填埋场内砷的甲基化和氢化行为研究

垃圾围城导致填埋场的砷污染加重，值得关注，目前关于填埋场砷污染的研究主要集中于渗滤液中砷浓度分析。针对砷的气、液两相可释放特征及砷的甲基化和氢化行为可导致其毒性两极分化等现象，本项目以砷为目标物，填埋场为载体，依次采用实际填埋场采样、室内动态模拟填埋反应器和批式模拟填埋体系等手段，逐步深入开展填埋场中砷的甲基化和氢化机理研究。首先通过静态调研实际填埋场，掌握不同填埋龄垃圾中砷的背景浓度及渗滤液和填埋气两相的甲基化和氢化背景特征；随后通过室内动态模拟，获得填埋场内砷的甲基化和氢化动态模型，并结合静态研究结果对模型进行优化；最终通过模拟产酸期、产甲烷期和3-10年不同时期的填埋体系，探讨垃圾中砷的甲基化和氢化的生物学和非生物学作用机理。项目的研究结果有望为合理且针对性地提出填埋场的砷污染防治对策提供科学依据，对填埋场的可持续运行及管理具有显著环境及社会意义。

垃圾围城导致填埋场的砷污染加重，值得关注，本项目以砷为目标物，填埋场为载体，依次采用实际填埋场采样和室内动态模拟填埋反应器等手段，逐步深入开展填埋场中砷的甲基化和氢化行为研究。静态调研实际填埋场结果表明，10年以上填埋龄填埋场内渗滤液与填埋气样品中均未检测出砷的甲基化和氢化产物，3-10年填埋龄垃圾中的总As含量范围为11.3-45.8 mg/kg，绝大部分以毒性最低的化合物即甲基化产物（As(CH3)3）存在，其比例可达47.13-89.6%，环境安全隐患相对较小。室内厌氧动态模拟结果进一步发现，不同填埋工况致使As在填埋场内的行为差异明显，垃圾中的As长时间处于稳定态存在（82.46-99.25%），其余甲基化和氢化产物随填埋时间的延长有所转化，而渗滤液中的砷则呈指数模型释放，浓度最高可达5730ppb。进一步对填埋场充氧改造后发现，因充氧后引发内部微生物多样性差异而致使垃圾内砷的甲基化和氢化产物的归趋差异明显，As(CH3)2H、As(CH3)H2、AsH3、As(CH3)3等四种典型的甲基化和氢化产物最高观测值分别达7.59%、2.52%、1.53%和2.36%，与之对应的是渗滤液中砷的释放行为差异显著，砷浓度和释放总量分别最高可达12879ppb和24428ug和11499ug。有氧环境激发了填埋场内微生物多样性，促进了砷的迁移和释放，环境风险显著，微生物介导的砷形态归趋机理有待后续深入研究。项目的研究结果有望为合理且针对性地提出填埋场的砷污染防治对策提供科学依据，对填埋场的可持续运行及管理具有显著环境及社会意义。