垃圾渗滤液有机组分和氨氮在孔隙介质中的迁移特征

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1、杨志兵等：垃圾渗滤液有机组分和氨氮在孔隙介质中的迁移特征1409垃圾渗滤液有机组分和氨氮在孔隙介质中的迁移特征杨志兵1，王金生1*，滕彦国1，郭敏丽1,21.北京师范大学水科学研究院，北京100875；2.北京市水利科学研究所，北京100044摘要：通过室内土柱淋滤模拟实验研究了垃圾渗滤液中有机组分（用CODCr表示）和氨氮在不同含水介质中的迁移规律和特征，并通过实验数据计算了延迟因子、CODCr衰减率和氨氮的单位质量介质吸附量等参数。结果显示，CODCr在中砂、细砂和粉土中迁移的延迟因子分别为1.13、1.23和1.24，表明有机物在三种实验介质中

2、只发生轻微的延迟作用；CODCr在三种介质中的自然衰减率分别为50.8%、55.2%和64.8%；氨氮的迁移由于吸附作用发生明显的延迟，其在上述三种介质中迁移的延迟因子和单位质量介质吸附量分别为3.30和194mg·kg-1、3.91和223mg·kg-1，以及5.12和280mg·kg-1；饱和条件下渗滤液中的氨氮较难发生硝化作用。上述结果可为评价垃圾渗滤液对地下水环境的影响提供技术参数。关键词：渗滤液；有机物；氨氮；含水介质；迁移中图分类号：X13文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）04-1407-04杨志兵等：垃圾渗滤液有机组

3、分和氨氮在孔隙介质中的迁移特征1409表1试验所用含水层介质理化性质Table1Propertiesofaquifermaterialsusedintheexperiment岩性容重/(g·cm-3)w(有机质)/%b(CEC)/(cmol·kg-1)w(NH4+,背景值)/(mg·kg-1)细砂1.881.614.705.786粉土1.601.3111.79.607中砂1.720.89911.38.961表2渗滤液原液化学成分分析结果*Table2Maincomponentsoforiginalleachate项目质量浓度项目质量浓度pH7.6Cl

4、－4.15×103悬浮物（SS）600NO3－7.92溶解氧（DO）<0.2NO2－2.75BOD55.01×103NH3－N2.03×103CODCr1.57×104Ca135SO42－98.2Fe18.9*表2中，除pH外，其余项目质量浓度单位为mg·L-1垃圾填埋由于技术工艺简单、维护费用低以及土地可再利用已成为国内外广泛采用的垃圾处理方法，全世界有近70％的城市生活垃圾采用填埋方法进行处置[1]。我国的卫生填埋工程起步较晚，很多城市的部分生活垃圾不经任何技术处理即被随意掩埋或堆放。垃圾经过降雨淋滤后产生的渗滤液不断通过包气带进入含水层而污染地

5、下水。垃圾渗滤液成分复杂、毒性高，因而其环境风险和危害甚大。国内外对垃圾渗滤液污染物在含水层中的运移模型模拟[2-4]、污染羽迁移的生物地球化学作用[5,6]和污染物衰减规律[7~10]进行过相关研究。但国内外的研究中针对不同含水层介质中渗滤液污染物迁移的实验模拟不多，而实验模拟对于确定运移模型中的关键迁移参数非常重要。本研究通过采集北京市亦庄X7地块垃圾堆放场地下三种不同岩性的含水层介质土样进行土柱的渗滤液淋滤实验，以确定渗滤液中有机组分和氨氮在不同介质中的迁移延迟因子、衰减率和吸附量，旨在为建立污染物迁移转化模型提供参数，也为预测、评价和控制渗滤

6、液污染物对地下水的影响提供理论依据。1试验材料和方法1.1土样和渗滤液样品从北京市亦庄X7地块砂石坑填埋场底部取得三种土样（中砂、细砂和粉土），代表不同含水层介质，各样品的容重、有机质含量、阳离子交换量CEC和NH4+质量浓度见表1。同时从六里屯垃圾填埋场（产甲烷阶段）取得垃圾渗滤液样品，垃圾渗滤液化学成分见表2。1.2试验装置采用土柱试验装置来模拟渗滤液污染物在含水层介质中的迁移规律。试验土柱采用内径9cm，高60cm的有机玻璃柱装填土样，并在上下两段加约3.5cm厚的石英砂。采用马氏瓶作为供液瓶。土柱底端开孔接出流管作为接样口。实验装置示意图如图

7、1所示。实验温度为室温（24~33℃）。1.3实验方法和过程按上述实验装置开展了三种不同岩性土样的6组土柱淋滤实验。土柱装填时，将自然风干及碾散后的土样采用分段称质量杨志兵等：垃圾渗滤液有机组分和氨氮在孔隙介质中的迁移特征1409的方式装入并均匀夯实，尽量使土柱内样品接近天然状态。试验过程中，先进行土柱的饱和渗透实验和溴离子示踪穿透实验，测得了饱和渗透系数Ks、纵向弥散度α和有效孔隙度ne等参数（见表3）。然后用上述垃圾渗滤液稀释10倍后作为入渗水，采用定水头的方式对上述土柱进行淋滤，从底部接取水样分析：pH、CODCr、氨氮、总氮，并测量渗透速度。

8、由于两组平行试验取得了非常接近的结果，所以只取其中三个不同土样的实验数据进行分析。渗滤液马氏瓶石英砂接样口石