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西安市垃圾填埋场及大气沉降物污染的评价

作　者: 杨玉华
导　师: 张成孝；Julia Yanjia Lu
学　校: 陕西师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 环境污染填埋场沉降物金属污染沉降速率
分类号: X823
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

从十九世纪开始,世界各国人口流动趋向集中于城市。城市人口由十八世纪中期的3%增至十九世纪中期的29%。目前,城市人口约占全球总人数的55%,并且这个比例仍在不断的增长。随着人口密度的剧增,城市环境问题受到人们越来越多的关注,其中问题之一就是城市生活垃圾急剧增长而引发的环境污染问题。有关固体废弃物在城市的产生、组成、分类以及处理等环节中存在的问题都有相应的科学研究。自1993年开始使用以来,西安市江村沟垃圾填埋场负责处理西安市90%以上的生活垃圾。有关江村沟垃圾填埋场渗滤液的组分分析,渗滤液的处理工序优化已有相关报道,但对周围土壤环境污染的研究还未见报道。本论文旨在评价西安市江村沟垃圾填埋场及其周围土壤污染情况,初步评估西安市江村沟垃圾填埋场周围土壤环境,为江村沟垃圾填埋场环境治理提供可参考资料；同时,对本实验室前期有关大气沉降物污染的调查进行了更深入的研究,研究了陕西师范大学1号高层楼上固体颗粒沉降速率及沉降物粒径随高度增加的变化趋势。本论文由四章组成。第1章为综述,简要介绍了垃圾填埋场的发展及其意义、垃圾处理方式、垃圾填埋场污染物质来源、垃圾填埋对周围环境的影响；重点介绍了国内外垃圾填埋场污染研究现状,以及圾填埋场环境污染的防治方法。第2章和第3章为研究报告部分；第4章为结论与展望。第2章为江村沟垃圾填埋场土壤污染评估研究报告。本研究选择西安市江村沟垃圾填埋场的内部、周围生活区、农业区共57个土壤采样点,填埋场内8个水体采样点为研究对象。实验采用国家环境保护总局颁布的标准方法测定土壤样品的pH值、含水率、化学需氧量,使用冷原子荧光测定土壤样品中的汞含量,使用X射线法测定土壤样品中Ba、Bi、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Ga、Hf、La、Nb、Ni、Pb、Rb、Sb、Sr、Th、U、Y、Zn、Zr、Fe、Mn、Sc、Ti、V、Ca、K、Mg、Na、Al、As、Br、Cl、P、S、Si、N、CO32’的含量。实验结果表明,填埋场内土壤中的含水率及有机质含量高于其附近土壤中的值；水体中的化学需氧量随地势有较大变化：地域较低的背景水体化学需氧量为32.1 mg/L,未处理的渗滤液中浓度达到背景水体的200多倍,污水经过处理后化学需氧量353.5 mg/L仍然高于我国农业用水标准40 mg/L。采样点间汞浓度变化范围为251.2-1760.1 ng/g,平均值为567.9 ng/g。土壤中汞可能主要来源于填埋场渗滤液及填埋气体排除出后的再次沉降物。20种重金属元素以Zr为参照元素在土壤中富集因子按升序为：Sb、La、Hf、Zr、Cs、Rb、Th、Ga、Ce、Y、U、Zn、Ba、Pb、Co、Sr、Cu、Cr、Ni、Bi,其中Rb到Ni在土样中存在轻微污染,Bi存在高度污染。其他元素富集因子按升序为：Ti、Br、V、As、K、Mn、Sc、Na、Fe、Al、Mg、Ca，其中Na、Fe、Al、Mg在土壤中存在中度污染,Ca在土壤中存在高度污染。从富集因子数据分析可以看出,Pb、Co、Cr等有毒重金属元素与Mg、Ca、Mn等元素已经在填埋场周围土壤中富集。通过对不同采样点土壤综合污染指数计算可以得出,24种不同元素的单项污染指数变化范围为1.6-2.5,采样点土壤污染综合指数变化范围为7.6-10.5,这表明江村沟垃圾填埋场附近土壤已经被污染。采样点57的土样受到处理后排出渗滤液的直接影响,因此元素在土壤中含量较其他采样点有显著不同。其中,U受到强烈淋溶作用,富集因子降到0.04; Cs、Sb、Sr、Bi、Mn、Ca、Mg、Cl、P、S等元素在该点富集,富集因子在2以上。说明处理后渗滤液中Sb、Sr、Bi、Mn、Ca、Mg、Cl、P、S等元素含量仍较高,并且对土壤造成了一定的影响。单项污染指数平均值2.5和综合污染指数15.7同样表明采样点57的土样已受到严重污染。第3章为陕西师范大学1#高层沉降物颗上固体颗粒物沉降速率及沉降物粒径分布随高度增加的变化趋势的研究。实验选择陕西师范大学雁塔校区家属楼1号高层为采样点,安置自制采样盒。试验结果表明：高层的固体颗粒物沉降速率变化范围为0.13-0.18 gm-2 day-1,平均沉降速率0.14 gm-2 day-1,顶层机房内的沉降速率0.035 gm-2 day-1。15米以下(1-5层)楼层的沉降速率随楼层增高逐渐减小,15-30米(5-12层)由于细颗粒含量的逐渐增加,出现一个沉降速率缓慢上升的趋势,30-65米(12-25层)由于风速的增加,颗粒物沉降速率随楼层增加而逐渐减小。通过对采集沉降样品的干法、湿法粒度分析可得,采样高层泥土(<2μm),细粉土(2-20μm),粗粉土(20-50μm),细砂土(50-125μm),粗砂土(>125μm)含量分别为10.44%,57.15%,24.50%,5.07%,2.46%。飘尘(<10μm)在采样点的高度分布上出现两个峰值：接近地表的1、2层和10至13层,13层后飘尘量随楼层的增加而减少。降尘(>10μm)在采样点的高度分布上呈U型变化：2-10层之间随着楼层高度的增加逐渐减小,10-13层达到一个低谷,13层之后随着高度的继续增加,含量也增加。本论文对西安市江村沟垃圾填埋场土壤污染评估研究和对高层建筑物上固体颗粒沉降速率及物理性质随高度增加的变化趋势研究的结果,对了解西安市环境污染状况和进行环境污染治理,提供了一定的参考性资料。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第1章垃圾填埋场环境污染研究现状  9-23
  1.1 引言  9-10
  1.2 垃圾填埋场环境污染研究概述  10-16
    1.2.1 垃圾填埋场的发展及其意义  10-11
    1.2.2 垃圾处理方法比较  11-13
    1.2.3 垃圾填埋场环境污染物质来源及分类  13-14
    1.2.4 垃圾填埋场对周围环境的危害  14-16
  1.3 垃圾填埋场环境研究现状  16-19
    1.3.1 国内垃圾处理问题及环境影响研究  16-17
    1.3.2 国外对垃圾处理问题及环境影响研究  17-19
  1.4 填埋场污染的防治  19-20
  1.5 本文的立题依据,研究目的和研究内容  20-23
第2章西安市江村沟垃圾填埋场土壤污染的评价  23-47
  2.1 引言  23-24
  2.2 实验部分  24-32
    2.2.1 仪器与试剂  24-25
    2.2.2 采样区域概况  25-27
    2.2.3 样品采集与处理  27-28
    2.2.4 测定方法  28-32
  2.3 结果与讨论  32-44
    2.3.1 土壤的pH,含水率  32-34
    2.3.2 土壤及水体中有机质含量  34-35
    2.3.3 土壤中汞含量  35-36
    2.3.4 其他重金属元素含量分布及富集因子分析  36-41
    2.3.5 其他元素含量分布及富集因子分析  41-43
    2.3.6 土壤环境质量评价  43-44
  2.4 结论  44-47
第3章陕西师范大学1#高层沉降颗粒物的高度分布  47-57
  3.1 引言  47-48
  3.2 实验部分  48-51
    3.2.1 仪器  48
    3.2.2 采样区域概况  48-49
    3.2.3 样品的采集  49-50
    3.2.4 测定方法  50-51
  3.3 实验结果与讨论  51-55
    3.3.1 固体颗粒物沉降速率的高度分布  51-52
    3.3.2 固体颗粒物粒径分布特征  52-55
  3.4 小结  55-57
第4章结论与展望  57-59
  4.1 主要结论  57-58
  4.2 问题与展望  58-59
参考文献  59-67
致谢  67-69
攻读硕士期间主要研究成果  69

西安市垃圾填埋场及大气沉降物污染的评价

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