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填埋是我国目前生活垃圾最主要的处理方式。生活垃圾填埋后,有机质发生降解和腐殖化,同时释放出二次污染物--垃圾渗滤液,造成填埋场地下水污染。为有效防范和降低垃圾填埋对地下水的影响,保证地下水饮水安全,同时促进生活垃圾填埋处理的和谐健康发展,研究了垃圾填埋过程水溶性有机物演化规律,阐明填埋垃圾稳定机理,评价了填埋垃圾的稳定度,在此基础上研究了渗滤液有机物对地下水的污染特征和去除规律,建立填埋场地下水污染快速监测方法,对生活垃圾填埋渗滤液污染地下水进行风险预警,具体结论包括: (1)生活垃圾填埋预处理(堆肥)的过程中,升温期有机质演化速率最快,高温期微生物活性受到抑制,有机质演化速率最慢,降温期和后腐熟期有机质演化速率居中,有机质主要发生腐殖化作用。在堆肥过程中,易降解有机组分如脂肪族化合物、醇类和多糖类被分解,蛋白类物质减少,而堆肥有机物中腐殖质类物质含量和含氧官能团数量提高,分子量增大,芳香性提高、腐殖化程度增强。 (2)生活垃圾填埋初期有机质主要发生的是降解作用,腐殖质类物质、脂类、糖类、蛋白质类及木质素均发生了降解,可溶性苯环类物质中苯环结构上的脂肪链取代基被降解成羰基、羧基等,有机物分子量降低。 (3)生活垃圾填埋中后期的稳定机理包括:活性有机碳含量的降低,微生物所需营养比例的失调,脂类、蛋白质类物质的消失,腐殖质类物质的出现及腐殖化程度的增加,有机质分子量和芳香性的加大。 DOC浓度,DOC/DON比,单位DOC254 nm下的吸光度(SUVA254),DOM的红外光谱和三维荧光光谱均可用来评价填埋垃圾的稳定度。当填埋场垃圾达到稳定时:填埋场中DOC浓度小于3.502 g kg-1,DOC/DON比低于3.693,DOM的SUVA254高于2.700 L mg-1m-1,红外光谱中羧基与苯环类官能团特征红外吸收值之比低于1.840,三维荧光光谱中激发/发射波长280/420nm处出现特征荧光峰。 (4)填埋垃圾、堆肥及渗滤液DOM三维荧光光谱中平行因子分析法鉴定出的组分1(胡敏酸类物质)的Fmax可以作为腐殖化表征参数,该参数适用于表征高腐殖质化程度有机物;三维荧光光谱区域体积积分中的类腐殖质类物质与类蛋白物质区域荧光体积之比HP也可作为有机质腐殖化表征参数,该参数适用于不同腐殖化程度的有机物。 (5)地下水和垃圾浸提液中的荧光组分为类富里酸物质、异质性有机物及色氨酸类物质,异质性有机物为外源输入物,其在垃圾浸提液中浓度最高而在地下水中浓度最低甚至未检测到,通过地下水中异质性有机物的存在与否及浓度高低可以判断地下水受污染与否及污染程度。类蛋白物质(包括类色氨酸物质)也是地下水污染检测的指示物质,填埋场地下水受渗滤液污染后,类蛋白物质的含量会升高。 (6)渗滤液有机物中类蛋白物质和类富里酸物质可通过厌氧和氧化沟处理去除,类胡敏酸物质较难通过生物法去除,需经过MBR膜处理去除。厌氧过程增加了渗滤液中不饱和化合物和多糖类,提高了渗滤液的可生化性,氧化沟处理具有很好的不饱化合物和糖类去除效果。