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垃圾场对周围水体水质影响的调查报告

无机麦地

2011/07/01

垃圾场对周围水体水质影响的调查报告

本文为无机麦地根据在中南大学化学化工学院期间在老师指导下和几位同学一起做的实验写成的报告，欢迎指正。

摘要：通过对桃江浮丘山乡马迹村垃圾场的实地调查，并且走访了居住在周边的部分村民，发现垃圾场下游居民的井水有被污染的现象。对垃圾场所排放的污水和村民自备井水分别取水样分别进行无机金属离子检测和有机污染物质分析，检测结果表明：垃圾场所排污水没有达到国家制定的相应排放标准，下游自备井水中多种金属离子明显超标。

关键词：垃圾场水体污染地下水重金属离子

随着城市人口数量的逐步增加，城市垃圾也不断增多。如何对城市垃圾进行科学处理，已经演变成一个十分严峻的环境问题。目前，我国对城市垃圾处理主要采取集中填埋法，垃圾场渗出的污水在采取净化处理后排放。但是对于垃圾场所排放的污水是否在国家标准允许范围之内？垃圾场所排放的污水对下游水质的影响有多大？这些都是值得探究的课题^[1]。居住于桃江浮丘山乡马迹村垃圾场附近的村民最近反映，自备井井水中经常出现类似煤油的气味。为了能够解释这些现象并且初步了解垃圾场对周边水质的影响情况，我们调查了桃江浮丘山乡马迹村垃圾场及周边环境，同时对采集的不同水样进行了相关检测研究。

1调查

1.1 调查原因

居住在桃江浮丘山乡马迹村垃圾场下游的村民反映，近期自家的自备井水中经常散发一种类似煤油的气味，并且垃圾场下游小河里流的水一直是棕黑色，皮肤接触小河中的水后就会发痒。经综合分析后，认为可能是垃圾场的污染所致，因为垃圾场排放的污水基本上没有处理。

1.2 调查方法

对垃圾场的位置现状进行实地考察，走访了周边的居民，调查附近自备井水中出现的异味是否为普遍现象，并采集水样，对水样进行水质分析。

垃圾场位于自备井上游约一千米的地方，里面堆放着桃江整个县城的所有生活垃圾，采取简单的填埋方式处理。由垃圾场流出的污水，经过下游的一个拦污坝和拦污坝外围的沉淀池后，直接排放到水沟里，随后都汇集到小河里。垃圾场下游约一百米处有农田，村民们说，做完农活回家后要马上用水洗脚，因为田里面的水会使与之接触的皮肤瘙痒。走访其他下游的居民后，同样发现他们的井水中也都曾出现过异味。

经考察发现，反映井水中有煤油气味的村民的自备井的位置比较低，靠近农田，距离垃圾场污水流经的小河约有三百米左右。经了解得知，在今年四月份清明节的时候，井水所散发的煤油气味特别重，但由于最近这段时间天气多以降雨为主，所以井水所散发的煤油气味减弱很多，甚至消失。

通过对垃圾场具体的地理位置进行实地考察研究；走访了居住在周边的村民，调查水井污染具体情况；采集了具有代表性的不同水样；并对水样进行水质分析，得出检测结果。

2 分析检测

2.1 无机离子的检测

2.11砷的检测

采用氢化物发生－原子吸收分光光度法测定水样中砷的含量。

取澄清的水样25mL置于50mL容量瓶中，加入盐酸（1＋1）8mL，3％碘化钾－1％抗坏血酸和硫脲混合溶液1mL，摇匀，放置30min测定。同时配制空白溶液。

待测水样取100ml，于150mL烧杯中，加入硝酸5mL，高氯酸0.5mL，加热硝化并蒸至冒白烟，冷却，加入盐酸（1＋1）8mL煮沸，冷却，加入3％碘化钾－1％抗坏血酸和硫脲混合溶液1mL，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，放置30min测定。同时配制空白溶液。

吸取1μg/mL砷标准使用溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5mL，分别置于6只50 mL容量瓶中，各加入盐酸（1＋1）8mL，3％碘化钾－1％抗坏血酸和硫脲混合溶液1mL，用水稀释至刻度，摇匀，放置30min后测定。绘制砷校准曲线。此校准曲线浓度分别为0、2.0、4.0、6.0、8.0和10.0μg/mL。

然后在适当的条件下测定砷的工作曲线和未知物的吸光度，并计算出浓度。

2.12铬，锰，铅，镉，镁的测定

采用原子吸收分光光度法测定水样中，铬，锰，铅，镉，镁五种金属离子的含量。采集的样品为井水样和污水样，首先取100ml水样，用硝酸对样品进行pH的调节，使其pH值小于2.然后加热蒸发至近干，然后加入5ml高氯酸，继续加热溶液，使其冒烟至干，然后加入20ml去离子水，加热溶解后冷却溶液至室温，加入5ml硝酸酸化，然后定溶至100ml。按照测砷的要求配置相关离子的标准溶液，先测出各金属离子的标准曲线，然后测量自备井水样和污水样中各金属离子的含量。

通过不同方法得到的无机离子检测结果：

查找相关的饮用水标准和排污水标准，得到各离子的最高浓度数据：

注：生活饮用水标准为GB5749—2006，污水排放标准为上海市污水综合排放标准 DB31/199-2008，所用数据为A级排放标准。

从实验结果可以知道，井水中多种金属离子超标，其中铬超标九倍，锰超标八倍，铅超标三倍，镉超标三倍，，检测项目中只有砷没有超标。金属离子的严重超标可能是由于土壤中金属离子超标所致，但也有可能是受到了河流中污水或是垃圾场地下水的影响。

污水的结果表明，在所有检测项目中，铬超标29倍，镉超标两倍，其余的检测项都符合所参考的排放标准，水颜色比较浑浊。
2.2 有机检测^[4]

2.21 井水的检测

有机物的检测分两次，第一次做的是一个探索性实验。取的水样用一定体积的环己烷溶液萃取，采用震荡的方法使有机物溶解在环己烷溶液当中。然后将所得萃取液在旋转蒸发仪上浓缩至1ml左右，用岛津2010仪测GC/MS,采用程序升温，50°C到280°C,测量得到结果。

色谱图为：

GC条件:色谱柱DB-35柱(30 m x 0. 25 mm );载气为氦气，恒流型，柱流速1 mL/min ;进样口280°C;不分流，进样量1uL;程序升温:50^°C到280°C MS条件:电子轰击源EI，电子能量70eV，全扫描方式，扫描速度500u/s，扫描范围(m/z) 35-450.溶剂延退3.5min‑得到的色谱图

通过软件自带的质谱库搜索得到可能含有下例物质：，苯乙酮，环己基戊烷等高级烷烃。

从实验的结果来看，井水中可能含有高级烷烃类物质，苯乙酮也是一种特别值得怀疑的有机污染物。

2.22 污水和井水的检测^[2]

对第二次的水样，即井水样和污水样，处理过程为：各取一份水样（1L），首先用普通过滤，除去可能存在的固体颗粒，然后使用二氯甲烷作为萃取剂萃取水样中的有机物组分，经浓缩后用GC-MS进行检测。

(1)中性萃取：过滤后的水样用pH试纸测定pH，用5％NaOH溶液或3mol/L硫酸溶液将pH调至中性，再置于分液漏斗中，加入30ml二氯甲烷萃取，振摇数次使得萃取充分，再静置分层，分离。重复萃取两次，合并萃取物于圆底烧瓶中。

(2)碱性萃取：使用5％NaOH溶液将中性萃取后水样调节pH>12，然后加入30ml二氯甲烷进行萃取，重复萃取两次，合并萃取液。

(3)酸性萃取：用3mol/L硫酸溶液将碱性萃取后的水样调节pH<2，其余操作与碱性萃取相同，重复萃取两次，合并萃取物。最后将上述三种萃取物合并后加入少量无水硫酸钠干燥，用旋转蒸发器浓缩回收溶剂，浓缩至5ml左右，保存于干净的带塞比色管中待用。

用二氯甲烷萃取出来的污水溶液乳化现象特别严重，我们加盐之后还不能解决，单纯的离心效果也不是很理想，所以我们采取的方式是在乳化严重的二氯甲烷萃取液中加入一定量的氯化钠后采用离心的办法，获得了很好的破乳效果。最后得到的二氯甲烷萃取液损失较多，所以没有浓缩就直接进样测定。

污水样得到的色谱图为：

GC条件:色谱柱DB-35柱(30 m x 0. 25 mm );载气为氦气，恒流型，柱流速1 mL/min ;进样口280°C;不分流，进样量1uL;程序升温:50^°C到300°C MS条件:电子轰击源EI，电子能量70eV，全扫描方式，扫描速度500u/s，扫描范围(m/z) 35-450.溶剂延退3.5min‑得到的色谱图

从污水样检测的色谱图，通过检索质谱库，得到可能含有的物质有：

第二次实验中得到的实验结果不理想，从实验的到得GC/MS色谱图来看，通过检索自带的数据库得到的物质种类比较少，分析实验过程得出初步结论是我们在用二氯甲烷萃取的时候，所用的萃取方法可能没有把水中的有机污染物全部萃取出来，最后得到的有机溶剂也没有进一步浓缩，导致进样时候样品中有机物的浓度太低。井水样的色谱图上所得到的信息比较少所以并未列出。

3 结论

3.1垃圾场对所流出来的污水的处理极不规范，经过沉淀池后，流出去的污水与进沉淀池的污水的颜色相同，流出来的污水有很大一股异味，沉淀池所采取的处理方法值得怀疑。

3.2垃圾场经沉淀池排放出来的污水重金属离子超标严重。其中铬超标30倍，污水呈黄褐色，可能里面的铁离子超标严重，检测出来里面含有多种有机污染物。

3.3垃圾场的存在对当地村民的饮用水卫生构成了威胁。并且当地居民的饮用水受到了垃圾场的污染，通过调查发现下游的居民的自家饮用水受到了污染，有时候井水里面会有一股异味，但是污染情况受降雨的影响，在降雨较多的时候井水里面的气味将消失，这是由于自家井一般建在山旁，降雨的时候山里面的地下水比较充足，所以井水大多是来自山里的渗透水，而在降雨少的时候，井水受河流的影响较大。

3.4 自备井水中散发的煤油气味经检测，是由于井水里面渗透了垃圾场产生的有机污染物质所致，其渗透性较强。井水里面的金属离子铬，锰，铅，镉超标，检测结果显示里面可能含有苯乙酮，环己基戊烷，高级烷烃等物质。

4 体会和建议

垃圾场对环境的污染是一个亟待解决的课题，特别是像我们这次遇到的实际问题，它值得我们做进一步的调查和研究，由于我们的时间和精力有限，所以没有进一步开展工作。通过前期的工作，我们认为如果要开展进一步的探索，在以后的实验当中需要注意几个问题。一是在实验的前期一定要有一个完善的实验方案，同时要有对实验中可能出现问题的补救措施。二是在实验样品的检测过程当中，最好是依托专门做检测的实验室，因为他们的经验比较丰富，或者要有对这方面比较熟悉的老师指导。

参加创新实验是一次锻炼我们的机会。从写实验申请到实验方案的确定以及到实地考查取样和进行样品检测，我们体会到了做科研的不容易。我们做的仅是一个水样中污染物的测定，看起来应该是一个很容易完成的任务，但是具体做起来并不是想象中的那样简单，特别是实验检测部分，我们碰到了不少麻烦，如在萃取的时候出现了严重的乳化问题，最后在老师的指导下，我们通过不同的尝试，终于很好地解决了乳化问题。通过这次实验的磨练，在查找资料，发现问题和解决问题等不同方面培养了我们获取新知识和总结概括的能力。通过实践使我们更加牢固的掌握了书本的理论知识，同时也大大加强了我们的动手能力，更重要的是我们学会了一种发现问题和解决问题方法，更深刻地认识到做科研要有严谨的态度和要实事求是的精神。

参考文献：

[1] 杜慧兰，何恒光，易用乎等，垃圾场污水对下游饮用水污染的调查报告，现代预防医学，1998.02

[2] 劳家柽主编．土壤农化分析手册[M]．北京：中国农业出版社，1988．203-278．

[3] 魏复盛等编著，水和废水监测分析方法指南（中册），pp. 427~429，中国环境科学出版社，北京，1997。

[4] 刘田，孙卫玲，倪晋仁，周翠, GC-MS法测定垃圾填埋场渗滤液中的有机污染物, 四川环境,2007.04

[5] 中华人民共和国生活饮用水卫生标准，GB 5749—2006

[6] 上海市污水综合排放标准，DB 31/199—2008

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做个有用的人

第1楼2011/07/01

垃圾场不可能不造污染，如果不污染就不是垃圾了，正常的现象，所以大家应该远离垃圾场。

0

今明后

第2楼2011/07/01

环境污染在我们国家越来越严重了；
楼主的文章很详尽，要是把色谱图处理一下传上来就更好了！

0

无机麦地

第4楼2011/07/01

把表格和色谱图照相上传了，其中文章很多地方还不够规范，请指正。。

2.1中又黄色的水得出可能是铁离子超标的结论不科学，已经修改。

0

儒雅凤

第5楼2011/07/01

垃圾场的污染是一个亟待解决的老问题。
垃圾场，包括垃圾处理站和垃圾转运站，在这些地方都会有污水横流的现象。

0

sunskystar

第6楼2011/07/01

请问测砷是依据的哪个标准？是不是测砷的清洁的井水不用消解了。

0

水源守护者

第8楼2011/07/01

楼主的这篇文章是投稿的吗？如果投稿的话，其中有多处需要修改。
首先格式上，先介绍材料方法，然后实验结果、然后讨论、最后结论。在实验过程上不必写出具体测试过程，因为使用的是标准方法，仅以文献形式给出即可。当然如果是用非标方法或无文献可查的，需要写出偏离部分内容。
第二，个人认为部分分析结论有待商榷。如2.1中水样呈现黄色，得出可能铁超标的结论不是很科学。因为水样呈现黄色的可能性很多，如当六价铬含量较高时同样会出现黄色。楼主的数据上可以看出总铬含量较高，如需确认，可以对水样的六价铬进行分析。
第三，作为原创，这样的表述方式无可厚非。如果作为论文，那么其表述上存在一定问题。这个应该属于学校的实验报告吧
第四，为了明确采样点位，最好提供示意图或者点位分布图
第五，楼主的调查方法其实是1.2的最后一段。前面阐述的多是调查得到的结论

以上为个人意见，仅供参考，不当之处请指正

0

无机麦地

第9楼2011/07/02

非常感谢楼上提出的宝贵意见。这文章我感觉没有达到投稿的水平，当时我写出来后老师也问过我需不需要投稿。

2.1中呈黄色得出的结论的确是不科学的。我记得我最终的报告是该正过来了。
本文不是属于论文，仅仅是个人根据自己课外实验写的报告。

您提的这些意见都很好。再次谢谢您！

0

chemistryren

第10楼2011/07/04

比较赞同8楼的意见..楼主的表述好象比较口语化..逻辑上也不够严谨.该文的目的原本是想说明垃圾场的存在对周边环境的污染影响..但仅从目前的数据来看并不能很明确的证明.因为只测定了垃圾场的出水和井水...这些都是目前状况..井水浓度偏高必定是垃圾场造成的吗?会不会是该地区井水本底浓度就高呢?所以最好是补充当地的地下水背景值,与背景值作对比后更有说服力..此外,本文的重点在于质量评价,实验过程可以简单介绍就行了吧....以上纯属个人观点,不当之处还请见谅.

0

lau909

第11楼2011/07/04

楼主有没有继续跟踪的打算呢？好像很多结论的数据支持还不够

0

shiqu

第12楼2011/07/05

没想明白楼主为什么测镁

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