1.1　难降解有机废水的产生及污染现状

据2016年中国环境状况公报统计，全国地表水劣Ⅴ类水质断面比例为8.6%；112个国家重点监测湖泊、水库中，劣Ⅴ类水质个数为9个，占8.0%。此外，我国地下水污染较严重，2016年全国225个地级市地下水监测点中，水质较差级和极差级分别占45.4%和14.7%。工业废水是我国水体污染的重要源头，具有排放量大、浓度高、毒性大、可生化性差、难降解等特点。2016年我国共排放工业废水1.99×10⁶万吨，工业源废水中COD和氨氮排放量分别达到293.45万吨和21.74万吨；2015年我国共排放461.33万吨总氮、54.68万吨总磷、1.52万吨石油类污染物、988.21t挥发酚和146.86t氰化物等。印染、农药、造纸、制革、电镀、化工、炼油、炼焦、医药、垃圾焚烧发电厂等工业产生的废水中，常常含有苯系、硝基苯系、卤代化合物、偶氮染料、酚类等有机难降解污染物，具有致癌、致畸、致突变“三致”作用，且常规的生化处理，无法将其彻底降解或去除。本节将重点介绍内分泌干扰物废水、染料废水以及垃圾渗滤液的排放与污染现状。

1.1.1　内分泌干扰物废水

工业废水排放的有机污染物中有一类被称为内分泌干扰物（endocrine disrupting chemicals，EDCs）的有机污染物。根据美国环保署（US EPA）的定义，EDCs是指一类通过干扰生物体自身激素的合成、分泌、转运、结合、活性作用、代谢降解，进而影响生物体自身稳定、后代的繁殖和生长以及其他行为的外源性物质。EDCs的种类较多，一般可分为天然雌雄激素类（雌酮E1、雄甾酮A等）、天然孕激素类（孕酮P等）、植物雌激素（大豆异黄酮、香豆雌酚等）、农药类（除草剂，如除草醚、莠去津等；杀虫剂，如氯丹、甲萘威等；杀线虫剂，如呋喃丹、涕灭威等）和化工原料类（双酚A、烷基酚类、邻苯二甲酸盐类等）。

EDCs对包括人类在内的生物体健康产生危害，主要表现为以下几个方面的毒性作用：①致癌作用，EDCs可导致乳腺癌、精巢癌、卵巢癌等各种激素依赖性癌症；②对免疫系统产生不利影响；③干扰神经细胞的活动，可能影响其传导能力；④对生殖系统产生危害，导致男性精子数量减少以及女性月经紊乱，不育不孕概率增大等。

化工原料EDCs类产量较大，2008年双酚A的全球产量高达320万吨，应用也比较广泛，如表1.1所示。全国许多水环境中均检出μg/L至mg/L浓度级别的EDCs。Peng等在珠江干流水样中检测出了μg/L级的BPA、壬基酚等内分泌干扰物。Shi等对长江三角洲地区的长江、淮河和太湖地表和地下水样进行检测，研究发现在该地区的作为饮用水的2级地表水和地下水的水样中检出了BPA和辛基酚等内分泌干扰物。通过雌激素活性测试发现，长江和淮河的水样中潜在毒性最高，雌激素当量可达2.2ng E₂/L，高于无毒性作用的要求的1.5ng E₂/L，而BPA是地表水中雌激素效应的主要来源物质。Lee团队对中国台湾的16条主要河流的水样和河底土样，进行分析检测，绝大部分河流水样和河底沉积土样中检出了BPA和壬基酚，水样中两者含量分别为0.01～44.64μg/L、0.02～3.94μg/L，靠近8个工业园区的阿里河中样品BPA和壬基酚含量最高。

1.1.2　染料废水

纺织工业在印染等过程中会使用大量染料和助剂，产生大量的染料废水，污染也比较严重。据统计，全球每年染料的产量高达7×10⁵t以上，其中70%为含有偶氮键（—NN—）的偶氮染料，在染料加工和使用过程中，约1%～20%的染料会流失，以染料废水的形式排入水环境中。我国每年未有效处理就排入水环境中的染料废水高达1.6×10⁹t以上，引起了较严重的环境问题。

随着纺织工业的不断发展，大量新的染料不断合成，目前，染料种类可达数万种。根据染料的用途和化学结构等，可简单将染料分为如下几类，如表1.2所示。由表可知，常见染料多为偶氮类、联苯胺类、蒽醌类等，具有毒性、致癌、致突变等危害。另外，染料废水还具有如下特点：

（1）废水的色度较高

染料一般均带有偶氮、蒽醌等发色基团，废水的颜色很深，色度一般可达500～500000倍，感觉性很差，并且高色度阻碍阳光和氧气的传递，污染较重。

（2）结构稳定，生化降解性差

染料分子一般均含有苯环等基团，分子结构稳定，BOD₅/COD值较小，可生化性差，此外，生化处理还可能产生毒性更大的芳香胺。

（3）成分复杂，盐分、重金属含量高

染料废水一般主要由印染过程中排放，印染过程中需要加入大量的印染助剂，导致染料废水除了含有无机盐，还含有铁、镍、铜、铬、镉、铅、砷等。

（4）水质变动大

纺织工业过程中的工序不同，所排放的废水不同，不同工序在不同时候排放的废水量也不同，从而导致染料废水水质变化很大，成分、pH等波动也较大，废水需要生物法、物化法多级处理。

1.1.3　垃圾渗滤液

2016年我国城市和县城生活垃圾清运量达到2.7亿吨，较2015年增加5%。生活垃圾产量仍在逐年增加。城市生活垃圾中餐厨垃圾所占比例较大，生活垃圾水分含量高，垃圾渗滤液产生量一般为垃圾量的10%左右，北方由于气候干旱而偏低，在南方瓜果食用的高峰季节，渗滤产量最高可达垃圾量的20%～30%。过高的含水量导致垃圾热值偏低，一般在4000～7000kJ/kg之间，仅为发达国家的40%左右，远低于发达国家8400～17000kJ/kg的垃圾热值。为提高热值，垃圾在入炉焚烧前，一般会在贮坑中停留2～7d，以使垃圾充分发酵脱水，因而产生了大量垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是垃圾焚烧处理过程中产生的二次污染物，其具有色度高、水质变化大、成分复杂、有机污染物和重金属含量高、难以生物降解等特点。垃圾渗滤液的水质特征如下：

①水质复杂。渗滤液中含有多种污染物，有报道称曾在渗滤液中检测到93种有机物，其中22种被列入我国环境污染物黑名单。

②COD、BOD₅和氨氮浓度高。渗滤液中COD和BOD极高，COD可高达90000mg/L以上，BOD达38000mg/L以上，氨氮最高可达2000mg/L。

③固形物质、盐含量较高。渗滤液中固形物可达20000mg/L，重金属含量也非常高，电导率高。

④水质、水量变化大。垃圾焚烧厂渗滤液水质水量的变化很大，影响垃圾渗滤液水质和水量的因素主要是垃圾的性质、季节和气象（降雨量等）等。

⑤色度深，有恶臭，成分十分复杂，其中含有大量对生态环境和健康有害的难于生物降解的物质，使人体产生恶心、头晕甚至尿血等症状。

垃圾渗滤液中含有很多具有“三致”（致癌、致畸、致突变）作用的有机污染物，其中多种有机污染物被列为我国环境优先污染物，如苯酚类、有机氯农药等。这些化合物会对动、植物的生长造成毒害，对人类的神经、免疫系统也会造成不可修复的损害。另外，垃圾渗滤液如果处理不当会对地表水和地下水造成严重污染，通过水体的传播，毒性有机物会深入环境，破坏生态，进而在更广范围影响动、植物生长及人类健康。