垃圾填埋场地下水中有机化学污染物的毒性（格林斯泰兹，丹麦）外文翻译资料

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垃圾填埋场地下水中有机化学污染物的毒性（格林斯泰兹，丹麦）

A N D E R S B A U N , * S U S A N N E D . J E N S E N ,P O U L L . B J E R G ,

T H O M A S H . C H R I S T E N S E N , A N DN I E L S N Y H O L M

Department of Environmental Science and Engineering/Groundwater Research Centre, Building 115, Technical University of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark

摘要：本次研究的目的是描述在格林斯泰兹垃圾填埋场地下泄漏的渗滤液中有机化学污染物毒性的发生和分布（丹麦）。共有27个地下水样品采用固相萃取（SPE）用XAD-2树脂材料进行富集。这种处理有效地消除了由无机盐和天然有机化合物引起的样品基质毒性，并产生了水溶性浓缩物的非挥发性化学污染物。SPE提取物在一连串的标准化短期水生生物（发光细菌测试（费氏弧菌），藻类（羊角月牙）、甲壳动物（水蚤））的毒性测试。额外的遗传毒性试验用的的UMUC试验（鼠伤寒沙门氏菌）。生物监测与藻类和发光细菌是最敏感的测试并在这两种生物测定结果的基础上，得出的结论是，靠近垃圾填埋场的地下水收集固相萃取（SPE）提取物是有毒的。毒性随与垃圾填埋场的距离增加的降低。在距离大于80米的垃圾填埋场的边界，地下水的毒性并没有显着不同的背景毒性。固相萃取（SPE）提取物对水蚤没有毒性（富集10倍），在的UMUC测试（富集倍数可达120）观察到无遗传毒性。生物监测整体研究结果表明，一连串的预浓缩的地下水样本可以是研究毒性特征、复杂的化学混合物和污染地下水的风险排序的一个有用的工具，如垃圾填埋场渗滤液。

引言

造成地下水污染的垃圾渗滤液是一个很复杂的混合物，含有大量的外源性有机化合物（1）。这些化合物通常是在低浓度（mu;g/L），但组合所有的化合物可能会导致严重的生物效应，许多化合物有剧毒，甚至致癌（2，3）。在无衬里的垃圾填埋场，该化合物可能浸出直接地下水。如果达到地表水或地下水作为饮用水的供应，这对生态系统和人类健康的严重风险。在垃圾填埋场渗滤液污染地下水的外源性有机化合物的潜在风险已经由几位作者指出（例如，参4），但污染物的混合物的实际毒性很少关注。

地下水中外源性有机污染物的化学鉴定为危险评估提供有价值的信息，但化学鉴定不显示毒性等因素，可能产生的毒性作用，或在渗滤液污染地下水的化合物的毒性降解产物。通过化学分析相比，生物测定方法毒性表征环境样本集所有化合物的生物效应。因此，生物利用度，协同作用，或对立的因素，可以直接评估，而不需要识别所有重要的污染物类和个人化合物毒性的估计。只有少数的研究评估使用生物测定垃圾渗滤液的毒性，甚至更少的研究在垃圾填埋场渗滤液污染的附近地下水的毒性。

本研究的目的是描述有机化合物在垃圾填埋场的地底污染晕的毒性的发生和分布。这是应用固相萃取(SPE)技术的地下水结合毒性测试，使用一系列的标准化的生物监测包括发光细菌(费氏弧菌)、藻类(羊角月牙),并使用甲壳类动物(水蚤麦格纳)和基因毒性试验(鼠伤寒沙门氏菌)。固相萃取(SPE)的组合和生物监测允许评估地下水中有机化合物的毒性而无机化合物的影响被消除(7)。

实验部分

采样地点。格林斯泰兹垃圾填埋场占地面积约0.1平方公里，已收到300 000吨的城市固体废弃物包括液体和粘稠的工业、化工和从上世纪30年代到1977处置结束的医药废物（8）。在垃圾填埋场地底被渗滤液影响的温度约为10°C沙质含水层中收集地下水。渗滤液污染股流是由Bjerg等人详细描述（9）的关于氧化还原敏感地下水水质参数的分布。跟踪污染晕的指示参数是可能的距离垃圾填埋场约250米的地底如铵图1。渗滤液晕是厌氧，和一系列氧化还原带是由Bjerg等人确定了（9）。所选定的有机化合物和药物化合物在垃圾填埋场地底污染股流的发生和分布已由Holm等人（10）和Ruuml;gge等（11）先前所描述的。

地下水采样。地下水样本收集是在一个断面从垃圾填埋场的边境沿流线到254米的地底采样。采样井位于填埋场边界以下距离：0，15，37，50，80，114，170，和254米的样品在地表深度4米到10米以下（见图1）。聚四氟乙烯多层次取样器被安装在每一个驾驶镀锌铁管配有不锈钢尖头进入含水层。多层次的取样器降低内在铁管和周围的沉积物被允许拉出的多级采样。多级采样器能深度0.5-1.0米的垂直间隔采样。共有27个水样是在抽水率为150毫升/分钟，酸洗过的蓝盖瓶收集，通过冲洗和氮气顶空取样和样品处理过程中的水保持厌氧条件。参考样本是从该含水层的一个未受污染的一部分收集的。样本体积变化从0.5 L接近约5.5 L在距离参考位置和垃圾填埋场gt; 50米。所需的量估计从先前掩护式调查(7)。

化学分析。以下参数测量领域:pH、电导率、温度和氧气浓度。总碱度测定：不同样品用0.05 N硫酸的格兰滴定。在实验室中，样品用硝酸酸化进行非挥发性有机碳含量（NVOC）、氯化铵的分析。

图1 丹麦格林斯泰兹填埋厂铵的采样点和分布（从编号9的数据）。开放的圆圈指示的生物监测采样点。

固相萃取（SPE）。在以前的研究中，成功地进行的现场采用SPE固相萃取柱（7），但对于更大数量的样本，这种方法是由于缓慢的抽水率需要得到定量的提取非常耗时。在目前的研究中，在野外条件下，格林斯泰兹填埋厂用间歇式固相萃取法。在激增的一系列实验室实验进行之前，现场应用间歇固相萃取法。放射性标记化合物菲（4.1mu;g/L）、五氯苯酚（2.2mu;g/L），莠去津（0.9mu;g/L）、威（0.5mu;g/L）加在股流15米从格林斯泰兹填埋厂垃圾收集地下水。XAD-2（1.4克离散沃尔什变换／L）被添加到样品，频繁动摇。这些实验表明，XAD-2和地下水之间的24 h平衡吸附后得到的高滞留的化合物（gt; 90%）（数据未显示）。

一种有机化合物吸附在固相萃取树脂和生物监测取决于使用SPE材料。在本研究中使用的树脂（XAD-2）由二乙烯基苯共聚物材料，既不是离子的无机化合物（如Fe² 、Cl^-、NH₄ ）和分离的基本有机化合物（如苯胺）将被吸附在pH 2或pH7缓冲溶液（12）。虽然柱材料如XAD-2吸附大量的各种极性和非极性有机物的生物外源性化合物（例如，参考文献12和13），应该强调的是，SPE方法在一定程度上对其中的将被保留有机化合物是有选择性的。此外，要认识到非挥发性化合物，极有可能在生物监测之前会失去溶剂的变化是重要的。如苯、甲苯、乙苯和二甲苯挥发性有机化合物的浓度，可采用传统的溶剂萃取后采用标准的气相色谱分析测定。

安伯来特（一种离子交换树脂，商标名）XAD-2获得Fluka（布克斯，瑞士）。XAD-2是由连续的索氏提取预清洗，用丙酮、正己烷、甲醇、丙酮（每10 h）和保存在甲醇直到在分批提取领域中的应用。地下水样品在现场加入XAD-2（1.4克离散沃尔什变换/ L）的样品在距离从0到80米的地底环境pH值（pH 6.5-6.8）在pH值调整后的样品（pH值6.8-7.0）在距离在参考位置114，170，和254米。含吸附样品动摇经常在存储在15°C在黑暗中。采用玻璃柱，XAD-2是经过至少2天从水中分离。含吸附样品存储在15°C在黑暗中经常摇动在。采用玻璃柱，XAD-2是经过至少2天从水中分离。剩下的水后，用pH2.0的浓HNO₃ ，和一个额外的萃取柱进行（1.4克离散沃尔什变换／L）。又一个2天的提取、XAD-2收集在玻璃柱。因此，每个水样取得两XAD-2柱，分别用正己烷/丙酮（85 / 15）和甲醇。提取物被视为Baun和Nyholm描述（14）相对于体积减少和溶剂的变化。提取液体积减少到10毫升，高富集因素约50倍距离的填埋场（0.5升样品）增长到高达550倍以上的距离，50米地底（5.5-l样品）。

生物监测电池。SPE富集提取物与每个测试的测试介质稀释，和丙酮被温和曝气18 h，用N2（藻类和UMUC试验）或大气（发光细菌和水蚤）。藻类、UMUC试验和发光细菌在负责测试调节pH值为7的所有样品。水蚤测试提取物进行调节pH值7.8。

羊角月牙藻试验用CO2富集顶空（1%在空气中）进行封闭48小型藻类生长抑制试验。一个测试装置包括在固相萃取富集的11个浓度和所有测试的6个控制浓度（实验细节见参考文献7）。藻类试验在pH 70.3进行，与典型的增长率的控制是1.8-2.0天。浓度-响应曲线描述的韦伯方程（15），这是使用计算机程序开发的安徒生等人的数据拟合。（16）。此程序也允许逆估计，给EC值和相应的95%置信区间。

表1 在gt;5米地表以下深度收集到的地下水特征，格林斯泰兹填埋厂