隨著城市人口數(shù)量的逐步增加，城市垃圾也不斷增多。如何對(duì)城市垃圾進(jìn)行科學(xué)處理，已經(jīng)演變成一個(gè)十分嚴(yán)峻的環(huán)境問題。目前，我國(guó)對(duì)城市垃圾處理主要采取集中填埋法，垃圾場(chǎng)滲出的污水在采取凈化處理后排放。但是對(duì)于垃圾場(chǎng)所排放的污水是否在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)？垃圾場(chǎng)所排放的污水對(duì)下游水質(zhì)的影響有多大？
一、背景
居住在桃江浮丘山鄉(xiāng)馬跡村垃圾場(chǎng)下游的村民反映，近期自家的自備井水中經(jīng)常散發(fā)一種類似煤油的氣味，并且垃圾場(chǎng)下游小河里流的水一直是棕黑色，皮膚接觸小河中的水后就會(huì)發(fā)癢。經(jīng)綜合分析后，認(rèn)為可能是垃圾場(chǎng)的污染所致，因?yàn)槔鴪?chǎng)排放的污水基本上沒有處理。
二、進(jìn)行調(diào)查
對(duì)垃圾場(chǎng)的位置現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)地考察，走訪了周邊的居民，調(diào)查附近自備井水中出現(xiàn)的異味是否為普遍現(xiàn)象，并采集水樣，對(duì)水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。
垃圾場(chǎng)位于自備井上游約一千米的地方，里面堆放著桃江整個(gè)縣城的所有生活垃圾，采取簡(jiǎn)單的填埋方式處理。由垃圾場(chǎng)流出的污水，經(jīng)過下游的一個(gè)攔污壩和攔污壩外圍的沉淀池后，直接排放到水溝里，隨后都匯集到小河里。垃圾場(chǎng)下游約一百米處有農(nóng)田，村民們說，做完農(nóng)活回家后要馬上用水洗腳，因?yàn)樘锢锩娴乃畷?huì)使與之接觸的皮膚瘙癢。走訪其他下游的居民后，同樣發(fā)現(xiàn)他們的井水中也都曾出現(xiàn)過異味。
經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)，反映井水中有煤油氣味的村民的自備井的位置比較低，靠近農(nóng)田，距離垃圾場(chǎng)污水流經(jīng)的小河約有三百米左右。經(jīng)了解得知，在今年四月份清明節(jié)的時(shí)候，井水所散發(fā)的煤油氣味特別重，但由于最近這段時(shí)間天氣多以降雨為主，所以井水所散發(fā)的煤油氣味減弱很多，甚至消失。
通過對(duì)垃圾場(chǎng)具體的地理位置進(jìn)行實(shí)地考察研究；走訪了居住在周邊的村民，調(diào)查水井污染具體情況；采集了具有代表性的不同水樣；并對(duì)水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，得出檢測(cè)結(jié)果。
三、分析檢測(cè)過程及結(jié)果
1、 無機(jī)離子的檢測(cè)
（1）砷的檢測(cè)
采用氫化物發(fā)生－原子吸收分光光度法測(cè)定水樣中砷的含量。主要使用原子吸收分光光度計(jì)儀器。
取澄清的水樣25mL置于50mL容量瓶中，加入鹽酸（1＋1）8mL，3％碘化鉀－1％抗壞血酸和硫脲混合溶液1mL，搖勻，放置30min測(cè)定。同時(shí)配制空白溶液。
待測(cè)水樣取100ml，于150mL燒杯中，加入硝酸5mL，高氯酸0.5mL，加熱硝化并蒸至冒白煙，冷卻，加入鹽酸（1＋1）8mL煮沸，冷卻，加入3％碘化鉀－1％抗壞血酸和硫脲混合溶液1mL，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，放置30min測(cè)定。同時(shí)配制空白溶液。
吸取1μg/mL砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5mL，分別置于6只50 mL容量瓶中，各加入鹽酸（1＋1）8mL，3％碘化鉀－1％抗壞血酸和硫脲混合溶液1mL，用水稀釋至刻度，搖勻，放置30min后測(cè)定。繪制砷校準(zhǔn)曲線。此校準(zhǔn)曲線濃度分別為0、2.0、4.0、6.0、8.0和10.0μg/mL。
然后在適當(dāng)?shù)臈l件下測(cè)定砷的工作曲線和未知物的吸光度，并計(jì)算出濃度。
（2）鉻，錳，鉛，鎘，鎂的測(cè)定
采用原子吸收分光光度法測(cè)定水樣中，鉻，錳，鉛，鎘，鎂五種金屬離子的含量。
采集的樣品為井水樣和污水樣，首先取100ml水樣，用硝酸對(duì)樣品進(jìn)行pH的調(diào)節(jié)，使其pH值小于2.然后加熱蒸發(fā)至近干，然后加入5ml高氯酸，繼續(xù)加熱溶液，使其冒煙至干，然后加入20ml去離子水，加熱溶解后冷卻溶液至室溫，加入5ml硝酸酸化，然后定溶至100ml。按照測(cè)砷的要求配置相關(guān)離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液，先測(cè)出各金屬離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后測(cè)量自備井水樣和污水樣中各金屬離子的含量。
查找相關(guān)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)和排污水標(biāo)準(zhǔn)，得到各離子的最高濃度數(shù)據(jù)。
注：生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)為GB5749—2006，污水排放標(biāo)準(zhǔn)為上海市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)DB31/199-2008，所用數(shù)據(jù)為A級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以知道，井水中多種金屬離子超標(biāo)，其中鉻超標(biāo)九倍，錳超標(biāo)八倍，鉛超標(biāo)三倍，鎘超標(biāo)三倍，檢測(cè)項(xiàng)目中只有砷沒有超標(biāo)。金屬離子的嚴(yán)重超標(biāo)可能是由于土壤中金屬離子超標(biāo)所致，但也有可能是受到了河流中污水或是垃圾場(chǎng)地下水的影響。污水的結(jié)果表明，在所有檢測(cè)項(xiàng)目中，鉻超標(biāo)29倍，鎘超標(biāo)兩倍，其余的檢測(cè)項(xiàng)都符合所參考的排放標(biāo)準(zhǔn)，水顏色比較渾濁。
2、有機(jī)檢測(cè)
（1）井水的檢測(cè)
有機(jī)物的檢測(cè)分兩次，第一次做的是一個(gè)探索性實(shí)驗(yàn)。取的水樣用一定體積的環(huán)己烷溶液萃取，采用震蕩的方法使有機(jī)物溶解在環(huán)己烷溶液當(dāng)中。然后將所得萃取液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至1ml左右，用GC/MS,采用程序升溫，50°C到280°C,測(cè)量得到結(jié)果。
GC條件:色譜柱DB-35柱(30 m x 0. 25 mm );載氣為氦氣，恒流型，柱流速1 mL/min ;進(jìn)樣口280°C;不分流，進(jìn)樣量1uL;程序升溫:50°C到280°C MS條件:電子轟擊源EI，電子能量70eV，全掃描方式，掃描速度500u/s，掃描范圍(m/z) 35-450.溶劑延退3.5min‑得到的色譜圖。
通過軟件自帶的質(zhì)譜庫(kù)搜索得到可能含有下例物質(zhì)：，苯乙酮，環(huán)己基戊烷等高級(jí)烷烴。
（2）污水和井水的檢測(cè)
對(duì)第二次的水樣，即井水樣和污水樣，處理過程為：各取一份水樣（1L），首先用普通過濾，除去可能存在的固體顆粒，然后使用二氯甲烷作為萃取劑萃取水樣中的有機(jī)物組分，經(jīng)濃縮后用GC-MS進(jìn)行檢測(cè)。
中性萃取：過濾后的水樣用pH試紙測(cè)定pH，用5％NaOH溶液或3mol/L硫酸溶液將pH調(diào)至中性，再置于分液漏斗中，加入30ml二氯甲烷萃取，振搖數(shù)次使得萃取充分，再靜置分層，分離。重復(fù)萃取兩次，合并萃取物于圓底燒瓶中。
堿性萃�。菏褂�5％NaOH溶液將中性萃取后水樣調(diào)節(jié)pH>12，然后加入30ml二氯甲烷進(jìn)行萃取，重復(fù)萃取兩次，合并萃取液。
酸性萃�。河�3mol/L硫酸溶液將堿性萃取后的水樣調(diào)節(jié)pH<2，其余操作與堿性萃取相同，重復(fù)萃取兩次，合并萃取物。最后將上述三種萃取物合并后加入少量無水硫酸鈉干燥，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮回收溶劑，濃縮至5ml左右，保存于干凈的帶塞比色管中待用。
結(jié)論：用二氯甲烷萃取出來的污水溶液乳化現(xiàn)象特別嚴(yán)重，我們加鹽之后還不能解決，單純的離心效果也不是很理想，所以我們采取的方式是在乳化嚴(yán)重的二氯甲烷萃取液中加入一定量的氯化鈉后采用離心的辦法，獲得了很好的破乳效果。最后得到的二氯甲烷萃取液損失較多，所以沒有濃縮就直接進(jìn)樣測(cè)定。
GC條件:色譜柱DB-35柱(30 m x 0. 25 mm );載氣為氦氣，恒流型，柱流速1mL/min ;進(jìn)樣口280°C;不分流，進(jìn)樣量1uL;程序升溫:50°C到300°C MS條件:電子轟擊源EI，電子能量70eV，全掃描方式，掃描速度500u/s，掃描范圍(m/z) 35-450.溶劑延退3.5min‑得到的色譜圖。
第二次實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，從實(shí)驗(yàn)的到得GC/MS色譜圖來看，通過檢索自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)得到的物質(zhì)種類比較少，分析實(shí)驗(yàn)過程得出初步結(jié)論是我們?cè)谟枚燃淄檩腿〉臅r(shí)候，所用的萃取方法可能沒有把水中的有機(jī)污染物全部萃取出來，最后得到的有機(jī)溶劑也沒有進(jìn)一步濃縮，導(dǎo)致進(jìn)樣時(shí)候樣品中有機(jī)物的濃度太低。井水樣的色譜圖上所得到的信息比較少所以并未列出。
四、結(jié)論
1垃圾場(chǎng)對(duì)所流出來的污水的處理極不規(guī)范，經(jīng)過沉淀池后，流出去的污水與進(jìn)沉淀池的污水的顏色相同，流出來的污水有很大一股異味，沉淀池所采取的處理方法值得懷疑。
2垃圾場(chǎng)經(jīng)沉淀池排放出來的污水重金屬離子超標(biāo)嚴(yán)重。其中鉻超標(biāo)30倍，污水呈黃褐色，可能里面的鐵離子超標(biāo)嚴(yán)重，檢測(cè)出來里面含有多種有機(jī)污染物。
3垃圾場(chǎng)的存在對(duì)當(dāng)?shù)卮迕竦娘嬘盟l(wèi)生構(gòu)成了威脅。并且當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬘盟艿搅死鴪?chǎng)的污染，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)下游的居民的自家飲用水受到了污染，有時(shí)候井水里面會(huì)有一股異味，但是污染情況受降雨的影響，在降雨較多的時(shí)候井水里面的氣味將消失，這是由于自家井一般建在山旁，降雨的時(shí)候山里面的地下水比較充足，所以井水大多是來自山里的滲透水，而在降雨少的時(shí)候，井水受河流的影響較大。
4 自備井水中散發(fā)的煤油氣味經(jīng)檢測(cè)，是由于井水里面滲透了垃圾場(chǎng)產(chǎn)生的有機(jī)污染物質(zhì)所致，其滲透性較強(qiáng)。井水里面的金屬離子鉻，錳，鉛，鎘超標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果顯示里面可能含有苯乙酮，環(huán)己基戊烷，高級(jí)烷烴等物質(zhì)。
注：本文為無機(jī)麥地根據(jù)在中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院期間在老師指導(dǎo)下和幾位同學(xué)一起做的實(shí)驗(yàn)寫成的報(bào)告，歡迎指正。
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