生活垃圾填埋场渗滤液水质水量多变，水质复杂，现有渗滤液处理系统存 在处理费用高，处理流程长等问题；特别是以生物反应器填埋场渗滤液循环回 灌出水、老填埋场渗滤液为代表的难降解垃圾渗滤液，问题尤为严重，此类渗 滤液的溶解性有机物中有大量的腐殖类物质、生物可降解性差、氨氮浓度高、 溶解性盐离子含量较高；终场覆盖层水分含量低、营养缺乏为填埋场植被恢复 的主要限制因素之一，植被对填埋场的安全稳定、环境美化等具有重用作用；难 降解垃圾渗滤液在垃圾填埋场终场覆盖层的灌溉处理，利用覆盖层植物土壤系 统来蒸腾蒸发减量和净化作用，可有效处理处置难降解垃圾渗滤液，同时还能 有利于终场覆盖层植被的建植，此途径是否可行，在于要有良好的渗滤液减量 和净化效果，同时也要保持覆盖层植物土壤系统的良好环境质量；难降解垃圾 渗滤液另一的处理处置途径为资源化利用作为农林灌溉用水，而此也决定于灌 溉的生态效应是否有利于植物土壤。 本文以老港填埋场渗滤液原液经实验室处于稳定产甲烷期的垃圾填埋柱循 环回灌出水——难降解垃圾渗滤液为研究对象，通过模拟实验和现场试验研究 了难降解渗滤液垃圾填埋场终场覆盖层灌溉处理的可行性，筛选适用于此工艺 的草本植物和土壤材料；相应的研究了难降解渗滤液不同体积浓度稀释液和不 同水力负荷原液灌溉对植物土壤系统的生态效应，并对难降解渗滤液对植物生 理影响的机制和资源化利用作为农林灌溉用水的可行性进行了分析；探讨了难 降解渗滤液溶解性有机物(DOM)特征及厌氧垃圾层循环回灌和终场覆盖层灌 溉处理二个单元对DOM的去除特征。研究主要结论概括如下： 1、垃圾渗滤液有机组分主要为溶解性有机物(DOM)，采用DOM分子量 分级和亲水－憎水性分类的方法对老港原液、循环出水及其模拟终场覆盖层灌 溉出水等渗滤液进行了DOM特征分析；结果表明，老港原液DOM以亲水类 HyI(66.3％)和分子量小于1k有机物为主(81.5％)；难降解渗滤液(循环出水) DOM主要以腐殖质(HS)为主占58％，HyI占42％，且有机物分子量分布范 围较广，10～50k间含量最高(34.94％)；灌溉出水中DOM主要以HyI(63％) 和分子量4k以下有机物为主(63％)，而HS只37％；循环回灌对老港原液中小 分子量HyI类有机物去除效果好，去除率为91.2％，终场覆盖层灌溉处理对循 环出水中高分子量的HS类有机物去除较佳，去除率为85.7％，二者组合对老港 原液DOM去除率高达96.9％，且对HS和HyI均具较高的去除效果，去除率分 别为96.6％、97.0％。植物毒性试验结果表明，各渗滤液生物毒性高低依次为老 港原液、循环出水、灌溉出水，循环回灌和覆盖层灌溉二个处理单元显著地降 低了渗滤液的生物毒性，但条件相同(TOC、作用时间)时各渗滤液稀释液生 物毒性灌溉出水＞循环出水＞老港原液，需注意处理单元出水的生态安全性。 2、从对渗滤液灌溉胁迫的抗性和处理效果综合分析，香根草、改良型百慕 大、狗牙根、百喜草四种暖季型禾草中，除百喜草外均可耐受难降解渗滤液原 液的直接灌溉，可作为渗滤液垃圾填埋场终场覆盖层灌溉处理草本植物材料， 但改良型百慕大、香根草更适宜；而高羊茅、黑麦草、白三叶三种冷季型草中， 高羊茅最佳；难降解垃圾渗滤液灌溉处理下，适宜植物生长的土壤材料顺序依 次为垃圾土、砂壤土、黄砂土、黄壤土；从植物生长、灌溉处理效果、土壤生 物活性等角度综合考虑，黄壤土不适宜用作终场覆盖层土壤；若渗滤液覆盖层 灌溉处理全年运行，可选择黄砂土或砂壤土；若采用暖季型封场植物且灌溉处 理集中在气温较高的季节，垃圾土最适宜用作终场覆盖层土壤材料。 3、首次研究了渗滤液原液及其不同体积浓度稀释液灌溉对禾草胁迫及其抗 氧化系统的影响；结果表明，体积浓度大于35％的渗滤液灌溉，随浓度的增大， 禾草叶绿素含量和a/b值降低明显，丙二醛(MDA)、H2O2、脯氨酸进一步积 累，相对膜透性显著增加，抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡 萝卜素(Car)含量下降，过氧化物酶(POD)和超氧化物岐化酶(SOD)活性 受抑制，高浓度渗滤液灌溉会导致禾草活性氧产生和抗氧化系统清除间动态平 衡的破坏和膜脂过氧化的加剧，加速了禾草衰老进程；这表明维持活性氧清除 系统的稳定，以减轻膜脂过氧化的伤害可能是禾草抗渗滤液胁迫的机制之一。 4、随灌溉难降解垃圾渗滤液稀释液体积浓度或原液水力负荷的升高，植物 生物量、叶绿素含量、土壤酶活性、呼吸强度和微生物碳均先增强(大)后减 弱(小)，且渗滤液灌溉组一般高于对照组，反映植物胁迫指标丙二醛(MDA)、 脯氨酸(Pro)、H2O2含量减小后增大且渗滤液灌溉组一般低于对照组；这表明 适当浓度的渗滤液稀释液或适当水力负荷原液灌溉会显著提高土壤的生物活性 和肥力、减缓对植物的逆境胁迫，通过控制一定浓度或水力负荷而控制污染物 的负荷，对植物生长和土壤是安全有利的，资源化利用难降解垃圾渗滤液作为 农林灌溉用水是可行的，且可选择原液直接和原液稀释2种灌溉方式，稀释灌 溉时水力负荷12mm/d下原液体积浓度要控制在35％以下，原液直接灌溉时水 力负荷6.46～10.15mm/d较佳，此参数可作为确定难降解垃圾渗滤液填埋场终场 覆盖层灌溉处理水力负荷的参考依据。 5、现场封场植物夹竹桃胁迫相关生理指标和抗氧化系统成分一年四季的监 测表明，渗滤液灌溉组(10mm/d)和自然生长的对照组夹竹桃各监测指标动态 变化规律相似，渗滤液灌溉对夹竹桃生理生态效应主要受气候的季节性变化调 控，渗滤液灌溉处理对封场植物生长有利且不会显著加大对封场植物胁迫，但 需防范环境因子较恶劣时，环境气候因子和渗滤液灌溉对封场植物复合胁迫的 风险。渗滤液灌溉初期的2～6月内覆盖层土壤酶活性、微生物量碳和呼吸强度 持续增强(大)，现场研究后期缓慢下降或波动变化，但各时间点覆盖层土壤酶 活性、微生物量碳、呼吸强度均高于灌溉起始土壤，表明渗滤液灌溉提高了覆 盖层土壤的生物活性；植物毒性实验表明覆盖层土壤的生态毒性基本没有增强。 6、渗滤液灌溉过程中土壤理化性质和生物学性质在终场覆盖层土壤剖面的 分布差异显著；土壤有机质、全氮、酶活性、微生物生物量碳、呼吸强度一般 在渗滤液灌溉布水管下的-30～-20cm层最强(高)、表层土(-10～0cm层)次之， 剖面沿-30～-20cm层再往下，各指标含量或强度持续下降。灌溉各时间段终场 覆盖层土壤有机质均线性增加，且有机质含量和渗滤液COD的去除量呈线性正 相关，表明渗滤液中有机物去除主要是被土壤截留吸附而非生物降解。土壤主 要盐离子在灌溉4个月内增加显著，随灌溉时间延长盐离子累积不明显，表明 终场覆盖层土壤对盐有一定吸附饱和度，土壤中盐不会持续积累。 7、现场试验研究表明，难降解垃圾渗滤液填埋场终场覆盖层灌溉处理有良 好的水量减量和污染物去除效果；每天灌溉1次进水水力负荷10mm/d下，渗 滤液减量负荷可达5.34～7.83mm/d，利用蒸发蒸腾作用有可能完全平衡填埋层产 生的渗滤液，影响渗滤液减量的主要因素为进水水力负荷，其次为植物和气候； 主要污染物去除率COD 89.5～94.1％、NH3-N94.1～95.8％、无机氮68.8～88.4％、 SS85.3～92.7％；但随灌溉渗滤液水力负荷的提高，减量率和去除率下降；灌溉 处理对封场植物生长有利，并提高了覆盖层土壤的生物活性，上述结果表明难 降解垃圾渗滤液填埋场终场覆盖层灌溉处理是可行的，此为难降解垃圾渗滤液 的处理处置和填埋场的生态恢复提供了一个新的途径。 关键词：垃圾渗滤液，灌溉处理，生态效应，终场覆盖层，胁迫，抗氧化系统