垃圾渗滤液中有机污染物成分特征的研究进展

夏昌伟

摘要 对垃圾渗滤液中有机污染物成分特征的研究进展进行综述，包括垃圾渗滤液中有机物分子量的分布、垃圾渗滤液中有机物污染物的结构特性、垃圾渗滤液中溶解性有机物组分的三维荧光特性、垃圾渗滤液中有机污染物成分的分析。

关键词 垃圾渗滤液；有机污染物；成分特征；研究进展

中图分类号 X799 文献标识码 A 文章编号 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

近年来，随着人口的快速增长及人们生活水平的不断提高，我国生活垃圾年产生量快速增长[1-2]。当前，我国城市垃圾的处理70%以上采用卫生填埋法[3]，許多城市都相继建立了垃圾卫生填埋场，垃圾渗滤液也随之产生[4]。垃圾渗滤液的组成成分复杂，其中含有各种金属离子、有机污染物、总溶解性固体[5]，其中有机污染物又分为高分子腐殖质类、中分子量灰黄霉酸类及低分子量脂肪酸类，这些化合物中含有许多污染物可致癌、促癌[6]，难以处理达标[7]。因此，进一步深入认识垃圾渗滤液中有机组分及结构特性，对指导今后垃圾渗滤液生态净化具有重要的理论和实践意义。

1 垃圾渗滤液中有机物分子量的分布

垃圾渗滤液中污染有机成分复杂，包括烷烃、单环芳烃、烯烃、多环芳烃和杂环化合物[8-9]。张宏忠等[10]通过对渗滤液中溶解性有机质UV254 nm吸光度研究结果表明：垃圾渗滤液中分子量>10 000、2 500～10 000、1 000～2 500、<1 000所占比例分别为1.7%、11.9%、50.4%、36.0%。垃圾渗滤液中的芳香化合物以分子量小于2 500的为主，包括水溶性腐殖质及挥发性有机酸[11]，由于其既不能被膜截留，也不能被微生物降解，成为了垃圾渗滤液各处理工艺处理出水COD的主要成分[12]。郝瑞霞等[13]研究表明波长为254 nm的紫外吸光度和波长在226～400 nm范围内的紫外吸光度的积分与化学需氧量、总有机碳均具有很好的线性关系。其中，紫外吸光度积分与总有机碳的相关性最高，能更加全面地反映污水中有机污染物的含量[14]。垃圾渗滤液中分子量>10 000、2 500～10 000、1 000～2 500、<1 000所占比例分别为35.6%、15.8%、22.8%、25.8%[15]，分子量分布比较分散，如果要对其进行处理，需将各种净水单元工艺进行组合[16]，使得垃圾渗滤液生态净化的难度加大，积极研发针对分子量的分布比较分散废水处理技术，对今后垃圾渗滤液生态净化和资源化具有重要作用。

2 垃圾渗滤液中有机物污染物的结构特性

垃圾渗滤液溶解性有机质是由一类成分复杂的非均质混合物组成，一般含-OH，-NH2，CO和-COOH等活性官能团。傅里叶采用严格定量的制样方法，变换红外光得到有机化合物各种官能团对红外吸收的总体反映。腐殖质占垃圾渗滤液中溶解性有机碳的40%～60%[17]，其包括富里酸及腐殖酸2个部分，是一类大分子多环芳香化合物。Lin C[18]研究表明，3077～3 030 cm-1是芳烃C-H的伸缩振动区，3 670～3 300 cm-1是羟基或羧基-OH的伸缩振动区，1 470～1 420 cm-1是芳烃和嘧啶C-C的伸缩振动区，1 690～1 680 cm-1是发生共轭效应的羧酸C-O的伸缩振动区，有锯齿状倍频吸收2 000～1 600、900～650 cm-1是芳烃C-H的变形震动区，垃圾渗滤液颗粒物分为无机物和有机物两部分，无机物主要为碳酸盐，有机物主要以芳环为骨架以及醛或酮缩聚的结构，含有不饱和的碳氧键，基团主要有酚轻基、羧基、甲基和氨基等。因此认为渗滤液颗粒物中的有机物质以腐殖质为主。

3 垃圾渗滤液中溶解性有机物组分的三维荧光特性

三维荧光法可以根据荧光强度信息对垃圾渗滤液中的有机污染物分类及含量信息进行研究[19]。从图1可以看出，ClassⅠ称为类腐殖酸荧光（humic-like）；ClassⅡ与ClassⅣ为类富里酸荧光（visiblefulvic-likeandUVfulvic-like）；ClassⅢ为类蛋白荧光（protein-like）[20]。从图2可以看出，垃圾渗滤液在2个区域出现很强的荧光信号：一是Ex/Em=（280～370）nm/（380～460）nm，荧光信号较强，属于可见区类富里酸和腐殖酸类物质[21]；二是Ex/Em=（200～250）nm/（340～480）nm，荧光信号非常强，主要代表紫外区类富里酸。一般情况下，荧光强度越强，说明垃圾渗滤液中DOM含有的共轭双键越多[22]，由此可以判别垃圾渗滤液的主要组成为类富里酸、类色氨酸和类腐殖酸物质。微生物活动与三维荧光光谱中类蛋白荧光峰有密切联系[23]，垃圾渗滤液中微生物活跃，渗滤液DOM中含有大量微生物活动产生的垃圾降解产物[24]。

4 垃圾渗滤液中有机污染物成分的分析

垃圾滲滤液由于有机污染物浓度高、种类多，水质变化范围极大，处理难度较大，应对其组分进行明确，以更好地（下转第206页）

对其进行科学处理。解析气相色谱图谱可知，垃圾渗滤液含有的有机物种类包含丁酸或辛酸、苯酚、吲哚类及多环芳烃等[25]。利用气相色谱—质谱联用仪对垃圾渗滤液中有机污染物种类及含量进行测定，结果表明：其含有的有机污染物总共有63种，其中羧酸类19种、醇及酚类10种、醛及酮类10种、酰胺类7种、烷烯烃6种、酯类5种、芳烃类1种、其他5种，其中有很多已被确认为致癌物或促癌物、辅致癌物[26-28]。

这63种有机污染物中有34种可信度在60%以上。在检测出的63种有机污染物中，有烷、烯、醇、酮、羧酸、苯、酯、酰胺、吡咯、呋喃酮、吡啶、苯酚、吲哚、腙、硅氧烷等物质，但卤代有机物、萘、芴等较少，可能是这些有机物含量小，富集没有达到检测限所致。值得注意的是，杂环类有机物虽然在垃圾渗滤液所萃取出的有机相中所占比例不大，但其结构稳定，同时还含有一定量的元素，其处理后最终的存在形式将成为垃圾渗滤液生态净化效果的重要考察指标。

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