生活垃圾填埋场渗滤液污染情况与展望

赖建彬

（龙岩市环境卫生中心，福建 龙岩 364000）

1 垃圾填埋现状

根据国家统计局数据显示，虽然近年来生活垃圾填埋量逐年下降，但填埋量依然很大，表1 显示了近十年来我国生活垃圾处理能力、处理量等。其中，2020年全国生活垃圾卫生填埋场644 座，垃圾填埋量7 771.5 万t，占总无害化处理量的33.14%[1]。由于西部地区人口少、人口分布散，垃圾处理成本等原因，西部地区仍以填埋为主，不可避免产生渗滤液，渗滤液进入水体和土壤中，对人类健康和环境造成不利影响。

表1 近十年全国生活垃圾处理情况

垃圾填埋场的渗滤液主要由垃圾填埋场周围的降水渗透、垃圾发酵以及地下水浸入水分形成[2]。其中含有的污染物种类繁多，包括大量的无机离子、有机化合物、溶解性固体、及新污染物等[3]。与传统的氨、氮等有机污染物相比，大部分新污染物具有持久性、累积性、迁移性等特征，环境中存在时间长、治理难度大[3]。影响垃圾渗滤液成分的因素很多，主要有水分供给状况、场地及地表条件、垃圾成分、填埋时间、填埋工艺等，其中降雨量和填埋时间对其影响尤为重要[4-5]。因此，考虑影响渗滤液变化的多种因素，有必要进行渗滤液污染风险评估[6]。渗滤液污染指数（LPI）是一种定量评估特定垃圾填埋场在特定时间段内的污染风险的指标[7]。LPI 有助于确定渗滤液处理方法及量化污染程度，从而促进监管部门强化决策[8]。

2 垃圾渗滤液

2.1 垃圾渗滤液的产生

垃圾渗滤液主要由垃圾填埋场周围的降水渗透、地下水浸入以及垃圾本身所含的水分形成。降水渗透是渗滤液的主要来源，垃圾堆填发酵分解也会产生渗滤液[9]。

根据垃圾填埋场的参数变化，已经确定了废物降解的5 个阶段，即，初始需氧阶段、厌氧酸阶段、初始产甲烷阶段、稳定产甲烷阶段和腐殖质分解阶段[10]。水分供给状况、场地地表条件、垃圾性质、填埋场构造及操作条件等因素对渗滤液产量具有决定性影响[11]。

2.2 垃圾渗滤液的表征[12]

降解阶段垃圾渗滤液主要分为两类：产乙酸渗滤液和产甲烷渗滤液。下页表2 显示了国内外不同研究人员对渗滤液不同年龄特性及不同阶段的变化研究结果。乙酸渗滤液是在酸生成初期厌氧阶段产生的新鲜渗滤液，其中典型特征是高BOD 值、高BOD 与COD 比值、高氨和pH 值呈酸性。甲烷渗滤液其特征是低BOD 值、低BOD与COD 比和高甲烷产量的特点，含高分子量的不可生物降解的腐殖质类物质。pH、氨氮（NH4+-N）、硝酸盐氮（NO3--N）、BOD 和COD等会随着生物、化学反应而变化。

表2 产乙酸和产甲烷渗滤液特性不同研究结果

2.3 垃圾渗滤液成分

2.3.1 溶解性有机物（DOM）

DOM 是垃圾渗滤液中的主要成分，能与重金属、其他有机物和无机污染物相互作用反应[14]。DOM 主要包含AA、VFA、腐殖质化合物，且浓度极高[15]。DOM中的各种官能团（包括羧基、酚基、醇基、羟基醌和羰基等）活跃，能与其他物质相互反应[13，16]。DOM 还会影响重金属的迁移和形态形成[17]。也是导致渗滤液呈深棕色的原因[18]。然而，目前渗滤液处理研究中对DOM络合有毒金属离子关注较少，只有少数研究集中于垃圾渗滤液中的DOM，且大多数研究未重视DOM[14，16]。

通常，高BOD 和COD 水平表明渗滤液中存在高DOM，而低BOD/COD 比表明低浓度的挥发性脂肪酸和较大量的腐殖质和黄腐酸样化合物[19]。

2.3.2 无机大分子物质

在垃圾渗滤液浓度较高，某些无机大分子物质的浓度与填埋场的年龄相关。NH4+、NO3-、SO42-、Cl-、PO43-及钠、钾、钙、镁、铁和碳酸氢是最主要的无机化合物[17]。产甲烷渗滤液中的高pH 值诱导某些阳离子（如钙、镁和铁）吸附到有机材料中，并与阴离子形成沉淀物。因此，渗滤液中仍保留较低浓度的阳离子。

由于没有其他氨降解机制，浸出被确定为产甲烷阶段氨减少的可能机制，因此，许多研究表明氨是长期渗滤液中最重要的成分。氨质量浓度在1 500 mg/L～3 000 mg/L，对较高pH 水平的厌氧过程有抑制作用，而50 mg/L～200 mg/L 的范围具有有益效果。高于3 000 mg/L 的氨质量浓度会对微生物产生毒性作用[20]。在产甲烷阶段，由于硫酸盐被微生物还原为硫化物，硫酸盐浓度也较低[21]。

发展理念体现了人们对于发展的认识。随着管理理念的发展，人们对发展的本质有了更深的认识。企业经济管理对企业资金运转开展一系列管理工作，与企业的经济效益直观相关，对于企业发展十分关键。重视企业经济管理工作，有着很强的现实意义与必要性。在新发展理念下，人们认识到创新实践是促进工作开展的重要手段。基于企业经济管理工作实际，在经济管理工作中进行创新与实践探究，体现了发展理念的要求。提升经济管理工作水平，能够有效地促进企业发展。积极进行创新实践，促进经济管理工作的质量水平提升，符合企业发展实践层面的需要[1]。

2.3.3 外源性有机化合物（XOCs）

XOCs 浓度较低，单一化合物的质量浓度一般低于1 mg/L。XOCs 的主要是苯、甲苯、苯酚、氯化脂肪族化合物、邻苯二甲酸盐和卤代烃。XOCs 主要来源于家用和工业化学品，如农药和化肥。垃圾成分、填埋技术和年龄会影响XOCs 水平[22]。

2.3.4 新兴关注的污染物（CEC）

CEC 主要是不受管制的化学品，如药品、个人护理品以及环境中存在的内分泌物质[23]。研究报道，CEC有多氟烷基物质、全氟辛酸、有机磷酸酯、取代酚、双酚、高氯酸盐等。药业、工业及农用化学品是CEC 检测到的主要物质[24]。而邻苯二甲酸酯和个人护理品是我国垃圾渗滤液中最常研究的两种CEC 类别[23]。

2.3.5 重金属

渗滤液中存在的一些微量重金属包括锌、镍、铅、铀、镉和铬以及微量金属如砷、硒、汞、钴等，重金属不可生物降解及可溶性使其长期存在于渗滤液中。通过环境中生物放大，在食物链积累富集，影响人类健康及对其他生物造成不利影响[18]。

3 渗滤液污染指数

渗滤液污染指数是一种重要的指标，能定量测定特定垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液的污染风险[8]，能用于判定渗滤液对环境污染的风险。LPI 值通常介于5～100，LPI 值大于7.5 表明环境条件较差。

LPI 计算了18 个参数，包括COD、BOD、总凯氏氮、NH4+-N、pH、总溶解固体、铬、铅、汞、砷、氰化物、酚类化合物、锌、镍、铜、氯总铁和总大肠菌群[8]。LPI分为三个步骤，第一步是通过实验室检测；第二步是计算LPI 有机（LPIor）、LPI 无机（LPI in）和LPI 重金属（LPIhm）（LPI 有机物主要用BOD、COD 和酚类化合物与总大肠菌群的生物污染物计算，LPI 无机基团由氯化物，pH、NH4+-N、总凯氏氮和总溶解固体组成）；第三步是组合各子指标得出LPI 值，通过LPI 评估有助于选定渗滤液处理工艺，通过处理前后渗滤的LPI值，可评估渗滤液污染物处理效率。LPI 值可使用以公式（1）计算：

式中：Wi为第i 个污染物重量；Pi为第i 个渗滤液污染物变量子指标值；N 为渗滤液污染物变量数。

已发表的研究报道多数论述渗滤液处理技术，大多数研究未涉及LPI 的关键内容[13，17]。

4 存在的问题与展望

4.1 存在的问题

尽管多年来渗滤液处理技术一直在改进，但由于渗滤液的多样性、影响因素复杂，渗滤液仍存在许多问题。

早期乡镇简易填埋场由于技术及成本因素，没有相关保护和处理措施，污染一直存在。

由于渗滤液污染物浓度高、成分复杂，难以通过单一处理方案进行处理，目前处理工艺只能通过简单、低成本的处理方法进行处理，处理不彻底。

生物处理方法可用于减少有机污染物，但不能有效去除重金属和无机化合物。相反，物理化学方法不适用于处理有机物含量高的年轻渗滤液。

渗滤液处理技术仍会产生污泥、浓缩液等难处理的物质，污染风险并未完全解除，需要更多的后端技术协同处置。

国内LPI 研究数据不充分，不能给渗滤液处理、技改提供良好的建议。

应用LPI 和毒性评估作为基准仍然存在误判的可能，因为LPI 值随渗滤液成分等因素而变化。

4.2 垃圾填埋场渗滤液污染和处理的未来展望

随着垃圾填埋场老龄化，尤其是采用浓缩回灌工艺，渗滤液中富积的污染物量显著增加，应更加重视渗滤液的综合处理技术。

2022 年2 月，国家生态环境部公开征求国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准（征求意见稿）》意见，征求意见稿对填埋场污染控制提出了更高要求。

“十四五”规划要求逐步实现生活垃圾零填埋，研究已填埋陈腐垃圾处理，彻底解决渗滤液问题。

建立渗滤液数据库，用于协助渗滤液处理工艺设计，预测环保问题，帮助渗滤液处理监测。

需要增加垃圾填埋场可持续防控研究，进行有效的封场绿化覆盖，减少渗滤液产生。

研究小型低成本处理工艺，缓解地级市以下填埋场渗滤液处理财政压力，防范环保问题发生。

5 结语

垃圾渗滤液中的成分可大致分为四大类：溶解有机物、无机宏观成分、重金属和外源有机成分[13]，其中重金属、XOCs 和NH3等污染物对人体具有急性毒性和致癌作用。通过计算渗滤液污染指数进行风险评估，协助提升渗滤液处理工艺及政府部门对渗滤液处理企业的监管。政府部门可引入LPI 进政府采购的渗滤液处理运营服务进行评估。