垃圾滲濾液中有機(jī)污染物成分特征的研究進(jìn)展

夏昌偉

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

關(guān)鍵詞 垃圾滲濾液；有機(jī)污染物；成分特征；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) X799 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(zhǎng)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(zhǎng)[1-2]。當(dāng)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(chǎng)，垃圾滲濾液也隨之產(chǎn)生[4]。垃圾滲濾液的組成成分復(fù)雜，其中含有各種金屬離子、有機(jī)污染物、總?cè)芙庑怨腆w[5]，其中有機(jī)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(dá)標(biāo)[7]。因此，進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)垃圾滲濾液中有機(jī)組分及結(jié)構(gòu)特性，對(duì)指導(dǎo)今后垃圾滲濾液生態(tài)凈化具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 垃圾滲濾液中有機(jī)物分子量的分布

垃圾滲濾液中污染有機(jī)成分復(fù)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(duì)滲濾液中溶解性有機(jī)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(jī)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(zhǎng)為254 nm的紫外吸光度和波長(zhǎng)在226～400 nm范圍內(nèi)的紫外吸光度的積分與化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳均具有很好的線性關(guān)系。其中，紫外吸光度積分與總有機(jī)碳的相關(guān)性最高，能更加全面地反映污水中有機(jī)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(duì)其進(jìn)行處理，需將各種凈水單元工藝進(jìn)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(duì)分子量的分布比較分散廢水處理技術(shù)，對(duì)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(jī)物污染物的結(jié)構(gòu)特性

垃圾滲濾液溶解性有機(jī)質(zhì)是由一類成分復(fù)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(tuán)。傅里葉采用嚴(yán)格定量的制樣方法，變換紅外光得到有機(jī)化合物各種官能團(tuán)對(duì)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(jī)碳的40%～60%[17]，其包括富里酸及腐殖酸2個(gè)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(dòng)區(qū)，3 670～3 300 cm-1是羥基或羧基-OH的伸縮振動(dòng)區(qū)，1 470～1 420 cm-1是芳烴和嘧啶C-C的伸縮振動(dòng)區(qū)，1 690～1 680 cm-1是發(fā)生共軛效應(yīng)的羧酸C-O的伸縮振動(dòng)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(dòng)區(qū)，垃圾滲濾液顆粒物分為無機(jī)物和有機(jī)物兩部分，無機(jī)物主要為碳酸鹽，有機(jī)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(tuán)主要有酚輕基、羧基、甲基和氨基等。因此認(rèn)為滲濾液顆粒物中的有機(jī)物質(zhì)以腐殖質(zhì)為主。

3 垃圾滲濾液中溶解性有機(jī)物組分的三維熒光特性

三維熒光法可以根據(jù)熒光強(qiáng)度信息對(duì)垃圾滲濾液中的有機(jī)污染物分類及含量信息進(jìn)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(gè)區(qū)域出現(xiàn)很強(qiáng)的熒光信號(hào)：一是Ex/Em=（280～370）nm/（380～460）nm，熒光信號(hào)較強(qiáng)，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(hào)非常強(qiáng)，主要代表紫外區(qū)類富里酸。一般情況下，熒光強(qiáng)度越強(qiáng)，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(dòng)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(dòng)產(chǎn)生的垃圾降解產(chǎn)物[24]。

4 垃圾滲濾液中有機(jī)污染物成分的分析

垃圾滲濾液由于有機(jī)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(yīng)對(duì)其組分進(jìn)行明確，以更好地（下轉(zhuǎn)第206頁）

對(duì)其進(jìn)行科學(xué)處理。解析氣相色譜圖譜可知，垃圾滲濾液含有的有機(jī)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(duì)垃圾滲濾液中有機(jī)污染物種類及含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明：其含有的有機(jī)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(rèn)為致癌物或促癌物、輔致癌物[26-28]。

這63種有機(jī)污染物中有34種可信度在60%以上。在檢測(cè)出的63種有機(jī)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(jī)物、萘、芴等較少，可能是這些有機(jī)物含量小，富集沒有達(dá)到檢測(cè)限所致。值得注意的是，雜環(huán)類有機(jī)物雖然在垃圾滲濾液所萃取出的有機(jī)相中所占比例不大，但其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)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(biāo)。

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