयोग महंगा हो सकता है। कुछ पर्यावरण समूहों का दावा है कि परियोजनाएं "नवीकरणीय ऊर्जा" का उत्पादन नहीं करती हैं क्योंकि कचरा (उनका स्रोत) नवीकरणीय नहीं है। सिएरा क्लब ऐसी परियोजनाओं के लिए सरकारी अनुदान का विरोध करता है।[10] प्राकृतिक संसाधन रक्षा परिषद (एनआरडीसी) का तर्क है कि सरकारी प्रलोभनों को सौर, पवन और ऊर्जा-दक्षता प्रयासों की ओर अधिक निर्देशित किया जाना चाहिए।[10]
सुरक्षा
लैंडफिल गैस उत्सर्जन से लैंडफिल में प्राकृतिक पर्यावरण, स्वच्छता और सुरक्षा संबंधी समस्याएं हो सकती हैं।[11][12] उदाहरण के लिए,वर्ष 1986 में लॉसको, इंग्लैंड में,[13] जहां पलायन करने वाली लैंडफिल गैस संचित हो गई और संपत्ति को आंशिक रूप से नष्ट कर दिया। वर्ष 1991, डेनमार्क में स्केलिंगस्टेड लैंडफिल से संलग्न एक घर में विस्फोट से दो लोगों की मृत्यु हो गई।[14] लैंडफिल गैस में उपस्थित संकट के कारण लैंडफिल द्वारा उत्पादित गैस का परिवीक्षण करने की स्पष्ट आवश्यकता है। अग्नि और विस्फोटन के संकट के अतिरिक्त, उपसतह में गैस प्रवासन के परिणामस्वरूप भूजल के साथ लैंडफिल गैस का संपर्क हो सकता है। इसके विपरीत यह लगभग सभी लैंडफिल गैसों में उपस्थित कार्बनिक यौगिकों द्वारा भूजल के संदूषण का परिणाम हो सकता है।[15]
यह सामान्यतः केवल ट्रेस मात्रा में ही विकसित होता है, लैंडफिल कुछ गंध द्रव्य और क्लोरोकार्बन अवमुक्त करते हैं।
लैंडफिल गैस प्रवास, दबाव के अंतर और प्रसार के कारण हो सकता है। यदि गैस आसन्न इमारतों में पर्याप्त उच्च सांद्रता तक पहुँचती है तो यह विस्फोट का संकट उत्पन्न कर सकता है।
यह भी देखें
- अवायवीय पाचन
- जैवनिम्ननीयता
- जैव गैस
- फुजा(फ्लू) गैस
- लैंडफिल गैस का उपयोग
- विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न बिजली की सापेक्ष लागत
- भूमिगत कोयला गैसीकरण
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Hans-Jürgen Ehrig, Hans-Joachim Schneider and Volkmar Gossow "Waste, 7. Deposition" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2011, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.o28_o07
- ↑ "Methane Emissions". Environmental Protection Agency. 23 December 2015. Retrieved 13 June 2016.
- ↑ "Landfill Gas and Biogas". U.S. Energy Information Administration. Retrieved 2015-11-22.
- ↑ Scheutz, C., Kjeldsen, P., Bogner, J.E., De Visscher, A., Gebert, J., Hilger, H.A. & Spokas, K. (2009) Microbial methane oxidation processes and technologies for mitigation of landfill gas emissions. Waste Manage. Res. 27:409-455.
- ↑ "Landfill Gas Control Measures". Agency for Toxic Substances & Disease Registry. Retrieved 2010-04-26.
- ↑ Sullivan, Patrick. "The Importance of Landfill Gas Capture and Utilization in the U.S" (PDF). SUR. Retrieved 27 September 2013.
- ↑ "Landfill Gas Power Plants". California Energy Commission. Retrieved 27 September 2013.
- ↑ "Landfill Methane Outreach program". EPA. Retrieved 27 September 2013.
- ↑ Powell, Jon T.; Townsend, Timothy G.; Zimmerman, Julie B. (2015-09-21). "Estimates of solid waste disposal rates and reduction targets for landfill gas emissions". Nature Climate Change (in English). advance online publication (2): 162–165. doi:10.1038/nclimate2804. ISSN 1758-6798.
- ↑ 10.0 10.1 Koch, Wendy (2010-02-25). "Landfill Projects on the rise". USA Today. Retrieved 2010-04-25.
- ↑ Brosseau, J. (1994) Trace gas compound emissions from municipal landfill sanitary sites; Atmospheric-Environment 28 (2), 285-293
- ↑ Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999) Landfilling of waste: Biogas
- ↑ Williams and Aitkenhead (1991) Lessons from Loscoe: The uncontrolled migration of landfill gas; The Quarterly Journal of Engineering Geology 24 (2), 191-207
- ↑ "Danish EPA". mst.dk.
- ↑ Kerfoot, H.B., Chapter 3.5 In Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999)Landfilling of waste: Biogas
बाहरी कड़ियाँ
- GA Mansoori, N Enayati, LB Agyarko (2016), Energy: Sources, Utilization, Legislation, Sustainability, Illinois as Model State, World Sci. Pub. Co., ISBN 978-981-4704-00-7
- "Primer on Landfill Gas as "Green Energy"". Energy Justice Network. Retrieved 2010-04-25.
- Koch, Wendy (2010-02-25). "Landfill Projects on the rise". USA Today. Retrieved 2010-04-25.
- "Landfill Gas to Energy". Waste Management. Retrieved 2010-04-26.
- "Landfill Gas". Gas Separation Technology LLC. Archived from the original on 2017-05-06. Retrieved 2010-04-26.
- "Landfill Gas Control Measures". Agency for Toxic Substances & Disease Registry. Retrieved 2010-04-26.
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