Fenton试剂处理垃圾渗滤液的植物毒性效应与有机物降解效率研究

《Ecohydrology & Hydrobiology》：Phytotoxicity of products of selected technological variants of chemical oxidation of leachates from municipal waste landfills

针对运行超10年的垃圾填埋场渗滤液(LL)难降解有机物处理难题，研究人员采用Fenton法(Fe2+:H2O2比例1:1-1:3)开展高级氧化工艺(AOP)研究。结果显示最佳条件下COD去除率达36.5%，BOD5/COD提升至0.42，但处理产物对水芹(Lepidium sativum)的毒性(EC50 32.9%)反而高于原液(92.52%)，揭示了AOP副产物的潜在生态风险。

　　

随着城市化进程加速，垃圾填埋场渗滤液(LL)成为威胁生态环境的"定时炸弹"。这些富含难降解有机物的黑臭液体，尤其来自运行超10年的"老龄化"填埋场，传统生物处理法往往束手无策。更令人担忧的是，当前对渗滤液处理产物的生态风险评估存在明显空白——我们是否在消除污染的同时，又制造了新的环境隐患？

针对这一双重挑战，来自波兰东南部的研究团队在《Ecohydrology》发表重要成果。他们选取典型成熟期渗滤液(COD 1752.6 mg/L，BOD₅/COD=0.11)，系统比较了三种Fe²⁺:H₂O₂比例(1:1、1:2、1:3)的Fenton处理效果，并创新性地结合水芹生物测试评估处理产物的植物毒性。研究采用标准急性毒性测试方法，通过测定种子发芽抑制率和根长生长抑制率，获得EC₅₀(半数效应浓度)和IC₅₀(半数抑制浓度)等关键毒理学参数。

材料与方法
研究采用15年填龄垃圾填埋场的原液(RL)，通过控制pH=3、反应40分钟的条件进行Fenton氧化，重点监测COD/BOD₅变化及水芹的生理响应。

结果与讨论
1:2试剂组展现出最佳有机物降解性能，COD去除率达36.5%，BOD₅/COD提升至0.42，表明Fenton反应有效提高了有机物可生化性。但出人意料的是，处理产物的植物毒性显著增强：1:2组EC₅₀仅32.9%，远低于原液的92.52%；IC₅₀数据显示所有处理组(11.73%-12.6%)毒性均较原液(48.18%)提升3-4倍。这种"处理增毒"现象可能与反应生成的中间产物有关，如短链羧酸或氧化态金属复合物。

结论与意义
该研究首次系统揭示了Fenton处理垃圾渗滤液的生态风险悖论——虽然能有效降解COD并改善BOD₅/COD，但可能产生更高毒性的副产物。这一发现对完善渗滤液处理工艺具有警示意义：在追求处理效率的同时，必须建立配套的生态毒性评估体系。研究为《欧洲绿色新政》框架下的循环经济实践提供了重要科学依据，提示环境工程领域需重新审视"处理即安全"的传统认知。