垃圾填埋場滲濾液地下滲漏過程的生態(tài)風險研究

內容提綱研究背景研究內容與結果結論擬解決關鍵問題當前第1頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景

隨著社會經濟的迅速發(fā)展和城市人口的高度集中，生活垃圾的產量逐年遞增。

垃圾處理方式填埋焚燒堆肥0.692.371.40滲濾液污染

處理量大

操作簡單

成本低當前第2頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景垃圾滲濾液生態(tài)風險有機物氨氮重金屬其他當前第3頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景前期表明：一般毒性——降低生物量，誘導氧化損傷植物系統(tǒng)動物系統(tǒng)0%1%5%10%20%40%80%當前第4頁\共有43頁\編于星期日\20點

遺傳毒性——抑制細胞有絲分裂，誘導微核率和異常染色體升高研究背景前期表明：MicronucleiChromosomalAberration當前第5頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景發(fā)生滲漏（機械/自然/腐蝕）嚴重污染周邊生態(tài)環(huán)境1940年加拿大蒙克頓市垃圾填埋場附近地下水和河流中大量有機和無機污染物超過飲用水水質要求1951年美國科羅拉多州填埋場發(fā)生泄漏，井水中檢測出了二異丙甲基磷酸鹽、異狄氏劑、狄氏劑等污染物1977年美國對18500個垃圾填埋場調查資料表明幾乎一半對水體造成了污染1992年廣州老虎窿垃圾填埋場封場，數年后環(huán)境監(jiān)測數據顯示：地下水中氮磷營養(yǎng)物、BOD和COD等依然超標2006年北京市生活垃圾填埋場污染風險評價報告指出：全市490處填埋場，存在中、重度污染風險的達到231處，其中14處填埋場附近地下水均受到不同程度污染，均為較差或極差。監(jiān)測結果表明：當前第6頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景滲濾液發(fā)生滲漏污染物遷移轉化物理、化學作用微生物作用吸附稀釋絡合交換沉淀好氧厭氧生態(tài)毒性差異土壤類型和土壤組成也會影響污染物的遷移轉化當前第7頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景

黃土是一種普遍的土壤類型，占全球陸地面積的十分之一，中國是黃土層規(guī)模最大的地區(qū)。溝壑多坡度大植被少水位低？滲漏后生態(tài)風險當前第8頁\共有43頁\編于星期日\20點毒性變化與理化特性間存在何種關聯(lián)？Q3:什么機制導致這一現象發(fā)生？Q4:黃土高原山溝型垃圾填埋場滲濾液污染關鍵問題：點擊修改文字內容為目錄內容Q1:滲漏過程中生態(tài)毒性發(fā)生什么變化？Q2:污染物在黃土層如何遷移轉化？當前第9頁\共有43頁\編于星期日\20點

建立黃土土柱滲漏模型，采集不同滲漏距離滲濾液出水，考察滲濾液污染物在黃土層滲漏過程中遷移轉化規(guī)律：

CODCr及半揮發(fā)有機污染物的形態(tài)分布及含量含氮化合物的形態(tài)、分布及含量重金屬元素的分布及含量基本理化性質（電導率、pH）測定研究內容Ⅰ：滲濾液在黃土層滲漏過程中污染物遷移轉化規(guī)律研究當前第10頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果Ⅰ：滲濾液在黃土層滲漏過程中污染物遷移轉化規(guī)律研究建立黃土柱滲漏模型填充密度：1.59g/cm3含水率：11.85%水流方向：自下而上流量：200mL/d出口間距：12cm當前第11頁\共有43頁\編于星期日\20點不同滲漏距離滲濾液出水有機物含量分布

研究結果Ⅰ：滲濾液在黃土層滲漏過程中污染物遷移轉化規(guī)律研究吸附作用生物化學作用有機物含量隨滲漏距離遞減當前第12頁\共有43頁\編于星期日\20點GC/MS分析

研究結果Ⅰ：含氮/含硫/含氧芳香族化合物當前第13頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果1有機污染物在滲漏過程中會發(fā)生形態(tài)變化研究結果Ⅰ：GC/MS分析

當前第14頁\共有43頁\編于星期日\20點不同滲漏距離滲濾液出水含氮化合物分布

NH4+-N硝化作用亞硝化作用NO2-NO3-研究結果Ⅰ：滲濾液在黃土層滲漏過程中污染物遷移轉化規(guī)律研究當前第15頁\共有43頁\編于星期日\20點不同滲漏距離滲濾液出水重金屬分布

研究結果Ⅰ：滲濾液在黃土層滲漏過程中污染物遷移轉化規(guī)律研究當前第16頁\共有43頁\編于星期日\20點滲濾液在黃土層滲漏過程中，COD和氨氮隨滲漏距離增加而降低，而重金屬含量隨距離呈先升后降變化趨勢，其中12-24cm各污染物含量最高，48cm后含量迅速降低，同時伴隨污染物的形態(tài)變化。小結Ⅰ：當前第17頁\共有43頁\編于星期日\20點采用斑馬魚胚胎毒性實驗，考察不同滲漏距離滲濾液出水的復合胚胎毒性：

凝結孵化水腫畸形研究內容Ⅱ：不同滲漏距離滲濾液出水復合生態(tài)毒性研究當前第18頁\共有43頁\編于星期日\20點凝結率研究結果Ⅱ：不同滲漏距離滲濾液出水對斑馬魚胚胎復合毒性研究凝結卵正常卵24h48h當前第19頁\共有43頁\編于星期日\20點孵化率研究結果Ⅱ：不同滲漏距離滲濾液出水對斑馬魚胚胎復合毒性研究正常孵化仔魚未孵化的仔魚96hdelayedhatching當前第20頁\共有43頁\編于星期日\20點心包水腫研究結果Ⅱ：不同滲漏距離滲濾液出水對斑馬魚胚胎復合毒性研究cardiacedema對照組染毒組96h當前第21頁\共有43頁\編于星期日\20點脊柱畸形研究結果Ⅱ：不同滲漏距離滲濾液出水對斑馬魚胚胎復合毒性研究spinaldeformationtaildeformation當前第22頁\共有43頁\編于星期日\20點胚胎毒性變化與理化特性的相關分析

滲漏過程中污染物水生毒性變化與理化特性的相關分析研究結果Ⅱ：當前第23頁\共有43頁\編于星期日\20點滲濾液在黃土層滲漏過程中水生毒性隨距離降低，24cm附近出水胚胎毒性最高，48cm后毒性降低，但仍具有一定的致畸性。

相關分析顯示滲漏過程水生毒性變化與有機物顯著相關，結合GC-MS檢測結果，推斷滲漏過程水生毒性變化可能與有機物和重金屬的含量及形態(tài)分布有關。小結Ⅱ：當前第24頁\共有43頁\編于星期日\20點地下水流向含水層地下水位垃圾填埋場MGZSRZIRZNRZORZ滲漏過程中污染物形態(tài)為什么會發(fā)生變化？O2

SO42-

Fe2+NO3-CO2

當前第25頁\共有43頁\編于星期日\20點確定黃土層特征氧化還原帶相關分析，探討毒性差異的機制滲濾液黃土層滲漏過程中水生毒性變化機制研究標志性物質

HCO3-S2-Fe2+NO2-DO強化分帶，建立連續(xù)氧化還原帶滲漏模型毒性試驗理化分析研究內容Ⅲ：當前第26頁\共有43頁\編于星期日\20點MGZNRZIRZ研究結果Ⅲ：（一）滲濾液黃土層滲漏過程中氧化還原帶的劃分黃土層中依次出現：產甲烷帶（MGZ）鐵還原帶（IRZ）硝酸鹽還原帶（NRZ）當前第27頁\共有43頁\編于星期日\20點InflowIRZMGZNRZOutflow研究結果Ⅲ：（二）建立強化氧化還原分帶滲漏模型當前第28頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果Ⅲ：（三）不同氧化還原帶滲濾液出水理化特性當前第29頁\共有43頁\編于星期日\20點（四）不同氧化還原帶滲濾液出水胚胎毒性研究研究結果Ⅲ：當前第30頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果Ⅳ：（五）不同氧化還原帶出水胚胎毒性與理化特性相關分析氧化還原環(huán)境是導致滲漏過程毒性差異的重要原因當前第31頁\共有43頁\編于星期日\20點有機成分分析內分泌干擾物研究結果Ⅲ：當前第32頁\共有43頁\編于星期日\20點結論一1.滲濾液滲漏過程中水生毒性隨距離呈非線性變化2.有機污染物與重金屬形態(tài)分布與毒性顯著相關3.氧化還原環(huán)境可能導致上述特征性變化

滲濾液在黃土層滲漏過程中依次出現三個特征氧化還原環(huán)境：產甲烷帶、鐵還原帶和硝酸鹽還原帶。滲濾液經黃土層48cm之前（產甲烷帶和鐵還原帶）出水毒性最高，48cm之后（硝酸鹽還原帶）水生毒性顯著降低，但仍表現出一定致畸毒性，分析可能與EDCs和重金屬的復合暴露有關。當前第33頁\共有43頁\編于星期日\20點延展性工作——農藥與重金屬的復合毒性Ni來源鎳礦的開采鎳合金生產不銹鋼冶煉鎳電鍍蓄電池煤和石油的燃燒

噻嗪酮是一種含N/S的新型選擇性殺蟲劑。對飛虱、粉虱、葉蟬的防治效果明顯，在我國農業(yè)生產中廣泛使用。前述：農業(yè)廢品中的農藥化學品與工業(yè)廢品中的重金屬是垃圾滲濾液復合毒性的一個重要誘因當前第34頁\共有43頁\編于星期日\20點研究背景生殖毒性Ni毒性免疫毒性遺傳毒性氧化損傷肺毒性

血液毒性發(fā)育毒性生殖毒性噻嗪酮毒性當前第35頁\共有43頁\編于星期日\20點鎳（Ni2+）噻嗪酮（Buprofezin）復合暴露單一暴露胚胎毒性（死亡/畸形）MDA含量聯(lián)合作用評價復合暴露毒性機制氧化損傷效應復合暴露胚胎毒性（死亡/畸形）確定Ni2+

和BPZ聯(lián)合毒性方式及二者聯(lián)合作用最小濃度ROS水平分析Ni2+

和BPZ是否通過氧化損傷途徑產生胚胎毒性Vc阻斷試驗Ni2+

和BPZ結合作用分析（熒光光譜）胚胎內Ni積累量檢測探討二者復合暴露聯(lián)合毒性是通過形成復合物引起技術路線當前第36頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果?：

Ni與噻嗪酮單一/復合暴露胚胎毒性Ni致死率噻嗪酮致死率復合致死率復合致畸率當前第37頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果Ⅱ：

復合暴露對斑馬魚胚胎的氧化損傷效應MDAROS當前第38頁\共有43頁\編于星期日\20點研究結果Ⅱ：

復合暴露胚胎毒性作用機制致死率畸形率抗氧化劑Vc阻斷Ni與噻嗪酮復合暴露誘導自由基引起的氧化損傷是導致胚胎毒性效應的可能機制當前第39頁\共有43頁\編于星期日\20點

研究結果Ⅲ：

熒光光譜Ni與噻嗪酮復合暴露毒性機理探討胚胎內Ni積累量噻嗪酮中加入Ni后，熒光強度降低，峰值紅移，表明二者會發(fā)生結合，根據熒光猝滅公式，Ni與噻嗪酮有一個結合位點當前第40頁\共有43頁\編于星期日\20點結

論

重金屬Ni與殺蟲劑噻嗪酮復合暴露染毒引起斑馬魚胚胎死亡率及畸形率顯著增加，表現為協(xié)同作用Ni與噻嗪酮復合染毒會顯著誘導胚胎ROS和MDA含量升高，產生氧化損傷