城市垃圾填埋场温室气体及VOCs排放的研究进展-第2页-北极星VOCs在线

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1.1.3资源化利用

填埋场的资源化利用方法很多，锅炉供热或并网发电是目前国际上应用最广泛的温室气体减排技术[1]，此外还有甲烷氧化技术、甲烷菌抑制技术、准好氧填埋技术。制备性能卓越的管道气、生物覆盖层、可持续填埋技术、生物反应器填埋技术也可减少甲烷排放。若能利用较低成本的填埋气分类使填埋气中各类气体能得到较好的资源化分类利用，不仅能减少不利影响，还能产生经济效益，其中填埋场渗滤液的生物发酵技术有较好的商业利用前景。据中国科技部报告，韩国利用垃圾填埋场的可燃性气体生产出氢燃料，并为氢能源汽车建设了氢能供应站。

1.2CO2

垃圾填埋初期，产生的填埋气主要是CO2，经过一段时间以后，排放气体中的甲烷含量逐渐上升。产气高峰一般要在垃圾填埋3～5年后才出现，气体成分和浓度随填埋年限和垃圾成分的不同而变化[7]。XuQiyong等[23]研究指出生物反应技术在中国固体废物处理方面有着良好的应用前景。马占云等[24]用静态箱法监测了CH4和CO2释放通量，指出春、夏、秋季释放通量变化较为平稳，二者表现为显著正相关，并且日变化具有随机性，11月份覆盖层氧化作用相对较弱，对CO2的相对浓度扰动程度比7月份平稳。冯凯等[25]从影响因素方面说明CO2释放通量与土壤含水率呈显著正相关(P<0.01)，与覆土温度无相关性(P>0.05)。

1.3N2O

氧化亚氮(N2O)是三大温室气体之一，作为一种高效痕量的温室气体，N2O具有极高的潜在增温效应，其单分子潜在的增温作用是CO2的296倍[27]，且N2O可以在大气中长期存在，对臭氧层具有较强的破坏作用。据统计，生活垃圾填埋场N2O排放量占其温室气体总排放量的3%[26]。贾明升等[27]研究指出了相比森林、湿地、草原等自然生态系统，生活垃圾填埋场在理论上可能具有更强的氧化亚氮释放能力，并分析比较了静态箱法、涡度相关法等N2O通量测定方法在填埋场的适用性。对于影响因素的问题，曾远等[28]研究概括了影响生活垃圾填埋场覆土N2O释放

主要因素包括土壤的温度、含水率、pH、质地、碳氮含量和植被状况等;SunYingjie等[29]研究表明各影响因素在垃圾填埋的不同阶段影响不同，并且后期N2O排放量较大。

2挥发性有机物(VOCs)

垃圾的成分非常复杂，在填埋场内部填埋压缩作用下会发生一系列复杂的生化反应，产生多种的次生物质，目前已被发现的就达百种，其中体积分数小于1%的微量挥发性有机污染物(VOCs)是大气中臭氧及二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物，主要包括烷烃、环烷烃、芳烃和卤代化合物等，有研究在垃圾填埋场大气中共检测出34种VOCs化合物，其中19种化合物属于美国环保局重点控制的空气有害污染物[30]。

2.1挥发性有机物的产生

VOCs可在大气中形成光化学烟雾，对环境和人体造成极大危害。许多发达国家都颁布了相应的法令以限制排放，垃圾填埋场是VOCs的重要排放源。随着垃圾填埋年限的增加，挥发性有机物的产生和排放量从填埋伊始逐年增加。黄丹丹等[31]研究得出:VOCs的释放表现出明显的季节性及区域性变化，夏季垃圾填埋场VOCs种类和浓度都远远高于冬季。徐捷等[32]研究表明:填埋区空气中VOCs浓度明显高于周边环境，近地面低洼处明显高于开阔处高地，

夏季其种类和浓度都高于春季。宋钊[30]通过5年期间在上海的生活垃圾填埋场监测，发现秋季VOCs种类多于春季，总体上以单环芳烃、甲基乙基酮、卤代脂肪烃为主。MohammadAlAhmad等[33]通过比较不同填埋年限垃圾VOCs的释放，得出原位好氧稳定法更适用于减少VOCs排放浓度。

2.2检测方法

目前对填埋场VOCs的检测研究有很多，现今普遍使用的是气质联用法。王黎明等[34]分析比较了气相色谱法、高效液相色谱法、膜技术处理、化学法和在线检测试验舱等检测方法的差异性。徐捷等[32]则采用USEPATO-15方法对某垃圾填埋场填埋作业区、填埋场边界及周围敏感点大气中的挥发性有机物进行监测。RodicaChiriac等[35]则采用过滤吸附法得出开放环境中含量最高的4种挥发性有机物分别为四氯化物、柠檬苯、间二甲苯、三氯乙烯，并对城市垃圾填埋场VOCs排放进行了许多研究，如采用含活性炭放射性扩散Radiello管进行两个月的静态取样，并溶剂萃取进行GC-MS分析，结果表明VOCs的主要来源是开放式单元，与相邻来源假设相悖[36]，也在中试规模含6.4t固体废弃物的空间利用相同方法研究甲烷化过程之前的VOCs排放，发现酸性条件对VOCs的排放有促进作用，当甲烷开始产生时，烷烃含量下降，烯烃含量上升[37]。

对填埋气的研究还包括其他气体，如DongbeiYue等[38]研究了中国北方不同地区城市固体废物填埋场的含硫化合物排放规律，发现所排放的含硫化合物中二甲基二硫含量最多，硫化物在地表和土壤覆盖两种情况下排放速率相似。

3结论

目前已有较多针对垃圾填埋场填埋气排放影响因素的研究，但是具体因素与气体排放的关系以及如何影响的研究相对较少，例如影响气体排放的气象条件如风速、湿度、光照等与气体排放的相关性，各因素之间的交叉相关性还应予以考虑。根据以上综述，针对填埋场排放气体的研究主要集中在直接排放的气体，关于LFG中各种气体排放之间相关性以及交互作用的研究稍有欠缺。填埋场排放物资源化利用潜力较好，往后研究可稍加注意。挥发性有机物的排放种类较多，但因其容易与大气中气体反应产生次生污染物，故应针对填埋场大气污染物的种类和数量以及和气象条件的相关性进行研究。

延伸阅读：

日本VOCs排放控制管理及其经验借鉴

原标题：城市垃圾填埋场温室气体及VOCs排放的研究进展

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