垃圾填埋場揮發性有機物研究
生活垃圾處理已成為各大城市面臨的棘手問題，目前生活垃圾的處理方式主要為焚燒發電和填埋。在我國，填埋是最主要的城市生活垃圾處理方式，通過微生物降解可實現垃圾減量化，但垃圾在生物降解過程中會產生填埋氣，主要成分為甲烷、一氧化碳、二氧化碳等，但也存在許多微量的揮發性有機物，雖含量低，但毒性強，對環境的影響不容低估。隨著監測技術的不斷發展，人們越來越關注垃圾填埋場揮發性有機物的組成及對周圍環境和人體健康的影響。
1實驗方法
揮發性有機物(VOCs)是指在室溫下蒸汽壓>70.91Pa，且在空氣中沸點在260℃以下的有機物。一般包括烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、酮、醇、醚、酯等以及部分含有N、O、S、鹵素等替代原子的有機物。本文主要討論USEPATO-15方法可檢出的揮發性有機物。VOCs的監測方法采用USEPATO-15方法。采樣器使用美國Entech公司的一種帶限流孔的不銹鋼采樣罐，根據不同的限流孔可進行最長16h的連續采樣。采樣后將采樣罐密封，送實驗室低溫保存，并于7d內完成分析。由于多數情況下VOCs的濃度很低，需要對樣品進行濃縮，采用美國Entech公司7100型VOCs預濃縮儀，對樣品進行濃縮。然后經色譜-質譜聯用儀分離檢測。樣品定性通過VOCs混合物標準中各有機物的保留時間和譜庫中標準質譜圖檢索來進行；定量則使用峰高校正曲線進行[2]。該方法可檢出102種化合物，但由于標樣和檢出限的原因，目前上海市環境監測中心能夠定量檢測的有59種(見表1)。
2監測方案
2.1監測點位布置
填埋作業區設1個監測點(5#測點)；填埋場四面邊界各設一個測點，邊界共設4個測點(1#～4#測點)；填埋場主導風向的下風向設2個測點(6#和7#測點)，共設7個測點。
3監測結果
3.1揮發性有機物的測定結果
從揮發性有機物的檢出結果可知:采用USEPATO-15方法在垃圾填埋作業區、垃圾填埋場邊界及下風向3km敏感點共檢出酮類、酯類、苯系物、氯苯類等14種化合物(見表2)。其中一些為美國環境保護局公布的優先控制污染物。
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表1揮發性有機物檢出限
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3.2揮發性有機物成分譜特征
為突出揮發性有機物的排放特征，將填埋區5#測點檢測出的每一種VOCs含量除以所定量的VOCs總量，進行歸一化處理得出成分譜圖(見圖1)。由揮發性有機物的成分譜特征可知:在垃圾填埋場空氣中烯烴類、醇類、酯類、苯系物、氯代烴類均有檢出，與國外垃圾填埋場中普遍檢出苯、甲苯、氯苯類的報道相一致。
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3.3揮發性有機物空間分布
揮發性有機物的濃度分布情況與采樣點位置和氣象條件有關。采樣期間天氣晴朗，平均溫度20℃，平均風速<1.5m/s，基本為小風和靜風，風向東北。對各采樣點樣品中都能檢測到的各種揮發性有機物的含量進行求和，得到各測點揮發性有機物的總量，該總量可大致反映出各測點的污染狀況(見表3)。由此可知1#、2#測點位于填埋區的上風向，揮發性有機物濃度相對較低；5#測點位于填埋作業區，揮發性有機物最高；3#測點位于垃圾填埋場邊界下風向，揮發性有機物相對較高；6#敏感點距填埋場較近，明顯受到填埋場的影響；7#測點位于垃圾填埋場下風向，距填埋場較遠，其濃度已與上風向對照點接近。
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3.4揮發性有機物與甲烷的相關性分析
在監測揮發性有機物的同時，對甲烷濃度進行了監測見圖2、圖3。由揮發性有機物與甲烷的相關性分析可知:揮發性有機物濃度與甲烷的濃度的趨勢一致，可見垃圾填埋場檢出的揮發性有機物主要來源于垃圾降解過程。
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4結論
研究表明，采用USEPATO-15方法在垃圾填埋作業區、垃圾填埋場邊界及下風向3km敏感點進行監測，垃圾填埋場及其周邊共檢測到17種揮發性有機物，其中一些為美國環境保護局公布的優先控制污染物。填埋區空氣中VOCs濃度明顯高于周邊環境，近地面低洼處明顯高于開闊處高地。本次監測是在春季，由于夏季平均氣溫高、濕度大，是大多數細菌最適宜生長的季節，此時細菌具有最強的降解能力，垃圾中的有機質更容易被各種細菌所降解，并產生較多的VOCs，因此夏季垃圾填埋場空氣中的揮發性有機物種類和濃度都將高于春季。
由于受到標樣的限制，目前上海市環境監測中心只能檢出59種揮發性有機物，檢出的化合物并不多，因此隨著檢測技術的提高，對垃圾填埋場的微量揮發性有機物監測工作有待進一步加強。同時必須加強對垃圾填埋場的科學管理，實行衛生填埋，與環境敏感區保持適當的安全防護距離，減少對大氣環境的污染，降低對周圍人體健康威脅的風險。
（徐捷等，上海市環境監測中心，上海200030)
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