WT—FG 生物法对垃圾渗滤液中双酚A 的去除效果

1、WTFG生物法对垃圾渗滤液中双酚A的去除效果吴继国第一作者：吴继国，男，1975年生，博士，讲师，主要从事食品安全、环境健康及臭氧应用技术研究。 栾天罡2 周宏伟1 林 里2 林晓华2（1.南方医科大学公共卫生与热带医学学院，广东 广州510515；2. 中山大学生命科学学院，生物防治国家重点实验室，广东 广州510275）摘要 双酚A是一种环境内分泌干扰物，垃圾渗滤液中存在高浓度双酚A。为了评价WTFG生物法对垃圾渗滤液中双酚A的处理效果，采用固相微萃取GC/MS方法测定了广州大田山垃圾渗滤液处理厂各处理池中双酚A的含量变化情况。结果发现，在垃圾渗滤液原液、贮存池、一生化池、二生化池和出水中

2、都有较高浓度的双酚A检出，其质量浓度分别达到9 、 g/L。经WTFG生物法处理后，渗滤液中氨氮、总氮、COD、BOD5的去除率达到了97%左右，双酚A的去除率也高达99%，但出水中双酚A仍高达85.35 g/L，可能会对受纳水体造成双酚A的污染。关键词 双酚A 垃圾渗滤液 WTFG生物法 内分泌干扰物Removal efficiency of bisphenol A in landfill leachate by WTFG microbial treatment Wu Jiguo1,Lan Tiangang2,Zhou Hongwei1,Lin Li 2,Lin Xiaohua2. (1.D

3、epartment of Environmental Health Science,School of Public Health and Tropical Medicine，Southern Medical University, Guangzhou Guangdong 510515；2.School of Life Science/State Key Laboratory of Biocontrol, Sun Yat-sen University, Guangzhou Guangdong 510275)Abstract： Bisphenol A was a kind of endocrin

4、e disrupting chemical, which was commonly found in landfill leachate. Datian Shan landfill leachate was treated by WTFG microbial technique, and SMPE-GC/MS was employed to detect the removal efficiency of bisphenol A in landfill leachate during the process. The results showed that the concentrations

5、 of bisphenol A in raw landfill leachate, storage pond, primary biochemical treatment pond, secondary biochemical treatment pond and effluent water were 9 840.08, 984.23, 774.49, 6.12 and 85.35 g/L, respectively. More than 97 percent of NH4-N, total N, BOD5, COD and 99 percent of bisphenol A in land

6、fill leachate were removed by WTFG microbial treatment. However, the concentration of bisphenol A in effluent water was still 85.35 g/L, which need to be further decreased to avoid pollution of receiving water by pisphenol A. Keywords：bisphenol A; landfill leachate; WTFG microbial treatment; endocri

7、ne disrupting chemical近年来，环境内分泌干扰物引起的生殖健康效应日益受到人们的关注。双酚A是环境内分泌干扰物的一种，它可以干扰生物内分泌系统，影响动物的生殖功能等1。双酚A是工业上生产聚碳酸酯和环氧树脂等高分子材料的中间体。市政废水和垃圾渗滤液中都有双酚A的存在2,3，是水体双酚A污染的重要来源。由于缺少足够的废水处理，造成了珠江河口水域双酚A的污染4。 WTFG生物法是近年来在我国推广应用的一项高效废水生物处理技术，也应用于垃圾渗滤液的处理，其工艺流程如图1所示。由于以往主要采用COD、BOD5和氨氮等常规指标来评价废水处理效果，没有反映WTFG生物处理技术对新型污染物

8、环境内分泌干扰物（如双酚A）的处理效果。笔者以广州黄埔大田山垃圾填埋场渗滤液处理为例，分析了WTFG生物法对环境内分泌干扰物双酚A的处理效果。渗滤液原液贮存池（调节库）一生化池二生化池化学消毒处理固体沉淀出水 图1 广州大田山垃圾渗滤液WTFG生物法工艺流程示意图Figure 1 Technical flow diagram of WTFG microbial treatment 1 材料与方法1.1 试 剂双酚A（CAS No.80-05-7）标准品为Aldrich化学品公司产品；色谱纯甲醇购自Sigma公司（用于配置双酚A标准品溶液）；盐酸；氯化钠。1.2 工艺处理过程参滤液处理工艺：在贮

9、存池中加入了硫酸铝以沉淀渗滤液中的固体物质，在贮存池、一生化池进行曝气，二生化池在进行曝气的同时，还加入了微生物制剂，化学处理则主要是进行消毒,杀灭微生物。本次采样时未进行化学消毒。1.3 样品采集与预处理从广州大田山垃圾填埋场用采水器采集了垃圾渗滤液原液（RL）、贮存池（SP）、一生化池（BT1）、二生化池（BT2）和出口（E）5个采样点的样品。样品分别盛于预先已用洗液浸泡清洗过的500 mL棕色玻璃瓶中。样品当日带回实验室，并立刻加入36%盐酸调节样品pH至2.0，置于4 保存，尽快测定。测定前，将样品盛于50 mL离心管中以3 000 r/min离心12 min后，将上层水转移到洁净的棕

10、色玻璃瓶中，以除去悬浮杂质。1.4 理化性质测定总氮采用碱性过硫酸钾氧化法，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐后，再以紫外分光光度法进行测定；氨氮(NH4+-N)采用蒸馏滴定法测定；BOD5采用稀释接种法测定；COD采用化学耗氧反应器（HACH COD Reactor and DR890 Colorimeter，美国）测定。 1.5 双酚A测定 固相微萃取处理从渗滤液原液、贮存池、一生化池、二生化池、出水口采集的样品分别用超纯水稀释100.0、20.0、10.0、2.5、2.5倍后，用盐酸调pH到2，加入适量NaCl，使样品含NaCl的最终浓度为20 %。取3 mL样品于4 mL的棕色萃取瓶中

11、，置于Cornig stirrer/Plate萃取平台上以最大转速不停搅拌，用85 m聚丙烯酸酯萃取头(Supelco公司，USA)直接插入样品萃取60 min。每样品3个重复。 气相色谱/质谱（GC/MS）条件采用安捷伦公司6890 GC-5973 MS联用仪进行检测。色谱柱为HP-5MS（0.25 m 30 m 0.25 mm）。进样口温度为270 ，解析时间为4 min。GC炉温升温程序设为：初温80 , 保持3 min，以20/min升到140 ，保持3 min， 再以5 /min升温至290 ，保持1 min。高纯氦气为载气，载气流速为1 mL/min。外标法定量。2 结果与讨论各处

12、理池样品的理化性质如表1所示。从表1可以看出,各采样点样品中氨氮、总氮、BOD5、COD都从渗滤液原液（RL）到出水（E）呈明显下降的趋势，到出水时，各指标去除率均达到了97%左右，去除效果十分显著。其中从渗滤液原液（RL）到贮存池（SP），一生化池（BT1）到二生化池（BT2）下降趋势尤为明显。表1 野外调查样品理化性质的测定结果1）Table 1 The physicochemical properties of the field survey samples样品RLSPBT1BT2E去除率/%水温/-DO/(mg.L-1)-pH-TN/(mg.L-1)5 8521161 313261

13、381233420561899NH4+-N/(mg.L-1)5 54401 255591 27329377211678NH4+-N :TN /%-COD/(mg.L-1)1619057605 540890509BOD5/ (mg.L-1)4 1024243 8022831 40214120214112214注：1）表中数值由平均数标准差表示。广州大田山垃圾填埋场渗透滤液处理厂各处理池水样品中双酚A浓度如表2所示。渗滤液原液（RL）双酚A含量高达9 840.08 g/L，显著高于欧洲、日本等国家的垃圾渗滤液中双酚A的含量2,5。从表2可知，双酚A的去除主要发生在贮存池（SP）和二级生化池（BT2

14、），两池的去除率分别达到了90%和99%。由于在贮存池中加入了硫酸铝以沉淀渗滤液中的固体物质，大部分双酚A可能被固体物质吸附并随固体物质沉淀下来；而在二级生化池中，加入了微生物制剂，双酚A的降解可能主要由微生物完成。到出水时，双酚A降为85.35 g/L，比渗滤液原液中的含量降低了99%。值得提出的是出水中的双酚A浓度比二级生化处理池中的双酚A浓度稍高，可能的原因是经过二级生化处理的渗滤液中依然含有双酚A的前体物质，在适宜条件下进一步转化为双酚A。从表1和表2可以看出，垃圾渗滤液中双酚A同氨氮、总氮、BOD5、COD的去除趋势是一致的，去除效果最明显的处理都是贮存池和二级生化池。尽管WTFG可

15、以十分有效地降低垃圾渗滤液中的双酚A含量，但出水中双酚A仍然高达85.35 g/L。有研究表明，1 g/L的双酚A可以引起腹足类大羊角螺（Marisa cornuarietis）的雄性个体出现雌性化特征6。因此，经过WTFG生物法处理的垃圾渗滤液出水中双酚A含量仍然存在产生环境雌激素效应的风险，需要进一步改进处理技术，提高对双酚A的处理效果。表2 广州大田山垃圾填埋场渗滤液处理厂各池中双酚A含量及去除率Table 2 Contents of bisphenol A in Datian Shan landfill leachate，Guangzhou 样品 RLSPBT1BT2E去除率双酚A /

16、 (-1)102.6 14.1 99.1 %注：表中数值由平均数标准差表示。3 结 语广州大田山垃圾填埋场渗滤液原液中氨氮、总氮、BOD5、COD分别达到了5 544、5 852、4 012、16 190 mg/L，内分泌干扰物双酚A高达9 840.08 g/L。经过WTFG生物法处理后，氨氮、总氮、BOD5、COD的去除率均达到了97%左右，而双酚A的去除率也高达99%。因此，WTFG生物法不仅可以使常规监测指标显著降低，同时可以使内分泌干扰物双酚A的含量也极其显著地降低。但由于出水中双酚A达到85.35 g/L，依然存在污染接纳水体的风险，有必要进一步改进技术，提高对双酚A的处理效果。参考

17、文献:1 FREDERICK S，VOM S, CLAUDE H. An extensive new literature concerning low-dose effects of bisphenol A shows the need for a new risk assessmentJ. Environmental Health Perspectives, 2005, 113:926933.2 VOUTSA D, HARTMANN P, SCHAFFNER C, et al. Benzotriazoles, alkylphenols and bisphenol A in municipa

18、l wastewaters and in the Glatt River, SwitzerlandJ. Environmental Science and Pollution Research International, 2006, 13(5):333-341.3 ASAKURA H, MATSUTO T, TANAKA N. Analytical study of endocrine-disrupting chemicals in leachate treatment process of municipal solid waste (MSW) landfill sitesJ. Environmental Science, 2007, 14(2):79-87.4 PENG X, WANG Z, MAI B, ET al. Temporal trends of nonylphenol and bisphenol A contamination in the Pearl River Estuary and the ad