我国目前对于生活垃圾的治理虽然在不断地提高[1],但是极大部分都是在城市的生活垃圾处理中,农村生活垃圾处理的措施和行为并未得到明确的实行,尤其是在经济不发展的地区的农村,现有的垃圾堆放场数量和规模无法满足垃圾产量增长的要求,生活垃圾的无害化处理效率较低[2]。在农村地区,垃圾的堆放经常会在土地旁边,不仅造成了该部分土地的利用率低,而且造成了很多有害物质渗透、迁移到土壤中[3],影响土壤的物理性质,造成土壤污染[4],影响植物的生长。此外,遇到雨水冲刷,生活垃圾中的有害物质随着雨水进入到地表水中,严重影响地表水水质。导致在农村生活的人缺失经济来源及危害他们的身体健康[5]。因此,针对农村生活垃圾对土壤污染的研究迫在眉睫。本实验在对雄屯村垃圾堆放场的情况进行了解之后,按照土壤环境监测技术规范,在九个垃圾垃圾堆放场周围进行土壤采样,共采集36份土壤样品,分析检测了pH值、有机质、镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)、砷(As)、六六六、滴滴涕等含量,采用对试验区域内的重金属以及农药等可能来源和含量进行分析研究,皆在为我国农村生活垃圾治理提供可行性建议。
1实验与方法
1.1实验区域概况
本实验以兴义市雄屯村作为研究对象,雄屯村垃圾主要由农户所产生的生活垃圾组成。垃圾堆放场周围存在农户居住区、耕地等组成。垃圾堆放场的选择主要靠近道路两侧。
1.2点位布设和样品采集
本实验分别在九个垃圾堆放场上游100m处各取一份土壤样品作为背景点,并分别在垃圾堆放场中心、侧向5m、下游5m处各设一个采样点。各点位按照土壤实际情况来确定采样深度,根据土壤环境监测技术规范,取0-20cm深层的土壤作为检测样品,每个垃圾堆放场采集4个土壤样品。
本实验共采集土壤样品36个,每个样品重量约为2kg,用密封袋进行包装,并贴上标签进行编号。
1.3检测方法
利用测定电位法检测土壤pH值;土壤中的有机质运用重铬酸钾氧化一分光光度法进行检测;土壤质量铅、镉的测定由石墨炉原子吸收分光光度法进行;利用微波消解、原子荧光法处理土壤和沉积物汞、砷、硒、铋、锑;土壤和沉积物有机氯农药(六六六、滴滴涕)的测定有气相色谱法进行。另外,成分分析采用重量法进行分析。
1.4评价方法
该实验主要参考《土壤环境质量标准》(GB 15618-2018)中筛选值(基本项目)、农用地土壤污染风险筛选值(其他项目)、农用地土壤污染风险管制值的内容,作为本文检测评价的主要方法。
2.结果与分析
2.1成分分析
在九个垃圾堆放场的周围五个点位上、中、下、左、右分别取5kg垃圾进行混匀,从中取出5kg垃圾进行成分分析。各组分占比如图所示:图1 采样点垃圾堆组成成分图
Figure 1 Composition diagram of the garbage heap at the sampling point
从图1可知,在雄屯村的农村生活垃圾中主要成分中灰土类、塑料类、金属类、纸类、木竹类,分别占垃圾总量的56.31%、25.89%、6.12%、3.89%和2.99%;其中,雄屯村生活垃圾塑料中除日常生活所用塑料外,还包括种地时所需的地膜、个别处有少量的农药的废包装等;金属类主要包括易拉罐、罐头盒、少量废电池、废油漆桶、各类电子元件等;其他类包含了废化妆品、废灯泡等。这些种类垃圾的主要成分以及浸出方式对土壤会产生污染以及影响。
2.2 PH、重金属元素、农药、有机质含量与特征分析
本次实验的36份土壤样品中, 样1至样9的堆放场中心的数据如下表所示:
表1 样本1检测物质数据表
Table 1 Sample 1 test substance data sheet如表1所示,测量值中的PH、镉、汞、砷、铅相对于背景值较大,而六六六、滴滴涕几乎完全无影响,有机质相对较低。但都是在筛选值与管控值之内,说明样品1处生活垃圾堆放场对土壤几乎无影响。
表2 样本2检测物质数据表
Table 2 Sample 2 test substance data sheet如表2所示,PH、汞、砷、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质相对有所减小,但都在筛选值和管控值之内,而样品2垃圾堆放场中镉超过筛选值的0.55倍,但在管控值之内。虽对土壤没污染,但会对土壤产生影响。
表3 样本3检测物质数据表
Table 3 Sample 3 test substance data sheet如表3所示,PH、镉、汞、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质、砷相对有所减小,但都在筛选值和管控值之内,对土壤并无影响。
表4 样本4检测物质数据表
Table 4 Sample 4 test substance data sheet如表4所示,PH、镉、汞、砷、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质相对有所减小,但都在筛选值和管控值之内,对土壤并无影响。
表5 样本5检测物质数据表
Table 5 Sample 5 test substance data sheet如表5所示,PH、镉、汞、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质相对有所减小,但都在筛选值和管控值之内,而样品5垃圾堆放场中砷超过筛选值的0.14倍,但在管控值之内。虽对土壤没污染,但会对土壤产生影响。
表6 样本6检测物质数据表
Table 6 Sample 6 test substance data sheet如表6所示,PH、汞、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质相对有所减小,但都在筛选值和管控值之内,而样品6垃圾堆放场中镉超过筛选值的0.54倍,砷超过筛选值的0.06倍。但在管控值之内。虽对土壤没污染,但会对土壤产生影响。
表7 样本7检测物质数据表
Table 7 Sample 7 test substance data sheet如表7所示,PH、汞、砷、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质相对有所减小,但都在筛选值和管控值之内,而样品7垃圾堆放场中镉超过筛选值的0.77倍,但在管控值之内。虽对土壤没污染,但会对土壤产生影响。
表8 样本8检测物质数据表
Table 8 Sample 8 test substance data sheet如表8所示,PH、汞、砷、铅相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕相对于背景值有所增大,有机质相对增大,但都在筛选值和管控值之内,而样品8垃圾堆放场中镉超过筛选值的1.07倍,但在管控值之内。虽对土壤没污染,但会对土壤产生影响。
表9 样本9检测物质数据表
Table 9 Sample 9 test substance data sheet如表9所示,PH、汞、相对背景值较大,农药中六六六、滴滴涕并无变化,有机质相对有所增大,砷、铅相对于背景值有所减小,但都在筛选值和管控值之内,而样品9垃圾堆放场中镉超过筛选值的0.44倍,但在管控值之内。虽对土壤没污染,但会对土壤产生影响。
3结果与建议
(1)雄屯村生活垃圾造成的土壤污染元素主要是重金属镉(Cd)和类金属砷(As)。两者都会产生迁移,镉主要来源于生活垃圾中的油漆、废旧电池和各类废弃电子元件;砷主要来源于农药、硬质合金、玻璃、颜料、染料、涂料、半导体中。九个样品中除符合标准的三个样品,剩余其他样品的污染中都含有镉(Cd),镉(Cd)的综合污染指数高于砷(As)。且九个采样点的位置不同,造成污染的元素含量和元素种类都会有差异性,污染程度也不同。
(2)雄屯村中镉元素的污染有四个地方的污染指数较高,这是因为更加的靠近居民生活的地方,生活垃圾的堆放较多,含有的有害物质镉较多,而且该处的土壤污染中的镉元素主要是依靠渗透作用导致;相对而言,砷元素的含量和污染指数都较低,因此雄屯村土壤的污染主要来源于镉元素。
(3)镉(Cd)透过渗透作用进入土壤,借助食物链进入人体,在人体中通过血液运输到全身不同的部位,与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合,使许多酶系统受到抑制,从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。镉还会损伤肾小管,使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状,并使尿钙和尿酸的排出量增加。肾功能不全会影响维生素D3的活性,使骨骼的生长代谢受阻碍,造成骨骼疏松、萎缩、变形等。砷(As)作为致癌物质,主要分布于肝、肾、肺及胃肠壁及脾脏,可与细胞中含巯基的酶结合,抑制细胞氧化过程;还能麻痹血管运动中枢,使毛细血管麻痹、扩张及通透性增高。
作者简介:余景淞(2001-),男,汉族,贵州贵阳人,学历:本科在读,单位:兴义民族师范学院,研究方向:化学
参考文献
[1] 钟贵江,申燕,周芙蓉.西藏高海拔地区生活垃圾堆放场土壤重金属污染特征及对策研究[J].环境与发展,2018,30(06):58-60.
[2] 阮海英,乔瑞娟,袁朕辉.生活垃圾堆放场土壤重金属污染特征的分析[J].皮革制作与环保科技,2021,2(06):71-72.
[3] 宋丽娟.浅析农村生活垃圾的危害及治理思路[J].资源节约与环保,2020,(1):36.
[4] 2022-2023年度土地污染状况调查项目结果显示[R].中国政府采购网, 2022-01-20.
[5] 黄莹,李永霞,杨健,徐民民,孙博,高甫威,王宁.山东省某小城镇生活垃圾堆积场土壤污染特征及风险评价[J].地球与环境,2014,42(03):375-382.