垃圾滲濾液中有機污染物成分特征的研究進展

夏昌偉

摘要 對垃圾滲濾液中有機污染物成分特征的研究進展進行綜述，包括垃圾滲濾液中有機物分子量的分布、垃圾滲濾液中有機物污染物的結(jié)構(gòu)特性、垃圾滲濾液中溶解性有機物組分的三維熒光特性、垃圾滲濾液中有機污染物成分的分析。

關鍵詞 垃圾滲濾液；有機污染物；成分特征；研究進展

中圖分類號 X799 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）06-0194-01

Research Progress on Composition Characteristics of Organic Pollutants in Landfill Leachate

XIA Chang-wei

（Guizhou Tianbao Ecology Co.，Ltd.，Guiyang Guizhou 550002）

Abstract Research progress on the composition characteristics of organic pollutants in landfill leachate was reviewed，including garbage percolate and filtrate of organic molecular weight distribution，landfill leachate organic pollutants in the structure characteristics，garbage infiltration filtrate dissolved organic matter group of three dimensional fluorescence characteristics，garbage infiltration analysis of the components of organic pollutants in leachate.

Key words landfill leachate；organic pollutants；composition characteristics；research progress

近年來，隨著人口的快速增長及人們生活水平的不斷提高，我國生活垃圾年產(chǎn)生量快速增長[1-2]。當前，我國城市垃圾的處理70%以上采用衛(wèi)生填埋法[3]，許多城市都相繼建立了垃圾衛(wèi)生填埋場，垃圾滲濾液也隨之產(chǎn)生[4]。垃圾滲濾液的組成成分復雜，其中含有各種金屬離子、有機污染物、總?cè)芙庑怨腆w[5]，其中有機污染物又分為高分子腐殖質(zhì)類、中分子量灰黃霉酸類及低分子量脂肪酸類，這些化合物中含有許多污染物可致癌、促癌[6]，難以處理達標[7]。因此，進一步深入認識垃圾滲濾液中有機組分及結(jié)構(gòu)特性，對指導今后垃圾滲濾液生態(tài)凈化具有重要的理論和實踐意義。

1 垃圾滲濾液中有機物分子量的分布

垃圾滲濾液中污染有機成分復雜，包括烷烴、單環(huán)芳烴、烯烴、多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物[8-9]。張宏忠等[10]通過對滲濾液中溶解性有機質(zhì)UV254 nm吸光度研究結(jié)果表明：垃圾滲濾液中分子量>10 000、2 500～10 000、1 000～2 500、<1 000所占比例分別為1.7%、11.9%、50.4%、36.0%。垃圾滲濾液中的芳香化合物以分子量小于2 500的為主，包括水溶性腐殖質(zhì)及揮發(fā)性有機酸[11]，由于其既不能被膜截留，也不能被微生物降解，成為了垃圾滲濾液各處理工藝處理出水COD的主要成分[12]。郝瑞霞等[13]研究表明波長為254 nm的紫外吸光度和波長在226～400 nm范圍內(nèi)的紫外吸光度的積分與化學需氧量、總有機碳均具有很好的線性關系。其中，紫外吸光度積分與總有機碳的相關性最高，能更加全面地反映污水中有機污染物的含量[14]。垃圾滲濾液中分子量>10 000、2 500～10 000、1 000～2 500、<1 000所占比例分別為35.6%、15.8%、22.8%、25.8%[15]，分子量分布比較分散，如果要對其進行處理，需將各種凈水單元工藝進行組合[16]，使得垃圾滲濾液生態(tài)凈化的難度加大，積極研發(fā)針對分子量的分布比較分散廢水處理技術，對今后垃圾滲濾液生態(tài)凈化和資源化具有重要作用。

2 垃圾滲濾液中有機物污染物的結(jié)構(gòu)特性

垃圾滲濾液溶解性有機質(zhì)是由一類成分復雜的非均質(zhì)混合物組成，一般含-OH，-NH2，CO和-COOH等活性官能團。傅里葉采用嚴格定量的制樣方法，變換紅外光得到有機化合物各種官能團對紅外吸收的總體反映。腐殖質(zhì)占垃圾滲濾液中溶解性有機碳的40%～60%[17]，其包括富里酸及腐殖酸2個部分，是一類大分子多環(huán)芳香化合物。Lin C[18]研究表明，3077～3 030 cm-1是芳烴C-H的伸縮振動區(qū)，3 670～3 300 cm-1是羥基或羧基-OH的伸縮振動區(qū)，1 470～1 420 cm-1是芳烴和嘧啶C-C的伸縮振動區(qū)，1 690～1 680 cm-1是發(fā)生共軛效應的羧酸C-O的伸縮振動區(qū)，有鋸齒狀倍頻吸收2 000～1 600、900～650 cm-1是芳烴C-H的變形震動區(qū)，垃圾滲濾液顆粒物分為無機物和有機物兩部分，無機物主要為碳酸鹽，有機物主要以芳環(huán)為骨架以及醛或酮縮聚的結(jié)構(gòu)，含有不飽和的碳氧鍵，基團主要有酚輕基、羧基、甲基和氨基等。因此認為滲濾液顆粒物中的有機物質(zhì)以腐殖質(zhì)為主。

3 垃圾滲濾液中溶解性有機物組分的三維熒光特性

三維熒光法可以根據(jù)熒光強度信息對垃圾滲濾液中的有機污染物分類及含量信息進行研究[19]。從圖1可以看出，ClassⅠ稱為類腐殖酸熒光（humic-like）；ClassⅡ與ClassⅣ為類富里酸熒光（visiblefulvic-likeandUVfulvic-like）；ClassⅢ為類蛋白熒光（protein-like）[20]。從圖2可以看出，垃圾滲濾液在2個區(qū)域出現(xiàn)很強的熒光信號：一是Ex/Em=（280～370）nm/（380～460）nm，熒光信號較強，屬于可見區(qū)類富里酸和腐殖酸類物質(zhì)[21]；二是Ex/Em=（200～250）nm/（340～480）nm，熒光信號非常強，主要代表紫外區(qū)類富里酸。一般情況下，熒光強度越強，說明垃圾滲濾液中DOM含有的共軛雙鍵越多[22]，由此可以判別垃圾滲濾液的主要組成為類富里酸、類色氨酸和類腐殖酸物質(zhì)。微生物活動與三維熒光光譜中類蛋白熒光峰有密切聯(lián)系[23]，垃圾滲濾液中微生物活躍，滲濾液DOM中含有大量微生物活動產(chǎn)生的垃圾降解產(chǎn)物[24]。

4 垃圾滲濾液中有機污染物成分的分析

垃圾滲濾液由于有機污染物濃度高、種類多，水質(zhì)變化范圍極大，處理難度較大，應對其組分進行明確，以更好地（下轉(zhuǎn)第206頁）

對其進行科學處理。解析氣相色譜圖譜可知，垃圾滲濾液含有的有機物種類包含丁酸或辛酸、苯酚、吲哚類及多環(huán)芳烴等[25]。利用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀對垃圾滲濾液中有機污染物種類及含量進行測定，結(jié)果表明：其含有的有機污染物總共有63種，其中羧酸類19種、醇及酚類10種、醛及酮類10種、酰胺類7種、烷烯烴6種、酯類5種、芳烴類1種、其他5種，其中有很多已被確認為致癌物或促癌物、輔致癌物[26-28]。

這63種有機污染物中有34種可信度在60%以上。在檢測出的63種有機污染物中，有烷、烯、醇、酮、羧酸、苯、酯、酰胺、吡咯、呋喃酮、吡啶、苯酚、吲哚、腙、硅氧烷等物質(zhì)，但鹵代有機物、萘、芴等較少，可能是這些有機物含量小，富集沒有達到檢測限所致。值得注意的是，雜環(huán)類有機物雖然在垃圾滲濾液所萃取出的有機相中所占比例不大，但其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時還含有一定量的元素，其處理后最終的存在形式將成為垃圾滲濾液生態(tài)凈化效果的重要考察指標。

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