填埋场渗滤液蒸发过程中残余物和冷凝液化学物质的综合评估：洞察污染物归宿与环境影响

在处理填埋场渗滤液时，现有研究对蒸发过程中污染物的归宿了解不足。研究人员通过蒸发三种填埋场渗滤液和两种合成渗滤液，评估 44 个水质参数变化。结果发现多种物质在残余物和冷凝液中分布不同。该研究有助于完善渗滤液处理技术，保障环境安全。

　　随着人口增长、消费型生活方式普及以及工业活动扩张，城市生活垃圾产生量显著增加。填埋作为一种广泛应用的垃圾处理方式，虽成本效益高且能将垃圾降解为稳定物质，但不可避免地会产生填埋场渗滤液。这种渗滤液含有大量重金属、氨以及有机污染物（如农药、氯化脂肪烃、全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）等），具有毒性，可能会污染地表水和地下水资源，对周边环境和生态系统构成潜在威胁。

目前，已有多种技术用于处理填埋场渗滤液，蒸发技术因其能处理高浓度污染物的渗滤液，且产生的冷凝液质量较高、处理后的浓缩残余物体积大幅减小，受到了越来越多的关注。然而，尽管近年来人们对渗滤液蒸发过程中污染物归宿的认识有所提升，但仍存在诸多空白。多数研究仅关注化学需氧量（COD）、溶解有机碳（DOC）、铵和总凯氏氮（TKN）等常规参数，很少涉及 PFAS；大多只评估冷凝液质量，忽视了渗滤液残余物质量；且仅测量蒸发前后的污染物含量，未对蒸发过程中的情况进行监测。

为了填补这些研究空白，来自国外的研究人员开展了一项研究，该研究成果发表在《Chemosphere》上。研究人员使用台式旋转蒸发仪，对来自佛罗里达州三个填埋场的渗滤液进行蒸发实验，并同时评估了三种填埋场渗滤液和两种合成渗滤液蒸发过程中 44 个水质参数的变化趋势，计算了 PFAS 在渗滤液残余物和冷凝液之间的分配比，还评估了将浓缩后的渗滤液残余物重新引入填埋场的影响。

研究人员采用的主要关键技术方法为：使用旋转蒸发仪（Rotovap RE - 501，美国 LAB），对每个填埋场采集的 1.6L 渗滤液在 77°C 的水浴条件下，以平均 - 650mmHg（相对于大气压力 0）的真空压力进行蒸发。在蒸发至 0%、12.5%、25%、50%、75% 和 90% 时，分别从渗滤液残余物和冷凝液中取样。

渗滤液蒸发对污染物归宿的影响

研究人员使用旋转蒸发仪对取自佛罗里达州三个填埋场的渗滤液进行蒸发实验，在不同蒸发阶段对渗滤液残余物和冷凝液进行采样。

渗滤液蒸发对 44 种污染物归宿的影响

1. 一般物理参数：随着蒸发百分比的增加，所有渗滤液残余物中的总溶解固体（TDS）增加，而所有冷凝液中的 TDS 减少。这是因为蒸发初期，挥发性 TDS 成分从渗滤液残余物快速转移到冷凝液中，随后又被水逐渐稀释。
2. 化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）和五日生化需氧量（BOD₅）：这些指标在所有填埋场渗滤液残余物中浓度增加，表明大部分此类物质留在了残余物中，只有一小部分进入冷凝液，其余则挥发掉了。
3. 重金属：锌、铬等重金属在渗滤液残余物中的浓度增加，说明它们主要残留在残余物中，不易挥发或转移到冷凝液中。
4. 挥发性化合物：氨、萘、对甲酚、吡啶和氟调醇（FTOHs）等挥发性化合物在残余物中的浓度降低。其中，氨先转移到冷凝液中，然后进入气相；萘全部转移到气相；大部分对甲酚（质量占比 81 - 93%）转移到冷凝液中；吡啶在气相（质量占比 21 - 53%）和冷凝液（质量占比 47 - 79%）中均有存在。此外，蒸发过程中还产生了苯胺和酚。
5. 全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）：包括氟调磺酸（FTSs）、全氟烷基羧酸（PFCAs）和全氟磺酸（PFSAs）在内的大多数 PFAS 在渗滤液残余物中的浓度增加。PFCAs 主要留在渗滤液残余物中，只有 0.138 - 6.83%（质量占比）转移到冷凝液中。而 FTOHs 则从残余物和冷凝液中大量去除，每种 FTOH 的去除率均超过 99.9%（质量占比） 。

研究表明，在填埋场渗滤液蒸发过程中，不同污染物在残余物和冷凝液中的分布存在显著差异。多数总溶解固体（TDS）、总悬浮固体（TSS）、总有机碳（TOC）、化学需氧量（COD）和五日生化需氧量（BOD₅）留在残余物中；挥发性化合物的归宿各不相同；全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）大多留在残余物中，尤其是 PFCAs。该研究全面评估了渗滤液蒸发过程中污染物的归宿，为填埋场渗滤液处理技术的优化提供了重要依据，有助于更好地理解渗滤液蒸发过程对环境的影响，对保障水资源安全和生态环境健康具有重要意义。