[发明专利]一种渗滤液及其污染水体中重金属生物可用性的判断方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物处理与资源化应用领域，具体涉及一种通过渗滤液及其污染水体中重金属所结合有机物的结构特征分析进而间接评价重金属生物可利用性的方法。 

背景技术

在我国，由于生活垃圾混合收集、畜禽饲料添加重金属、部分工业废水排入市政污水处理中心，导致有机废弃物生活垃圾、畜禽粪便和市政污泥均含有一定量的重金属。填埋和堆肥是有机废弃物常用的处理方式，在填埋过程中，生活垃圾中的重金属溶解进入渗滤液，当填埋场发生泄露时，这些含重金属的渗滤液就会通过包气带土壤进入地下水，威胁着地下水饮水安全；在堆肥过程中，市政污泥和畜禽粪便产生的渗滤液较少，但生活垃圾堆肥会产生大量的渗滤液，特别是在雨季，在这个过程中，生活垃圾中的重金属也会溶解进入堆肥渗滤液。当含重金属的堆肥施入土壤后，在降雨或灌溉条件下，其中的重金属会连同有机物一起淋溶进入地下水，导致地下水受到污染。堆肥渗滤液是一种高浓度有机废水，部分研究者将其作为堆肥补水进行回流利用，却未考虑到其中重金属的生物可利用性和由此带来的生态环境风险，而受填埋垃圾渗滤液及堆肥淋溶液污染的地下水，重金属的生物可利用性评价更为重要，它直接关系着饮用水安全。 

已有的重金属生物可利用性评价方法包括：化学分级提取，包括BCR连续提取法和Tessir连续提取法，这种方法主要通过评价弱酸或水提取的重金属的量评价重金属的生物可利用性，该方法适用于固体样品，但对于液体样品是不可行的。另外一种评价重金属生物可利用性的技术为薄膜扩散梯度技术(Diffusive gradients in thin-films technique，DGT)，它通过模拟生物吸收进行有效态重金属的原位采集和测量，该技术适用于水体和含水率较高的沉积物。采用DGT技术测定水体中重金属的生物可利用性，精 度较高，但操作复杂、价格昂贵，不适合大规模测定。 

已有的研究显示，水体中的重金属高达80％，对于部分重金属，甚至高达90％的是与有机物结合在一起的，有机物的组成和结构特征直接影响着重金属的生物可利用性。因此，通过测定与重金属结合的有机物的结构，可以间接判断渗滤液和受渗滤液/堆肥淋溶液污染地下水中重金属的生物有效性。渗滤液及受渗滤液污染地下水中有机物可分为两类，一类为腐殖质物质，另一类为非腐殖质物质，腐殖质物质带有苯环结构，其非常难以被生物利用，并在一定光照激发下能产生荧光；非腐殖质物质包括糖类、脂肪、蛋白质及一些小分子有机酸，这些物质中有一部分带有共轭双键结构或苯环结构如带共轭双键的脂肪酸和带苯环结构的氨基酸，相对于其他小分子有机酸，也相对难以被生物利用，但相对腐殖质物质而言，其生物可利用性较强。根据文献报道(Xi，B.D.，He，X.S.，Wei，Z.M.，Jiang，Y.H.，Li，D.，Pan，H.W.，Liu，H.L.，The composition and mercury complexation characteristics of dissolved organic matter in landfill leachates with different ages.Ecotoxicology and Environmental Safety，2012，86(1)：：227-232)，若渗滤液和受渗滤液污染地下水中重金属主要结合在腐殖质上，则重金属生物可利用性差，若重金属结合在带苯环类氨基酸、多肽等荧光物质上，则重金属生物可利用性强，若重金属主要结合在小分子有机非荧光物质上，则重金属的生物可利用性极强。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗滤液及受渗滤液污染水体中重金属生物可利用性的评价方法，通过分析渗滤液和受渗滤液污染水体中重金属所结合有机物的种类，间接评价重金属的生物可利用性。 

为实现上述目的，本发明提供的渗滤液及受渗滤液污染水体中重金属生物可利用性的评价方法，其主要步骤为： 

A)采集渗滤液和/或受渗滤液污染的水样； 

B)将所采集样品离心，收集上清液并过滤后调至0＜DOC＜10mg/L； 

C)测定调整DOC后的滤液中的重金属浓度，同时扫描该滤液的三维荧光光谱； 

D)将得到的三维荧光光谱数据进行平行因子分析，得样品组分数、不同组分的相对浓度值Fmax，分析组分是属于类蛋白组分还是类腐殖质组分； 

E)将样品的重金属浓度值与平行因子分析所得各组分的Fmax值进行相关性分析，得相关系数P值，根据P值大小与荧光组分类别将重金属生物的可利用性分为极强、强、中和弱四等：