水文資源污染問(wèn)題中垃圾滲濾液所產(chǎn)生的影響探究

劉少波

(忻州市水文水資源勘測(cè)站，山西 忻州 034000)

垃圾滲濾液作為混合性溶液，其成分多樣，除了垃圾本身已經(jīng)含有的水分和雜質(zhì)外，還有因?yàn)殚L(zhǎng)期堆積與掩埋而產(chǎn)生的污染性因素，這些問(wèn)題也是垃圾滲濾液處理難度大，處理效果不明顯的原因。

1 垃圾滲濾液的污染特點(diǎn)

對(duì)于垃圾一般會(huì)采取填埋的處理方式，滲濾液的物化性質(zhì)會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間填埋會(huì)隨之產(chǎn)生改變，滲濾液中的污染性因子也會(huì)因此變化[1]。這是因?yàn)樵诶盥衿陂g，由于沒(méi)施行真空處理，垃圾中的有機(jī)物會(huì)和空氣中的氧氣產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)會(huì)促使垃圾滲濾液中生成大量的水分和二氧化碳，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)造成熱量釋放。當(dāng)進(jìn)入到酸化階段后，垃圾中的堿性有機(jī)物繼續(xù)與各種存在于空氣或者土壤內(nèi)的微生物、專性細(xì)菌等物質(zhì)產(chǎn)生厭氧反應(yīng)，讓酸性物質(zhì)因此誕生，于是滲濾液pH值不斷下降，并通過(guò)填埋垃圾的土壤層向附近的水體滲透，融入到水資源中并釋放出熱能資源，在熱量釋放的影響下溶液滲透被加快，水文資源也會(huì)被嚴(yán)重污染。

2 垃圾滲濾液中的污染性因子及污染影響

2.1 氨氮化合物及污染影響

在垃圾溶液中，有大量帶有氮元素且以游離狀態(tài)存在銨根離子和氨氣分子，這些物質(zhì)屬于氨氮化合物。氨氮化合物容易因?yàn)榄h(huán)境中的溫濕度和光照等原因發(fā)生分解反應(yīng)，氨氮化合物中的氮元素會(huì)以含氮?dú)怏w狀態(tài)被排放到附近的空氣中，但有一部分以氨離子或銨離子等形式存在的氨氮化合物能夠在垃圾滲濾液中穩(wěn)定存在，且不會(huì)輕易因?yàn)橥饨鐥l件發(fā)生改變[2]。這些穩(wěn)定存在的氨氮化合物會(huì)隨著垃圾滲濾液的滲透作用，融入到附近的地表水和地下水中，并以“水合氨”的形式繼續(xù)在水文資源中穩(wěn)定存在?！八习薄庇幸欢◣茁食蔀楦g性和污染性較強(qiáng)的“非離子氨”，作為一種純凈物，“非離子氨”的水溶性較強(qiáng)，甚至能早于滲濾液融合水文資源前就進(jìn)入到水溶液中，并在滲濾液和水文資源融合時(shí)釋放出熱能，孕育出有極強(qiáng)生物毒害效果的污染因子。即使是在普通溫度條件中，垃圾滲濾液中的氨氮化合物濃度也會(huì)不斷遞升，直到達(dá)到84.33%-90.24%左右的占比才會(huì)保持含量穩(wěn)定，而在加溫條件下，氨氮化合物的污染影響程度還會(huì)不斷增強(qiáng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水文資源中對(duì)于氨氮化合物的溶解強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)有較大差異，具體如表1所示。

表1 “水合氨”在不同水體中的溶解強(qiáng)度表

2.2 難降解物質(zhì)及污染影響

大部分物質(zhì)都可以在普通自然條件下被降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，但有些物質(zhì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜且存在形式非常穩(wěn)定，所以無(wú)法通過(guò)生物自然分解作用被代謝成無(wú)機(jī)物質(zhì)，這類物質(zhì)便是難降解物質(zhì)。隨著人們?cè)谌粘Ｉ钪性絹?lái)越偏好使用各種帶有化學(xué)成分的除污劑等物品，這也造成在垃圾滲濾液中存在較多的難降解物質(zhì)，這些難降解物質(zhì)主要來(lái)自于人工合成污漬洗滌劑或是含氯有機(jī)農(nóng)藥，這些洗滌劑或者農(nóng)藥會(huì)在垃圾滲濾液中催生大量不能被微生物快速分解的無(wú)機(jī)物，而因?yàn)榉纸獠粡氐祝@些無(wú)機(jī)物會(huì)在半分解或者輕微分解的情況下產(chǎn)生環(huán)芳烴、鹵代烴等物質(zhì)[3]。鹵代烴等物質(zhì)的化學(xué)成分復(fù)雜，它們的產(chǎn)生會(huì)讓垃圾滲濾液中的分解耗氧量急劇增高，進(jìn)而對(duì)水文資源產(chǎn)生嚴(yán)重污染，難降解物質(zhì)的具體循環(huán)方式如圖1所示。

2.3 重金屬離子及污染影響

在垃圾滲濾液中含有如鎘、汞、鋇、銀等在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中單位密度>4.5×103kg/m3的金屬元素，因?yàn)閱挝幻芏冗^(guò)高，鎘、汞、鋇、銀等金屬元素會(huì)在滲濾液和水文資源融合時(shí)與水蒸氣結(jié)合，并形成帶有腐蝕效果的酸化物，引起如酸雨等自然災(zāi)害現(xiàn)象。重金屬離子主要存在于工業(yè)廢水、清潔劑和農(nóng)藥等物質(zhì)中，近年來(lái)我國(guó)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)加快，工業(yè)廢水排放量增高，垃圾滲濾液中的重金屬離子含量也在增長(zhǎng)，對(duì)水文資源乃至自然環(huán)境的危害也在加大。

3 水文資源保護(hù)措施及污染防治辦法

3.1 物理方法

包括截污、清污、引水沖污、曝氣、機(jī)械除藻、超聲波除藻等。截污即對(duì)滲透入水文資源的滲濾液進(jìn)行截污，使其進(jìn)入垃圾處理廠。為強(qiáng)化清污效果，采用清污后的強(qiáng)化技術(shù)措施凈化劑，能夠數(shù)百倍放大自然界的降解作用，對(duì)垃圾滲濾液污染因子進(jìn)行進(jìn)一步分解和氧化，減少垃圾滲濾液對(duì)水文資源的污染影響[4]。清污后投加垃圾滲濾液凈化劑，垃圾滲濾液凈化劑是一種將降解垃圾滲濾液微生物菌種和優(yōu)選礦物等混合加工而成的生物產(chǎn)品，它能夠數(shù)百倍放大自然界的垃圾滲濾液降解作用，有效分解惡臭物，快速將水體從厭氧狀態(tài)變?yōu)楹醚?，是一種有效降解垃圾滲濾液，幫助水體恢復(fù)自凈能力，并重建其生態(tài)平衡的技術(shù)與產(chǎn)品。凈化劑與滲濾液中的污染因子發(fā)生吸附作用、分解作用和鰲合反應(yīng)，從而降解滲濾液中的污染因子、固化滲濾液中的重金屬離子，使?jié)B濾液表面形成保護(hù)層，實(shí)現(xiàn)滲濾液的穩(wěn)定化。垃圾滲濾液分解氧化的主要應(yīng)用形式是原位生物修復(fù)，即對(duì)受污染的垃圾滲濾液不作搬運(yùn)或運(yùn)輸，向垃圾滲濾液中直接投加垃圾滲濾液凈化劑，在基本不破壞垃圾滲濾液滲濾液自然環(huán)境條件下在水體底部進(jìn)行降解和修復(fù)。

3.2 化學(xué)方法

常見(jiàn)的化學(xué)方法有化學(xué)絮凝和重金屬化學(xué)固定等，這些方法是以投加化學(xué)藥劑來(lái)起到降解垃圾滲濾液中污染因子的目的，其突出特點(diǎn)在于其見(jiàn)效快、操作簡(jiǎn)單，選擇對(duì)水文資源使用化學(xué)處理法可以迅速控制垃圾滲濾液對(duì)水體的污染趨勢(shì)。但投加化學(xué)藥劑容易對(duì)水系的生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面化的影響，且如果過(guò)于依賴化學(xué)方法處理垃圾滲濾液污染會(huì)造成水體中的水生生物出現(xiàn)抗藥性，故在非應(yīng)急或者未通過(guò)健康安全許可的前提，不能將化學(xué)方法作為處理垃圾滲濾液污染水文資源的主要處理方式。

3.3 生物方法

采取投加垃圾凈化劑、水生植物、生態(tài)基技術(shù)等方式去除水文資源中的污染因子。垃圾凈化劑是指采取人工培養(yǎng)技術(shù)，對(duì)垃圾降解菌和優(yōu)選礦物進(jìn)行培育，將培育完成后的降解菌和礦物進(jìn)行復(fù)合加工，制作成固體粉末狀的凈化劑，所制作的凈化劑密度較大，超過(guò)水體，投入水中后能直接沉入到水底，然后對(duì)垃圾中的污染因子進(jìn)行降解。水生植物技術(shù)是以植物為主要的除污手段，利用植物在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)吸收氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的特性，來(lái)吸取污染水體中的污染因子，而植物發(fā)達(dá)的根系也能為微生物的大量繁殖和聚集提供場(chǎng)所，這樣可以為水體提供吸收凈化和澄清水質(zhì)的功能。生態(tài)基技術(shù)是指在水體中投入聚酯纖維類的高效微生物載體，將原本懸浮于水中和存在于垃圾滲濾液的本土微生物富集在表面，為微生物提供生長(zhǎng)空間，促使微生物得以大量繁殖，依靠培養(yǎng)微生物群落構(gòu)建“藻-菌”共生系統(tǒng)，以此來(lái)讓水體自凈功能得到明顯的加強(qiáng)。生態(tài)基又稱人工水草，通過(guò)結(jié)合材料學(xué)、微生物學(xué)和水體生態(tài)學(xué)等原理，采用食品級(jí)原材料，并以編織技術(shù)制成高比表面積、高負(fù)荷的微生物載體，將生態(tài)基投放到水體時(shí)，生態(tài)基會(huì)將水體內(nèi)的微生物富集到自身表面，為微生物聚集和繁殖提供居住空間，從而增加水體中的微生物數(shù)量。

通過(guò)微生物的培育，水體將具備吸收有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽的功能，故能夠?qū)鴿B濾液中的有機(jī)物質(zhì)加以吸收和分解。分解滲濾液中的有機(jī)物，水體便實(shí)現(xiàn)了對(duì)滲濾液污染因子的有效降解，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了水體自凈能力的增強(qiáng)，確保了水體的水質(zhì)可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。

除了微生物外，水草本身也具有光合作用，可以利用水草的光合作用對(duì)滲濾液中如CO2、NH4+、P043-等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行吸收和降解，在光合作用下，水草合成細(xì)胞物質(zhì)并釋放出O2，好氧細(xì)菌便能借助這些O2對(duì)垃圾滲濾液中的污染因子加以分解和轉(zhuǎn)化，同時(shí)在分解和轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生的CO2又能繼續(xù)促進(jìn)生物基的生長(zhǎng)繁殖，讓水體的生物凈化功能得到保持。為了保證菌類和藻類生長(zhǎng)，生態(tài)基纖維絲一般要設(shè)計(jì)適合菌類的1-5μm的小孔以及適合藻類的80-350μm的大孔。生態(tài)基的特性能夠適應(yīng)不同類型的微生物進(jìn)行生長(zhǎng)，因此生態(tài)基附著生物群落類型豐富，數(shù)量龐大，能形成穩(wěn)定的共生關(guān)系。由于生態(tài)基的巨大比表面積和特殊的微孔結(jié)構(gòu)，給藻類提供了特殊的生長(zhǎng)環(huán)境，起到分解滲濾液中污染因子的作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

在當(dāng)下，隨著工業(yè)廢水排放量的增加以及生活垃圾種類的增多，垃圾滲濾液中的污染成分正在逐漸復(fù)雜化，對(duì)水文資源的污染影響也越來(lái)越大，為此需要結(jié)合垃圾滲濾液的污染特點(diǎn)，有針對(duì)性的實(shí)施治理措施，才能將滲濾液的污染問(wèn)題控制到最低，保證環(huán)境健康。