HDPE土工膜人工覆盖系统对有机废物分解过程中硫醇排放的抑制效果研究

本研究针对有机固体废物厌氧分解产生的硫醇类恶臭物质，通过模拟填埋场实验评估了高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的阻隔效果。结果表明，HDPE膜可使甲基硫醇和叔丁基硫醇浓度从4.377 ppm显著降至0.696 ppm(p<0.001)，为资源受限地区提供了一种经济有效的恶臭控制方案。

　　

随着城市化进程加速，有机固体废物的处理已成为全球性环境挑战。在热带地区，有机废物占比高达73%的市政固体废物(MSW)在填埋场厌氧分解过程中，会产生令人不悦的硫醇类化合物——这些含硫挥发性有机物不仅具有极低的嗅觉阈值（0.5 ppm），更可能引发呼吸道刺激等健康问题。尽管甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂)是填埋场气体的主要成分，但占体积比不足1%的非甲烷挥发性有机化合物(NMVOCs)如甲基硫醇和叔丁基硫醇，因其强烈的恶臭和潜在毒性，对周边居民生活质量造成严重影响。

针对这一难题，来自厄瓜多尔亚马逊千年教育单位(UEMA)自然科学实验室的研究团队开展了一项创新研究。他们设计了一个9平方米的模拟填埋单元，采用"三明治式"分层技术铺设1.5毫米厚的HDPE土工膜，系统评估了这种造价低廉的材料对硫醇排放的控制效果。相关成果发表在《Waste Management Bulletin》上，为发展中国家提供了实用的恶臭管理方案。

研究团队采用了三项关键技术：基于UNE 171330-2标准的采样点定位、符合ASTM D5885规范的HDPE土工膜铺设，以及IBRID MX6多气体检测仪的连续监测。实验模拟了热带气候条件（26-30°C，70-85%湿度），使用代表当地废物组成的有机混合物，通过72小时连续监测获取了864个数据点。

【结果与讨论】
"实施HDPE土工膜前的结果"显示，初始硫醇浓度远超职业暴露限值(VLA-ED)，甲基硫醇和叔丁基硫醇分别达到0.936 ppm和1.253 ppm，总和达4.377 ppm。经Kolmogorov-Smirnov检验，数据在第二、三天呈现正态分布(p<0.05)。

"实施HDPE土工膜后的结果"表明，两种硫醇浓度分别降至0.146 ppm和0.201 ppm，降幅达84.3%和83.9%。配对t检验显示极显著差异(t=24.065-75.892，p<0.001)，总浓度降至0.696 ppm的中等行动水平。

讨论部分指出，虽然HDPE膜可能引起气体侧向迁移等问题，但其作为临时屏障的成本效益显著。与生物覆盖层等永久方案相比，这种技术更易在资源有限地区实施。研究还发现，膜厚度(500μm)与气体渗透率(<1.0×10^-14 m²/s)是关键性能参数，其700%的断裂伸长率确保了现场耐久性。

【结论】
该研究证实HDPE土工膜能有效控制有机废物分解产生的硫醇排放，使浓度降至职业安全阈值以下。尽管存在增加内部气压等潜在缺点，这种方案特别适合热带地区中小型填埋场的恶臭管理。作者建议未来研究应关注膜材料与其他技术（如生物催化剂）的协同效应，并开展不同气候区的验证实验。这些发现为制定发展中国家废物管理政策提供了重要科学依据。