监管机构酝酿新规，部分垃圾填埋场将启动PFAS就地处理

在长期将渗滤液从佛蒙特州Coventry填埋场输送至市政污水处理厂处理后，Casella Waste Systems公司正着手建设现场处理设施，以处理其径流。随着公众对全氟和多氟烷基物质（PFAS）健康风险的担忧加剧，以及各州和联邦层面新规的出台或酝酿，全美越来越多的垃圾填埋场运营商正考虑采取类似举措。

随着有关PFAS对人类健康和环境风险证据的不断积累，佛蒙特州监管机构正采纳对五种PFAS物质的限制，其中包括PFOS和PFOA。联邦层面的新限制也在推进中。2022年，美国环保署（EPA）宣布，将大幅降低这两种物质在饮用水中的联邦健康建议值，从2016年设定的70万亿分之一（ppt）降至PFOS的0.02 ppt和PFOA的0.004 ppt。

Casella在Coventry填埋场建设自有渗滤液处理设施的进展，恰逢该场地扩建计划的推进。早在佛蒙特州立法机构于2019年通过要求制定新饮用水标准的法律之前，该公司就已开始研究从渗滤液中去除PFAS的方案。

在Casella委托进行的一项2019年分析中——该公司称其为全美同类分析中最早之一——工程公司Sanborn Head发现，进入Coventry填埋场的物料中“绝大多数”含有PFAS，Casella工程与合规副总裁Samuel Nicolai表示。具体而言，报告显示，分析的废弃物样本中有95%含有PFAS，浓度范围为0.043至2030十亿分之一（ppb）。分析还发现，99%的PFAS滞留在填埋场内，其余则进入渗滤液。

“我们走在了法规前面，”Nicolai说，“我们目前的努力是管理渗滤液中那最后1%的PFAS，从而基本上100%控制住来自这些废弃物的所有PFAS。”

次年，佛蒙特州环境保护部的一份报告发现，蒙彼利埃和纽波特两座污水处理厂（均处理垃圾填埋场渗滤液）的排放物中PFAS浓度高于该州其他处理厂。

对PFAS的担忧也跨越了边境。2021年，加拿大官员在连接Memphremagog湖的取水口中发现PFAS，该湖是魁北克南部17.5万居民的饮用水源。目前尚不清楚PFAS来自哪一侧，但有人怀疑佛蒙特州污水处理厂的排放物可能至少是部分原因。

直到最近，Coventry填埋场一直将渗滤液送往位于该湖支流上的纽波特污水处理设施。根据与州监管机构达成的协议，Casella的一家子公司现将其渗滤液送往蒙彼利埃设施，该设施排放至Winooski河，属尚普兰湖流域。佛蒙特州自然资源局于12月21日颁发的许可证允许Casella在开发Coventry填埋场预处理设施期间继续向蒙彼利埃输送渗滤液。

不断演变的监管格局

包括加利福尼亚州、密歇根州、新泽西州和华盛顿州在内的其他州也在采取措施限制PFAS，这促使更多垃圾填埋场考虑现场处理这些化学物质。虽然历史上由公有污水处理厂处理渗滤液，但一些设施因PFAS担忧已停止或计划停止接收此类废物。

“这更多是各州层面的问题，而非联邦问题。而且说实话，各州在实施影响固废行业的法规方面远远领先于联邦政府，”Brown and Caldwell公司垃圾填埋场液体业务全国实践负责人Kevin Torrens表示，该公司是一家专门从事污水基础设施和处理的环境工程与建筑公司。“因此，垃圾填埋场和固废设施正面临压力。”

他补充说，这一问题给垃圾填埋场行业带来了新挑战，越来越多的运营商在寻找解决方案。“在PFAS开始浮现之前，我们对渗滤液管理已有合理理解，然后PFAS出现了。如今它几乎是我们所做一切的一部分。”

虽然与其他来源（如军事基地和机场）相比，垃圾填埋场是PFAS的较小来源，但它们普遍且易于监管。随着州和联邦监管机构打击这些“永久性化学物质”，有效管理渗滤液中的PFAS将变得越来越重要——且可能成本高昂。

9月，EPA提议将PFOA和PFOS指定为《超级基金法》下的危险物质。若最终确定，该规则将要求设施报告PFOA和PFOS的释放，并允许EPA要求清理和回收清理成本。

“EPA预计，最终规则将鼓励处理PFOA或PFOS的设施采用更好的废物管理和处理实践，”该机构当时表示。12月，该机构还发布了指导文件，指导各州如何在废水进入污水处理厂之前监测和减少特定许可证设施排放中的PFAS。

一个持久且争议的问题

PFAS难以控制和修复，主要有两个原因：普遍性和持久性。这类化合物超过5000种，存在于数百种产品中，包括不粘锅、披萨盒、电子产品、防水衣物、清洁产品和部分化妆品。定义PFAS的强韧碳-氟键（化学中最强的键）意味着这些化学物质分解缓慢。它们还会在空气、水和土壤中，以及动物和人类体内随时间累积，据EPA称。

研究发现，接触某些类型的PFAS与某些癌症风险增加有关。其他潜在影响包括抑制人体免疫系统、降低抵抗感染的能力、婴儿出生体重偏低，以及儿童发育迟缓和行为改变，还有孕妇高血压。

PFOA和PFOS（PFAS中使用最广泛的两种类型）于2000年代在美国被禁止。但它们仍出现在进口商品中，并在环境和家庭橱柜中持续存在。当消费者丢弃含有PFAS的旧物品时，这些化学物质最终进入垃圾填埋场，并可能进入渗滤液。

“PFAS的挑战在于渗滤液中含有非常广泛的污染物，”Torrens说。通常，垃圾填埋场渗滤液在污水处理厂处理。但传统的污水处理方法无法拦截PFAS，甚至可能使问题恶化，从而给垃圾填埋场带来更大压力，要求其现场处理PFAS。

在污水处理过程中，氧化可将氟调聚物羧酸盐等化合物转化为不可生物降解的全氟烷基酸——一种比PFOA或PFOS研究更少但毒性很高的PFAS。一些研究发现，处理后的渗滤液中PFAS浓度高于原始形态。2022年2月发表在《Water Research》期刊上的一项关于密歇根州来源的研究发现，所有10个采样污水处理厂出水中的PFAS浓度比进入设施的废水高出多达19倍。同一项研究分析了171个各类污染场地，发现垃圾填埋场是占污染总量75%的四个主要PFAS来源之一。其他三个是消防泡沫、金属电镀厂和汽车金属冲压设施。

鉴于所有这些证据，废物行业运营商正准备做出改变，但也表示需要更多指导。

“我认为每个人都看到监管即将到来，并希望走在前面，”Waste Connections工程与可持续发展副总裁Kurt Shaner表示，该公司有两个现场PFAS处理设施于2022年投入运营。过去两年，该公司现场处理的渗滤液量增加了10%。它计划到2033年现场处理至少50%的渗滤液，高于目前的37.1%。

“我认为最大的挑战是知道目标是什么，”他说，“我们有这些选择，但在知道目标之前无法实施。”

在去年5月提交给参议院环境与公共工程委员会的联合信中，全国废物与回收协会和北美固体废物协会表示，根据《超级基金法》监管PFAS废物可能产生意外后果，包括提高管理成本并迫使垃圾填埋场限制含PFAS废物。这些组织还表示，由于城市固体废物填埋场不生产PFAS，它们不应为PFAS污染承担责任。相反，信中说，它们可以成为“管理这些化合物的长期解决方案的一部分”。

EPA表示已收到6万条关于该提案的公众意见，并将很快公布回应。草案规则预计将在未来几周内发布，最终规则预计在年底前出台，EPA副新闻秘书Khanya Brann在电子邮件中表示。该机构还在制定一项限制饮用水中PFOA和PFOS的规则。

新兴处理方法

由于PFAS如此普遍和复杂，设计有效去除这些物质的方法已被证明是困难的。但最近的研究和项目已经产生了几种处理垃圾填埋场渗滤液和饮用水的方法。

Coventry填埋场正在测试几种最有前景的方法用于其现场设施。一种是泡沫分馏，利用PFAS偏好水与空气交界处的特性，通过气泡将PFAS从水中“拔出”并重新配置成泡沫，然后浓缩PFAS。该公司还在研究反渗透技术，该技术已在海水淡化厂使用多年，已被证明能去除超过90%的PFAS。

另一种选择是电化学工艺，首先通过电絮凝分离PFAS，然后通过电氧化分解。这种方法本质上是水中化合物的化学燃烧，涉及将含PFAS的水通过电极阵列。它们触发复杂的化学过程，将PFAS分子分解成更短的分子，最终分解为二氧化碳。在蒙特利尔工程公司Golder的测试中，该方法去除了100%的PFOS和100%的PFOA。该公司称该工艺节能、经济且可扩展。

Coventry设施可能会在最终设计中采用不止一种技术，Nicolai说。“我们不会选择只处理特定化合物或只将化合物处理到一定水平的技术，”Nicolai说，“我们的目标是努力将渗滤液中的水平降至实验室检测限以下，通常在1至2 ppt范围内。我们相信我们将成功做到这一点。”

这些方法中的每一种都可能耗资“数百万”美元。“这也是我们评估的一部分，试图确定最终成本，”他说，并补充说无论成本如何，都将反映在为客户调整的处置价格中。

迄今为止行业中最常用的技术都有某些缺点。例如，在反渗透中，用于去除化学物质的膜容易受到其他污染物的污染，并且需要处理产生的含PFAS废物。离子交换树脂也经常使用，但需要焚烧树脂，且只能使用一次。另一种方法涉及使用颗粒活性炭过滤器，由于过滤器需要频繁更换，运营成本很高。用过的过滤器必须在认可设施中焚烧以销毁PFAS。

“垃圾填埋场渗滤液含有许多其他背景成分，会影响给定的处理过程，”EPA的Brann在电子邮件中说，“这些其他成分通常浓度很高，因此会对给定处理过程的有效性以及其他因素产生强烈影响。”根据该机构的说法，所有这些因素加上目前可用技术对PFAS进行现场渗滤液处理，可能使一些垃圾填埋场在经济上难以承受。

“对于中小型垃圾填埋场，产生的渗滤液量往往太小，无法使PFAS处理具有成本效益，”Brann说。

最终目标是开发一种能够破坏构成PFAS的强碳-氟键的技术，本质上是销毁而非去除。这很难实现，但两种技术——电化学氧化和等离子体——似乎能够做到。虽然这些方法显示出前景，但水务官员和废物行业代表表示，需要对所有PFAS进行更多研究，以有效监管这些物质，并开发最佳处理方法。

“到目前为止，大多数研究仅集中在PFOA和PFOS上，这为其他数千种PFAS化合物留下了严重的数据空白，”州饮用水管理者协会在2022年4月提交给EPA地下水和饮用水办公室的信中说，“我们需要关于健康影响、分析方法和处理效果的可靠信息，以解决饮用水和其他介质中的额外PFAS问题。”

尽管围绕如何有效控制PFAS仍存在疑问，Nicolai表示，积极主动的管理方法——包括禁止高浓度PFAS物料（如消防泡沫和受污染土壤）进入填埋场——已使Casella受益。“我认为早期策略帮助我们真正专注于如何最好地管理剩余废物，”他说，“我们现在正进入安装这一处理计划的最后阶段，我们相信这将为我们管理PFAS提供最终解决方案。”