引言
成熟垃圾填埋场渗滤液仍然是填埋场管理的长期挑战,因为它含有高浓度的溶解性有机物 (DOM)、氨、盐类、重金属和其他无机成分 (Abdel-Shafy et al., 2024, Li et al., 2026a, Li et al., 2026b, Liu and Charbonnet, 2025)。当围堵或处理不足时,这些成分可能会释放到周围环境中,增加与垃圾填埋处置相关的长期污染负担。更重要的是,成熟渗滤液难以使用常规处理工艺进行管理。生物处理可以去除部分可生物降解有机物和氮,而混凝、膜分离和其他物理化学工艺往往只能有限地去除色度和难降解有机物 (Comstock et al., 2010, Simoni?, 2017)。因此,类腐殖质和化学稳定的 DOM 即使在联合处理工艺后也可能持续存在 (Gomes et al., 2026, Ta?a?aj et al., 2019, Teng et al., 2025)。因此,近期研究探讨了耦合生物–氧化工艺以改善成熟渗滤液中难降解有机物的转化和去除。例如,催化臭氧氧化结合膜生物反应器处理显著降低了化学需氧量和荧光 DOM,处理性能取决于两个工艺的顺序 (Duan et al., 2025)。了解导致这种持久性的内在特性对于控制渗滤液排放以及改善成熟垃圾填埋场渗滤液的长期管理至关重要。
渗滤液 DOM 的持久性不能仅由总有机碳浓度解释。成熟渗滤液中的难降解 DOM 通常以类腐殖质荧光、强发色团特性、胶体稳定性和丰富的含氧官能团为特征 (Chen, 2018, Ly et al., 2019, Shoshaa et al., 2023, Simoni?, 2017, Yan et al., 2022)。在成熟渗滤液常见的弱碱性条件下,羧基、酚基和其他可离子化基团的解离可以增加负表面电荷并增强静电斥力。连同水合作用、金属络合和有机–矿物相互作用,这些特性可能会抑制聚集和相分离,从而保持 DOM 处于溶解或细胶体状态,并限制其通过沉淀、过滤或混凝进行去除 (Comstock et al., 2010, Shoshaa et al., 2023, Yan et al., 2022)。近期研究进一步表明,DOM 的反应活性和持久性是由分子组成、官能团化学和界面行为的耦合控制的,而不仅仅是由粗颗粒含量控制的 (Behnke et al., 2021, Hayashi et al., 2026, Ju et al., 2025, Maqbool and Jiang, 2023, Mo et al., 2025, Poulin et al., 2025)。因此,解决这种耦合对于解释为什么在成熟渗滤液处理过程中主要的有机污染物池仍然难以分离和转化很重要。
在分子水平上,难降解渗滤液 DOM 通常富含木质素/CRAM 类似化合物、富氧不饱和结构和含杂原子的分子式,如 CHON 和 CHOS (Chu et al., 2025; Li et al., 2026; Teng et al., 2025)。这些组成特征与芳香性、氧化态、配位活性功能和抵抗生物转化能力有关。然而,常规水质参数和简单的基于过滤的指标无法完全揭示控制 DOM 持久性的界面和分子特性 (Comstock et al., 2010, Ly et al., 2019)。仅光学特征提供的表面相互作用信息有限,而总元素或分子表征无法直接解释相同的有机池是否保持在溶解和胶体相关状态下的稳定性。因此,机制理解需要综合考虑光学、电动力学、界面和分子证据,特别是关于常规渗滤液分离和处理工艺的限制。
在本研究中,操作膜分级被用作制备工具来获取水相和膜保留组分。结合荧光光谱、电动力学分析、表面表征和傅里叶变换离子回旋共振质谱,从光学、界面和分子角度检查 DOM。通过将相分布与类腐殖质荧光、表面电荷、富氧官能团和分子式连续性联系起来,本研究旨在表征与 DOM 持久性相关的界面和分子特性,并为富含腐殖质的成熟垃圾填埋场渗滤液的集成处理策略选择提供信息。