采用固相萃取前處理和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用的方法，分析厭氧2膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴的去除效果。結(jié)果表明，對多環(huán)芳烴的總?cè)コ食^80%；大部分三環(huán)、四環(huán)和五環(huán)的芳烴可在處理過程中被厭氧降解。

垃圾滲濾液的處理難度大，現(xiàn)有的處理技術(shù)主要包括物化法(吸附、沉淀、氧化、還原、離子交換、汽提、膜技術(shù)等)、生物處理(好氧與厭氧降解)和土地處理(快速和慢速滲濾系統(tǒng)、表面漫流、濕地系統(tǒng))等。目前，國內(nèi)大多圍繞化學(xué)耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD)、氨氮和總氮等綜合指標(biāo)進(jìn)行研究，很少討論那些造成微

污染但危害極大的痕量有毒有機(jī)污染物，例如農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、酞酸酯、壬基酚等。恰恰是那些濃度甚微的痕量有毒有機(jī)污染物表現(xiàn)出更顯著的毒性。本文采用厭氧2膜生物反應(yīng)器對垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴的去除過程與效果進(jìn)行研究。垃圾滲濾液采自北京市某垃圾填埋場。具體處理流程分為四個(gè)工藝段:進(jìn)水、厭氧濾池出水、膜生物反器、出水。其中厭氧濾池的有效容積為63L，內(nèi)裝螺旋形聚丙烯彈性填料。膜生物反應(yīng)器的有效容積為80L，膜組件為0122μm孔徑的中空纖維膜�？偹νＡ魰r(shí)間為915d。

1　樣品的前處理和分析

每個(gè)工藝段的水樣使用棕色玻璃瓶各采集1L，首先用玻璃纖維濾膜(Φ152mm，MilliporeCo。，美國)過濾。然后再經(jīng)過OasisHLB固相小柱(Waters，美國)富集。過柱前，HLB柱依次用5ml二氯甲烷、甲醇、蒸餾水活化平衡；加載水樣后，調(diào)節(jié)真空度以保持流速為5ml·min-1左右。水樣全部抽干后，以10ml二氯甲烷為淋洗劑分三次洗脫每支小柱，淋洗液收集于K2D濃縮器刻度量管，柔和高純氮吹蒸至1ml左右。濃縮后樣品經(jīng)硅膠/氧化鋁復(fù)合柱凈化。以正己烷濕法裝柱，在10mm內(nèi)徑的層析柱內(nèi)依次填入12cm硅膠、6cm氧化鋁和1cm無水硫酸鈉；加載樣品以70ml正己烷/二氯甲烷=7∶3(體積比)的混合溶劑洗脫。凈化洗脫液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(BaCHIR200，瑞士)濃縮，并置換溶劑為正己烷，柔和高純氮吹蒸定容至015ml。所有樣品均用HP689025973MSD氣相色譜2質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。HP25MS石英毛細(xì)管色譜柱(0125mm×60m×0125μm)，He為載氣，流速恒定為1ml·min-1，線速度為26cm·s-1；進(jìn)樣口溫度250℃，MSD溫度300℃；電子能量:70eV；SIM模式下程序升溫:初始溫度50℃，保留2min，以20℃·min-1升至200℃，保留2min，5℃·min-1升至240℃，保留2min，3℃·min-1升至290℃，保留15min；無分流進(jìn)樣1μl。

通過色譜峰保留時(shí)間和檢索NIST質(zhì)譜譜庫定性分析，并采用外標(biāo)峰面積法、6點(diǎn)校正曲線定量。

2　垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴的組成與濃度

在四個(gè)工藝段的水樣中共檢出13種PAHs，分別為二環(huán)的萘，三環(huán)的苊烯、苊、芴、菲、蒽，四環(huán)的熒蒽、芘、苯并[a]蒽、　，五環(huán)的苯并[b]熒蒽、苯并[a]芘，以及六環(huán)的苯并[ghi]。其中，進(jìn)水僅檢出8種；在后續(xù)處理過程中又產(chǎn)生新的PAHs種類，以低環(huán)數(shù)萘、芴、菲為主。垃圾滲濾液進(jìn)水中多環(huán)芳烴的總量(∑PAHs)達(dá)到01675μg·l-1，其中，以三環(huán)的苊烯濃度最高，為01595μg·l-1，其它高環(huán)數(shù)PAHs皆在01025μg·l-1。最終出水∑PAHs降至01224μg·l-1，并且高環(huán)數(shù)PAHs的濃度多數(shù)在檢測限以下。PAHs的組成以新產(chǎn)生的萘為主，濃度達(dá)到01073μg·l-1，其次為三環(huán)的苊烯和芴，濃度分別為01055μg·l-1和01049μg·l-1(表1)。

3　各工藝段對多環(huán)芳烴的去除效果

各工藝段垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴的去除效果如圖1所示。從∑PAHs來看，對多環(huán)芳烴的主要處理工藝段為厭氧濾池，去除率可達(dá)到80%以上；在膜生物反應(yīng)器和最終出水中，∑PAHs反而略有上升。按照多環(huán)芳烴的環(huán)數(shù)分類，對于二環(huán)的萘，使用厭氧2膜生物反應(yīng)器技術(shù)可以說并無去除效果，在厭氧濾池出水至最終出水這三個(gè)工藝段，萘的檢出濃度反而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于進(jìn)水(進(jìn)水中低于檢測限)，說明萘可能是其它烴類的降解產(chǎn)物；對于三環(huán)芳烴，厭氧濾池工藝的去除率已超過90%，膜生物反應(yīng)器對其無明顯去除效果；厭氧濾池與膜生物反應(yīng)器工藝均對四環(huán)芳烴有一定去除效果，但仍以厭氧濾池為主，前者去除率可達(dá)83%，而后者僅為8%；厭氧濾池對五環(huán)芳烴的去除率略有下降，達(dá)到76%，而膜生物反應(yīng)器的去除效率為11%；測得厭氧濾池對六環(huán)芳烴的去除率接近100%，后續(xù)工藝段水樣中六環(huán)的苯并[ghi]濃度已低于檢測限。這一研究結(jié)果與國外的相關(guān)報(bào)道比較一致。三環(huán)與四環(huán)芳烴在嚴(yán)格的厭氧環(huán)境下較容易降解，降解速率也高于高環(huán)數(shù)芳烴，但萘的降解速率反而較慢。大分子量的多環(huán)芳烴比較難于降解，本次實(shí)驗(yàn)中六環(huán)的苯并[ghi]的起始濃度就很低，在進(jìn)水中僅為01009μg·l-1，處理工藝對苯并[ghi]的去除，有可能并非厭氧降解引起，而是填料吸附所致。垃圾滲濾液的組分復(fù)雜，在處理過程中也不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生新的副產(chǎn)物，為進(jìn)一步探討厭氧2膜生物反應(yīng)器工藝對其中多環(huán)芳烴的去除機(jī)理，有必要進(jìn)行長周期實(shí)驗(yàn)，連續(xù)采集樣品，獲得多環(huán)芳烴濃度組成變化的時(shí)間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

4　多環(huán)芳烴的去除與SCOD，BOD和TOC去除效果的比較

厭氧2膜生物反應(yīng)器對垃圾滲濾液中的溶解性化學(xué)耗氧量(SCOD)，BOD和總有機(jī)碳(TOC)具有較好的處理效果(圖2)，總?cè)コ始s90%。然而從圖2可以看出，SCOD，BOD和TOC在厭氧濾池工藝段減少甚微；對于它們最有效的去除工藝是膜生物反應(yīng)器，在膜生物反應(yīng)器的上清液中，BOD的濃度低于厭氧濾池出水的1%，SCOD和TOC的濃度也下降至前一工藝段出水的20%左右。這和多環(huán)芳烴的去除過程差異很大，多環(huán)芳烴的主要去除工藝段是在厭氧降解部分(圖1)。這一比較結(jié)果說明，綜合性指標(biāo)SCOD，BOD和TOC的濃度變化，并不能表示出痕量有毒有機(jī)污染物多環(huán)芳烴的有效去除。

綜上所述，厭氧2膜生物反應(yīng)器對城市垃圾滲濾液中的多環(huán)芳烴有較好的去除效果，主要去除工藝段為厭氧濾池降解，對多環(huán)芳烴的總?cè)コ士蛇_(dá)到80%以上；其中對三環(huán)、四環(huán)芳烴的去除率最高，均超過90%。處理過程中有可能產(chǎn)生新的低環(huán)數(shù)的多環(huán)芳烴副產(chǎn)物，但從多環(huán)芳烴的危害來看，低環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴的致癌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于高環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴。該處理技術(shù)可成功用于去除垃圾滲濾液中的多環(huán)芳烴。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”