典型新型微污染物在垃圾填埋过程的渗滤规律研究

摘要

新型微污染物若进入到环境中，可能会对生物体甚至人类产生无法预计的危害。当纳米材料、全氟化合物、不用或过期的药物以及个人护理品使用寿命终结后，大部分会被运送至垃圾填埋场处置。在填埋处理过程中，这些含有新型微污染物的垃圾就可能会随着垃圾渗滤液的产生而向环境释放微污染物，污染水体环境。然而，直到目前为止，针对新型微污染物进行的研究中，绝大多数学者将研究重点只放在了河流、生活或生产污水等方面，却严重忽视了可能是更为巨大的新型微污染物源头的固体废弃物。而且我国城市生活垃圾的产量巨大，垃圾处理方式以卫生填埋为主，每年要产生大量的渗滤液。因此，对固体生活垃圾中的新型微污染物进行研究是非常有必要的。
　　在本课题研究中，采用纳米银（Ag）和纳米二氧化钛（TiO2）、全氟辛酸（PFOA）和阿莫西林分别代表纳米颗粒污染物、全氟化合物、药物和个人护理品污染物等三类典型的新型微污染物，在实验室设立垃圾柱模拟厌氧填埋场，探讨这三类典型新型微污染物在垃圾填埋过程中的渗滤规律。并对不同光照条件下纳米TiO2处理垃圾渗滤液的效果以及在自然光及避光条件下，纳米TiO2投加量对处理效果的影响进行了研究。
　　主要结论如下：
　　①城市生活垃圾在填埋处理过程中，确实有新型微污染物随渗滤液渗出，且新型微污染物在固相垃圾中的含量越高，其渗出浓度也越高。
　　②在相同回灌条件下，垃圾渗滤液的常规水质参数（COD、氨氮、总氮、pH、电导率）变化趋势相同，纳米银浓度高低由垃圾中纳米银的含量大小决定；在含有等量纳米银的条件下，回灌渗滤液的垃圾的常规水质参数（pH除外）数值均高于回灌蒸馏水的垃圾，且对渗滤液回灌有利于加快垃圾中纳米银渗出的，但回灌蒸馏水有利于促进渗出的纳米物质粒径的增大。
　　③垃圾填埋过程中，纳米TiO2的渗出浓度随填埋时间逐渐降低，在填埋前期纳米TiO2的浓度最大，填埋后期浓度最低；渗滤液的pH、电导率、COD、氨氮及总磷水质参数与纳米TiO2的渗滤性能之间呈现显著的相关性，其中pH、电导率及COD对纳米TiO2的渗出起抑制作用，氨氮和总磷呈现促进作用。随填埋时间的增加，PFOA的浓度整体呈现增大趋势，在填埋后期PFOA的渗出浓度最大，而在填埋前期PFOA渗出速率较慢；渗滤液的电导率、氨氮及总氮水质参数与PFOA的渗滤性能之间有较显著的相关性，其中电导率和总氮对于PFOA的渗出起促进作用，氨氮呈现出抑制作用。阿莫西林在垃圾中发生吸附、分解，其浓度随填埋时间快速降低，在填埋前期浓度最大；渗滤液的pH、电导率、COD、氨氮、总氮及总磷均与阿莫西林的渗滤性能有较显著的相关性，其中pH、氨氮及总氮对阿莫西林的渗出起抑制作用，电导率、COD及总磷对其呈现促进作用。
　　④在紫外灯照射下、自然光及避光条件下，纳米TiO2对早期渗滤液中的有机污染物的去除效果随着反应时间增加，均会提高；在自然光和避光条件下，纳米TiO2对渗滤液中的有机污染物的去除率随其添加量的增加而增大，且在自然光条件下，当TiO2添加量达到一定量（25g/L）之后，去除率增加不大甚至可能下降。

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1 绪 论

1.1 新型微污染物的提出及其危害性

1.2 垃圾渗滤液的形成

1.3 三类典型新型微污染物的研究现状

1.4 课题的研究目的及内容

2 纳米银在垃圾填埋过程的渗滤规律研究

2.1 试验材料与研究方法

2.2 试验结果与分析

2.3 本章结论

3 三种新型微污染物在垃圾填埋过程的渗滤规律研究

3.1 试验材料与研究方法

3.2 试验结果与分析

3.3 本章结论

4 纳米TiO2催化降解早期垃圾渗滤液的试验研究

4.1 试验材料与研究方法

4.2 试验结果与分析

4.3 本章结论

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 问题与建议

致谢

参考文献