垃圾填埋场挥发性有机物研究
生活垃圾处理已成为各大城市面临的棘手问题，目前生活垃圾的处理方式主要为焚烧发电和填埋。在我国，填埋是最主要的城市生活垃圾处理方式，通过微生物降解可实现垃圾减量化，但垃圾在生物降解过程中会产生填埋气，主要成分为甲烷、一氧化碳、二氧化碳等，但也存在许多微量的挥发性有机物，虽含量低，但毒性强，对环境的影响不容低估。随着监测技术的不断发展，人们越来越关注垃圾填埋场挥发性有机物的组成及对周围环境和人体健康的影响。
1实验方法
挥发性有机物(VOCs)是指在室温下蒸汽压>70.91Pa，且在空气中沸点在260℃以下的有机物。一般包括烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、酮、醇、醚、酯等以及部分含有N、O、S、卤素等替代原子的有机物。本文主要讨论USEPATO-15方法可检出的挥发性有机物。VOCs的监测方法采用USEPATO-15方法。采样器使用美国Entech公司的一种带限流孔的不锈钢采样罐，根据不同的限流孔可进行最长16h的连续采样。采样后将采样罐密封，送实验室低温保存，并于7d内完成分析。由于多数情况下VOCs的浓度很低，需要对样品进行浓缩，采用美国Entech公司7100型VOCs预浓缩仪，对样品进行浓缩。然后经色谱-质谱联用仪分离检测。样品定性通过VOCs混合物标准中各有机物的保留时间和谱库中标准质谱图检索来进行；定量则使用峰高校正曲线进行[2]。该方法可检出102种化合物，但由于标样和检出限的原因，目前上海市环境监测中心能够定量检测的有59种(见表1)。
2监测方案
2.1监测点位布置
填埋作业区设1个监测点(5#测点)；填埋场四面边界各设一个测点，边界共设4个测点(1#～4#测点)；填埋场主导风向的下风向设2个测点(6#和7#测点)，共设7个测点。
3监测结果
3.1挥发性有机物的测定结果
从挥发性有机物的检出结果可知:采用USEPATO-15方法在垃圾填埋作业区、垃圾填埋场边界及下风向3km敏感点共检出酮类、酯类、苯系物、氯苯类等14种化合物(见表2)。其中一些为美国环境保护局公布的优先控制污染物。
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表1挥发性有机物检出限
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3.2挥发性有机物成分谱特征
为突出挥发性有机物的排放特征，将填埋区5#测点检测出的每一种VOCs含量除以所定量的VOCs总量，进行归一化处理得出成分谱图(见图1)。由挥发性有机物的成分谱特征可知:在垃圾填埋场空气中烯烃类、醇类、酯类、苯系物、氯代烃类均有检出，与国外垃圾填埋场中普遍检出苯、甲苯、氯苯类的报道相一致。
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3.3挥发性有机物空间分布
挥发性有机物的浓度分布情况与采样点位置和气象条件有关。采样期间天气晴朗，平均温度20℃，平均风速<1.5m/s，基本为小风和静风，风向东北。对各采样点样品中都能检测到的各种挥发性有机物的含量进行求和，得到各测点挥发性有机物的总量，该总量可大致反映出各测点的污染状况(见表3)。由此可知1#、2#测点位于填埋区的上风向，挥发性有机物浓度相对较低；5#测点位于填埋作业区，挥发性有机物最高；3#测点位于垃圾填埋场边界下风向，挥发性有机物相对较高；6#敏感点距填埋场较近，明显受到填埋场的影响；7#测点位于垃圾填埋场下风向，距填埋场较远，其浓度已与上风向对照点接近。
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3.4挥发性有机物与甲烷的相关性分析
在监测挥发性有机物的同时，对甲烷浓度进行了监测见图2、图3。由挥发性有机物与甲烷的相关性分析可知:挥发性有机物浓度与甲烷的浓度的趋势一致，可见垃圾填埋场检出的挥发性有机物主要来源于垃圾降解过程。
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4结论
研究表明，采用USEPATO-15方法在垃圾填埋作业区、垃圾填埋场边界及下风向3km敏感点进行监测，垃圾填埋场及其周边共检测到17种挥发性有机物，其中一些为美国环境保护局公布的优先控制污染物。填埋区空气中VOCs浓度明显高于周边环境，近地面低洼处明显高于开阔处高地。本次监测是在春季，由于夏季平均气温高、湿度大，是大多数细菌最适宜生长的季节，此时细菌具有最强的降解能力，垃圾中的有机质更容易被各种细菌所降解，并产生较多的VOCs，因此夏季垃圾填埋场空气中的挥发性有机物种类和浓度都将高于春季。
由于受到标样的限制，目前上海市环境监测中心只能检出59种挥发性有机物，检出的化合物并不多，因此随着检测技术的提高，对垃圾填埋场的微量挥发性有机物监测工作有待进一步加强。同时必须加强对垃圾填埋场的科学管理，实行卫生填埋，与环境敏感区保持适当的安全防护距离，减少对大气环境的污染，降低对周围人体健康威胁的风险。
（徐捷等，上海市环境监测中心，上海200030)
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