清河污染
⑴ 济南小清河是怎么污染的
上世纪80年代以来,随着工业企业,特别是一些化工企业比如:裕兴化工厂等在小清河安营扎寨,两岸居住环境、水质都越来越恶劣。2007年山东省政府率领全省人民全面治理小清河工程开始,排污单位移除,截污减排,现在为止二期工程已经全部完工,正在验收,两岸再现鸟语花香,野鸭戏水。
⑵ 求动物科学专业实习日记!发给我必有重赏!
为了证实蜘蛛来靠网的颤动源产生感觉,我又做了实验。将笔尖放在网上死苍蝇的身上,长时间的颤动,网的震动越来越大,蜘蛛产生的感觉好像也越来越强烈,蜘蛛便匆匆地赶过来,等蜘蛛碰到苍蝇,我将笔尖收回,只见蜘蛛尾部很快喷出黏乎乎的丝将苍蝇捆住,接着又看着蜘蛛的背一动一动的,好像在吸食苍蝇,不一会儿,网上就剩下一个完整的空壳了。这个实验证明蜘蛛吃动的昆虫。
我们探密小组又到图书馆、书店查阅了大量有关蜘蛛的书籍。其中《普通动物学》一书中写道:蜘蛛为食肉性动物,其食物大多数为昆虫或其他节肢动物。但口无上颚,不直接吞食固体食物,而是慢慢地吸食。当昆虫等动物触网时,会用力在网上挣扎,使网丝颤动而使蜘蛛很快发觉,蜘蛛便顺着纵向丝向猎物爬去,用蛛丝包裹猎物,固定于网上,先用螯肢内的毒腺分泌毒液注入捕获猎物体内,将其杀死,再由中肠分泌的消化酶灌注在被螯肢撕碎的捕获物的组织中,很快将其分解为液汁,然后吸进消化道内,最后吃剩下的体壳,就被完整的弃留在蛛网上了。这些充分证明:飞来的昆虫使蜘蛛网颤动,网颤动会使产生感觉,蜘蛛产生感觉就会将猎物捕获,因此,证实了蜘蛛只吃活动物,而不吃死的昆虫。
⑶ 《三国演义》中的神卜管辂是虚构的吗历史上真的有这样的神卜吗
也不能说是完全虚构的有存在类似的人们
⑷ 小清河的环境问题,形成原因,解决对策
一、流域生态环境存在的主要问题及形成原因
1.水质状况较差。小清河干流16个控制断面中,仅睦里庄1个控制断面为Ⅲ类,其余马鞍山、五柳闸、还乡店、大码头、鸭旺口、辛丰庄、位桥、孙镇、渡口、浮桥、大肖、石村、三岔、候辛、羊口等15断面均为劣Ⅴ类。
2.污染物排放总量大。为实现小清河流域的水质目标,小清河流域到2012年COD和氨氮的排放总量需控制在1.41万吨/年和0.06万吨/年,即需要在2002年的基础上分别削减11.86万吨/年和1.27万吨/年,削减率分别为89.3%和95.5%;COD和氨氮的入河总量需控制在1.17万吨/年和0.05万吨/年,即需要在2002年的基础上削减10.08万吨/年和1.08万吨/年,削减率分别为89.6%和95.5%。
3.环境污染难以遏制。污染物入海总量居首位的为COD,约5.2万吨,约占总量的95%;其次为营养盐,约0.2万吨,约占总量的4%;石油类约377吨;重金属约773吨。
二、浸染治理工程
1.污染治理工程
任务要求:城市(镇)污水处理厂及配套管网建设工程。到2012年,根据需要在流域内扩建城市污水处理工程26项,新增处理规模为79万立方米/日,可新增COD削减能力7.2万吨/年、氨氮0.4吨/年,需要投资9.9亿元。到2015年底,小清河流域新、扩建2座污水处理厂,形成处理能力8.2万吨/日,污染物削减能力COD8.3万吨/年,氨氮0.5万吨/年。
计划安排:已建污水处理厂配套管网建设计划。小清河流域投资3.1亿元对已建成的14座污水处理厂完善配套污水管网310千米。已建污水处理厂除磷脱氮设施建设计划,小清河流域投资3.25亿元对已建成的14座污水处理厂新增除磷脱氮功能。
2.工业污染源控制工程
任务要求:制定重点流域汇水区鼓励、限制、禁止发展产业名录,在审批项目时,应严格执行名录制度,杜绝新污染源的产生。进一步调整产业结构,加快工业点源综合整治,实施清洁生产及工业企业再提高工程,关停流域内的“十五”土(小)企业。
计划安排:在生活饮用水地表水源一级保护区禁止一切与供水设施和保护水源无关的项目。在生活饮用水地表水源二级保护区禁止新建、扩建向水体排放污染物的建设项目,设立装卸垃圾、油类及其他有毒有害物品的码头。在除保护区外的流域汇水区,限制化学原料及化学制品制造业、轮胎及橡胶加工制造业、化学原药药品制造业、印染业、化学纤维制造业、皮革皮毛羽绒及其制品业、造纸及纸制品业、有色金属冶炼加工业、煤炭采造业、电镀、发酵制品业(淀粉)、酒精及饮料酒制品业。
工业点源综合治理工程。到2012年底,小清河流域完成55个工业点源综合治理项目,工程投运率不低于90%。2015年底,工程投运率达到100%。
3.面源污染控制工程
任务要求:实施“两减三保”行动计划,即以“减少农药、减少化肥,保产量、保质量、保环境”为目标,以强化技术培训、提高技术到位率为手段,按照“统筹规划、突出重点、优化结构、总量减少”的原则,分步实施,逐步推进。到2015年,使小清河流域化学农药、化肥的使用基本做到品种结构合理,利用率明显提高,农业面源污染基本得到控制。
区内原有的规模化畜禽养殖场必须建设治污设施并达标排放,粪便和污水要实现资源化利用。新建规模化畜禽养殖场必须坚持“三同时”的原则,不得产生新的污染。加强农作物秸秆综合利用技术的推广,开发农村新能源和有机肥料,实现残留物的多层次循环利用。实现水产养殖的总量控制,减少对水体的污染。加强对船舶和航道、码头、船舶制造业的污染控制,完善船舶生活污水、固体废弃物收集、处理装置,减少入海污染物总量。
4.生态恢复和保护工程
继续加大投入力度,完善各级海洋环境监测机构建设技术标准,通过充实人员、加强培训、购置监测设施设备、完善监测手段,着力建设海洋环保业务工作支撑体系。设置小清河干流断面,对各入河排污口、重点工业污染源排污口设置自动监控装置,开展海洋环境监测和入海排污口监测。实施小清河附近海域污染状况与趋势性监测,开展海洋环境与生态质量状况评价,建立小清河附近海域生态灾害应急指挥系统,完善灾害预警能力建设工程,做好海洋灾害评估、赔偿救济。
(1)地表水环境质量监测:
监测断面。考虑调水干线沿线河流、湖库状况以及跨省界、市界河流情况,确定小清河流域地表水环境质量监测断面4个,分别为小清河干流的柴庄闸、辛丰庄、石村和孝妇河的长山桥。
监测项目。流量、水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮。
监测频次。每月监测一次。
(2)重点污染源的监测:为了保证小清河流域内河流水质、湖库水质的逐步改善,必须保证污染源达标排放,因此需对重点污染源实行在线监测。必须同步安装在线监测设施,对日排废水100吨以上或日排COD30千克或氨氮20千克以上的重点排污企业必须在2012年底前完成在线监测设施的安装运行。
(3)入海排污口监测:监测内容:排污口的地理位置、现场实况照片,污水中的污染物瞬时浓度、瞬时污水流量。
监测时间:全年监测6次,分别在3、5、6、7、9、10月上旬实施。
(4)邻近海域环境监测:
监测内容:水质、沉积物、生物质量、大型底栖生物种类、海域环境实况记录。
采样时间:水质采样应在低潮时进行,沉积物和生物采样时间与水质同步。
5.小清河滨海湿地生态修复工程
计划资金投入800万元。实施生态修复工程,扩大海洋经济动物、藻类增殖规模,制定有关规划、技术标准和规范,对增殖保护效果进行跟踪评价,大力开展海洋经济动物恢复性保护芦苇湿地生态治理示范工程,计划在2012年前完成。
6.小清河环境容量研究工程
在对海上污染物和陆源污染源进行分析的基础上,进行小清河入海口周围海域环境生态资源状况作出综合评价。利用数值模拟技术CECOMSED模型,对小清河N、P、COD等主要污染物因子总量进行模拟,确定莱州湾环境容量。
根据小清河及其周围海域环境容量,提出有关市、县、区向小清河的排放污染物质的指标,为沿小清河市、县、区政府治理小清河及其周边海域提供决策依据。初步探讨污染指标排放配额制度和有偿申请方法的实施。
⑸ 小清河沿岸土壤地球化学环境研究
一、小清河流域元素地球化学特征
小清河源于济南诸泉,西起睦里庄,东注莱州湾,干流全长237 km,流域面积10 336 km2。小清河流域是山东省的重要经济发展区,有工业重镇淄博市及新兴工业城市广饶和胜利油田,工业门类齐全,乡镇企业星罗棋布;农作物种类繁多,不但有小麦、玉米和棉花各类,而且有享誉国内的黄河、明水大米、章丘大葱和寿光蔬菜,闻名全国的北方第一个吨粮县市——桓台即位于工区的中南部。但是,自20世纪70年代以来,随着流域内济南、淄博及齐鲁石化等城市和工矿企业的迅速发展,工业废水和生活污水排放量逐年增加,全流域污水排放量占小清河年平均径流入海量的2/3还要多,致使小清河水环境恶化,水体污染严重,水体的污染使得许多地方农灌水质超标情况严重。由于农业用水匮乏,污水灌溉面积不断扩大,污水灌溉使得土壤中Gr、Pb、Cu等重金属和有机污染物的积蓄量成倍增加,致使土壤环境质量严重下降,污灌区农畜产品质量下降,据统计全省主要污灌区粮食作物重金属超标率达25%。近几十年来,沿河污染区癌症、肝病和胎儿畸形的发病率明显增高。
因此,开展小清河沿岸土壤环境质量研究,查清小清河沿岸土壤环境污染状况,进行土壤环境质量评价,并提出土壤改良的对策和措施,对提高研究区农产品质量和保障人民身体健康有着十分重要的意义。
研究区西起济南市,东到渤海入海口;北起曲堤—高青县城—纯化镇一线,南到邹平—桓台。辖济南、淄博、东营、潍坊和滨州五地市的章丘、济阳、邹平、高青、博兴、桓台、广饶和寿光8县市。
(一)小清河流域元素地球化学含量特征
1.小清河沿岸土壤元素统计特征
小清河沿岸土壤元素含量分布见表3-17,在25 项分析元素和指标中,大多数剔出离群值前后算数均值差异较小,仅Cr、Hg、Mo、Se和S 5项均值差异较大,Cr由81.21×10 -6变为72.44×10 -6,Hg 由52.8×10 -9变为29.6×10 -9,Mo 由0.657×10 -6变为0.589×10 -6,Se由0.25×10 -6变为0.20×10 -6,S由0.083%变为0.027%。
就变异系数来看,25项指标中有20项指标变异系数在0.5以内,数据离散程度较高的元素或指标有 S、Hg、Cr、Se、Zn,其变异系数原始值为5.74、2.03、0.79、0.69、0.64,剔出离群值后这5 项指标的变异系数分别为0.30、0.35、0.11、0.25、0.16,均<0.4。
表3-17 小清河流域表层土壤组分地球化学含量特征参数表
就元素背景值的分布来看,区内土壤背景中As、Hg、Mo、SiO2、Al2 O3、TFe2 O3、K2 O等元素基本接近黄河下游流域,Na2 O、P、B元素略低,而Cd、Co、Cr、Cu、F、Mn、Ni、Pb、V、Zn、N、S、Se、CaO、Mg则略高于黄河下游流域土壤;小清河沿岸土壤中Co、Mn、Mo、Pb、Na2 O元素明显低于山东省土壤均值,其中Mo仅为山东省土壤的0.1倍,As、B、Cd、Cr、F、Hg、Ni、Zn、Se、TFe2 O3、MgO、CaO等元素均高于山东省土壤均值,其中CaO、Mg0、Cd元素分别是山东省土壤的2.56、1.78、1.79倍,而Cu、Al2 O3、K2 O则与山东省土壤均值基本相当;小清河沿岸土壤中As、Hg、Mo、Se、Pb、Zn元素明显低于我国土壤均值,其中Hg、Mo仅为我国土壤的0.46、0.3倍,Cd、Cr、F、Cu、Ni、MgO、CaO、Na2 O则高于我国土壤平均值,其中MgO、CaO分别是我国土壤的1.84、2.88倍,其余元素基本接近我国土壤平均值。
2.小清河上、中、下游土壤元素分布特征
将小清河上游、中游和下游不同地段的表层土壤元素含量统计资料进行对比(图3-31),可以发现上游土壤元素中,F、Mn、Al2 O3、S、MgO、K2 O背景值低于中游和下游土壤背景值,SiO2和Na2 O在上游土壤背景值中最高,而其他元素高于下游土壤元素背景值而低于中游土壤元素背景值。中游土壤中As、B、Cu、Cd、Cr、Co、F、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn、Se等元素背景值均高于上、下游土壤元素背景值,其中Cd、Hg、Se分别为下游土壤背景值的1.3、1.6 和1.4 倍,而SiO2和Na2 O则低于上、下游土壤背景值。
图3-31 小清河上、中、下游土壤元素背景值图
3.小清河南岸、北岸土壤元素分布特征
对比小清河南、北两岸土壤元素背景值统计,有如下规律,见图3-32,南岸土壤中Hg、P、Pb、N、SiO2和Na2 O背景值略高于北岸土壤元素背景值,其中Hg是北岸土壤背景值的1.2倍;As、B、Cd、Cr、F、Mn、Ni、Pb、Zn、Se等元素及氧化物均低于北岸土壤元素背景值,其中 As、S、CaO 分别为北岸土壤背景值的 0.86、0.88 和0.81倍。
图3-32 小清河南岸、北岸土壤元素背景值图
(二)元素剖面特征
1.小清河沿岸水平土壤剖面元素的分布特征
分别在历城区、博兴县和王道3处垂直小清河方向布置3条水平剖面,通过对3条剖面的数据统计表明,元素含量在不同土壤剖面的分布差异较大,在同一土壤剖面的小清河两岸也存在显著差异,见表3-18。
表3-18 小清河沿岸土壤水平剖面元素含量统计表
续表
1)历城剖面南从王舍人镇开始,北到刘家集,居民点较密集。此剖面南岸土壤主要分布潮褐土,而北岸以潮土和盐化潮土为主。统计表明:南岸土壤元素As、Cr、F、Hg、Ni含量明显比北岸高,而Cd、Cu、Se、P则低于北岸,其余元素含量水平较为接近。但重金属元素的含量均高于小清河土壤背景值,可能对土壤环境造成一定程度的污染,这与人类活动的影响有关。
2)博兴剖面南从起凤镇北到博兴县城西的西伏村,南岸土壤以湿潮土亚类为主,北岸以潮土为主。统计表明:重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn在北岸土壤的分布明显高于南岸,而有益元素B、Mo、Se、N、S、CaO的含量则南岸明显高于北岸。
3)王道剖面南起卧铺镇北到广北农场,土壤类型为盐化潮土。北岸土壤元素含量水平明显比南岸低,其中北岸土壤重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量明显低于小清河背景值含量,南岸则略高。
2.小清河沿岸垂直土壤剖面元素的分布特征
1)历城垂直土壤剖面元素的分布。野外发现剖面土壤质地上层基本为砂质粘土,60 cm以下为粘土。深部有铁锈出现。随深度增加,有机质含量降低,土壤元素也表现出规律性变化(图3-33)。土壤主成分SiO2、MgO、K2 O、CaO、Na2 O 随深度变化不大,推断原始沉积物组成比较稳定,沉积韵律分层不明显。表层土壤中N、P、Cr、Hg、S、Se、Cd、Pb等元素含量异常高,并在地表至80(100)cm深度段剧烈下降,尤其是N、P、Se、S、Hg元素。认为人类生产活动对土壤的影响作用较大,推测影响深度100 cm。TFe2 O3、Al2 O3、Mn、B、V、Co等元素含量随深度的增加而增加,并在土壤深部富集,原因土可能为壤表层成酸性,在表生作用下元素以离子化合物的形式向土壤底层迁移,从而造成元素在底部较为富集。As、F、Ni、Cu、Zn、Mo等元素含量随深度的增加变化不明显。
2)博兴土壤垂直剖面元素的分布特征。野外发现剖面上土壤质地无明显变化,均为粘土。随深度的增加,多种元素均表现出了规律性的变化(图3-34)。土壤主成分SiO2、Na2 O随深度增加略有变化,在0~100 cm深度段较为稳定,而从100 cm处随深度增加而增加;TFe2 O3、Al2 O3、MgO、K2 O及V、Co、Mn(与TFe2 O3、Al2 O3呈极显著相关)等元素则相反,在100 cm处随深度的增加而降低。虽然成壤作用能引起表层土的粘土化、矿物组成的垂向变化,但矿物组成的这种截然变化显然与原始沉积组成的关系更为密切。As、Cd、Cr、Hg、Ni、F、Cu、Pb、Zn、N、P、S、Se等元素随深度的增加而降低,而且在土壤表层异常富集,并在地表至60 cm深度段内急剧下降,尤其是N、P、Hg元素。这种分布除了与原始沉积组成分层有关,还与土壤质地、有机质含量制约下的表生活化迁移、吸附沉淀再分配作用有关。其中N、P、Hg、S等呈强烈表土富集特征,这显然与污染有关。C、B、Mo等元素随深度的增加变化不明显。
图3-33 小清河沿岸土壤历城剖面元素分布图
3)王道土壤垂直剖面元素的分布特征。土壤类型以盐化潮土为主。野外发现剖面上土壤质地以粘土、砂粘土为主,土质较疏松。元素含量随深度的呈现明显的规律性(图3-35):土壤主成分SiO2、Na2O含量随深度增加而增加,TFe2O3、Al2O3、K2O、MgO等在土壤表层富集,自60cm急剧下降后趋于背景值,这可能与土壤粘/砂组成、有机质变含量化有关。As、Cd、Cr、F、Hg、Ni、Cu、Pb、Zn、Mn、N、P、Se、S等元素在地表至60cm深度段富集,自60cm急剧下降后趋于背景值,尤其是N、P、S、Cu、Pb、Zn元素。这种分布一方*与土壤原始沉积组成有关,另一方*表生作用下引起的N、P、S、Cu、Pb、Zn等元素的强烈富集特征显然受到了污染的影响。As元素在地表至130cm急剧下降后明显回增,可能与经历了淋漓作用而使As向下迁移有关。CaO自地表至60cm逐渐增加,中部富集,从60cm至深部急剧下降,这可能与矿物磷肥使用有关。B、Mo等元素自地表至深部无明显变化。
图3-34 小清河沿岸土壤博兴剖面元素分布图
图3-35 小清河沿岸土壤王道剖面元素分布图
(三)土壤元素的组合特征
1.聚类分析
聚类分析是一种多元统计方法,主要用于辨认具有相似性的事物,并根据彼此不同的特性加以“聚类”,使同一类的事物具有高度的相同性。用聚类分析对背景值进行元素分类,能比较自然和客观地描述多样本元素背景值之间的差异和联系。聚类分析方法的原理是通过多样本间的相似性程度,将元素(或样本)进行分类,使得类内所有元素之间具有较密切的关系,而各类之间的相互关系相对比较疏远。通常采用某些指标来表示多样本土壤地球化学特征的相似程度,依据指标主要是各地球化学特征间的相关系数。从中选出符合农业地质解释的聚类分析成果。通过对小清河沿岸表层土壤元素聚类分析谱系图(相关系数、欧式距离),见图3-36,25种元素存在以下元素组合:
图3-36 小清河沿岸表层土壤元素聚类分析相关系数谱系图
1)TFe2 O3、Al2 O3、Co、Ni、V;
2)Cd、Zn、Mo、Pb、Se;
3)F、Mn、As;
4)SiO2、Na2 O;
5)N、P;
6)Hg、P、Cr;
7)S。
2.因子分析
因子分析是对大量地质观测数据进行分析和做出较为合理解释的一种多变量统计分析方法,它能够通过数据方法将许多变量彼此间具有的错综复杂的关系体现出来。对小清河沿岸土壤选用了反映农业地质背景特征的25个元素进行因子分析。根据特征根的特征根百分比(方差贡献)和累计百分比。计算结果显示前4 个特征值方差贡献百分比达71.187%,取前4个特征值已经能够提取原始数据变化的70%以上的信息,已足以说明问题。
计算初始因子载荷矩阵,并采用方差极大进行正交旋转使因子载荷矩阵结构简化,表3-19 为旋转后的因子载荷矩阵。由表可见:和第一主因子呈正相关的元素为As、Co、F、Mn、Ni、V、Al2 O3、TFe2 O3、K2 O,而 Na2 O 呈负相关;和第二主因子呈正相关的元素有Cd、Cu、Hg、Mo、Pb、Zn、Se;和第三主因子成正相关的元素为S、CaO,呈负相关的元素SiO2;和第四主因子呈正相关的元素为N、P,呈负相关的元素是Cr。
表3-19 小清河沿岸表层土壤旋转后因子载荷矩阵表
由主因子得分图(图3-37)分析,主因子1代表的金属元素的组合特征在小清河中段表现突出,该段属于博兴和高青县辖区,此外在济南周边也出现了高值区分布。主因子2代表的Cd、Cu、Hg、Mo、Pb、Zn、Se元素是表层土壤质量的重要辨别指标,此因子在济南市地区表现突出,说明城市人为污染对于这些离子在土壤中的富集影响较大。因子3表示S、SiO2、CaO元素的组合可以认为是土壤地质因素的表征,其分布与小清河沿岸内土壤类型的分布较为吻合。主因子4 表示的是N、P元素的组合,该因子在小清河中段农业发达地区表现突出,说明农业活动对于这些元素的分布具有一定的影响。
图3-37 小清河沿岸主因子得分图
二、小清河流域环境污染现状
小清河流域为山东省重要的工业集中区,包括有济南市、济宁市和淄博市等省内重要的大型工业城市,主要污染源有化肥厂、塑料厂、钢铁厂、炼油厂、重型机械厂、制药厂和发电厂等。近几年,随着乡镇企业的迅速崛起,小型厂矿企业林立,种类繁多,遍布于主要县城和乡镇。由于工业三废排放治理不好,给环境带来了严重污染和危害。
区内污染源包括:污水废水、固体废弃物、城市垃圾和医疗垃圾,以及化肥农药等。大的企业主要有山东化工厂、济南裕兴化工总厂、济南元首针织公司、山大第二附属医院、齐鲁制药厂、黄台发电厂、济南大易造纸三厂和济南化纤总公司等数十家。
区内污废水主要来自城市生活污水和工业废水。废水中主要污染物为氯化物、硫酸盐、化学需氧量、氟化物、挥发酚、氨氮、氰化物、As、Pb、Cr、Cd、Hg。根据已有资料将工区内几家重点工业污染源 COD(化学需氧量)排放量统计于表3-20 中。
表3-20 区内重点工业污染源COD 排放量统计表
注:资料来源为济南市环保局《济南市水污染防治规划》。
目前研究区内产渣最多且相对集中的污染物主要是冶炼废渣,粉煤灰、炉渣、煤矸石和尾矿。以济南为例,固体废弃物处置工作是固体废弃物管理的薄弱环节,目前主要处置方法是焚烧和填埋。济南固体废弃物的贮存方式多种多样,贮存点比较分散,贮存的固体废弃物主要有煤矸石、粉煤灰。煤矸石主要贮存于各大煤炭公司;粉煤灰主要贮存在小清河和大寺干灰场等处。由于大部分的固体废弃物得到了很好的管理,没有排放到环境中去。
从产生固体废弃物的行业分布来看,产生固体废弃物最大的是冶炼、热电、采掘和化工等行业,占据了总量的90%以上,其中济钢是最大固体废弃物产生源,平均年产生量为155.6×104 t。
济南含铬废弃物主要由济南裕兴化工厂产生,包括Cr渣、Al泥。由于Cr渣中含有有毒成分Cr6+,对周围环境有严重危害。粉煤灰的产生较为集中,主要分布在历城区的黄台发电厂,1998年黄台电厂产生粉煤灰57.5×104 t。钢渣产生较为集中,主要分布在历城区济钢总厂的厂部和西部(表3-21)。
表3-21 固体废弃物重点产生源产生量统计表
注:资料来源为济南市环保局《济南市水污染防治规划》。
城市垃圾主要由居民生活垃圾、道路清扫垃圾、商业垃圾和企事业单位生活垃圾几部分组成。根据调查1998年济南市年产生活垃圾在55×104 t左右,工区内生活垃圾占济南市生活垃圾的近 1/6。生活垃圾的清运率、处理处置率为 100%,无害化处理达到92.14%。虽然清运率达100%,但并没有全部进行无害化处理,仍有部分垃圾不作任何处理,就在各简易垃圾堆放场堆放,或排放到郊区农村,对环境造成污染。
由于医疗垃圾有毒、有菌和有害,是造成社会交叉感染的主要污染源之一。济南日产医疗垃圾4269kg,医疗垃圾的致病菌远远高于生活垃圾和工业垃圾,而且医疗垃圾的处理方式主要为焚烧和填埋,会使局部大气环境受污染,增加疾病传播、蔓延的概率,加剧填埋场地下水质污染。故必须加强对医疗垃圾的管理、收集和处理。
此外小清河上游地区农业以小麦、水稻和玉米等农作物为主。农业施肥以化肥为主,农家肥为辅。另外农药的喷施及地膜的使用都对环境造成一定污染。农家肥、化肥、农药的大量使用,大部分为农作物吸收,有部分随降水、灌溉渗入地下,污染地下水体。
三、土壤环境质量评价
(一)评价因子及标准
土壤环境质量评价以国家标准(GB 15618—1995)《土壤环境质量标准》为评价标准(表3-22)。该标准只规定了8项组分或指标的标准,即Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等8种元素的不同等级的上限含量。故评价因子选择这8个元素。
表3-22 土壤环境质量标准值表 单位:10 -6
续表
注:①重金属(Cr 主要是三价)和 As 均按元素量计,适用于阳离子交换量 >5cmol(+)/kg,若≤5cmol(+)/kg,其标准值为表内数值的半数。②六六六为4种异构体总量,滴滴涕为4种衍生物总量。③水旱轮作地的土壤环境质量标准,As采用水田值,Cr采用旱地值。
(二)单因子评价
1.单因子环境质量分级统计
小清河流域内重金属元素单因子环境质量评价统计结果见表3-23。汞、砷、镉、铅、锌、铜、铬、镍等单因子土壤环境质量评价结果表明:小清河调查区内表层土壤质量整体以Ⅰ类、Ⅱ类为主,同时Ⅲ类及超Ⅲ类土壤样本在占有一定的比例,但比例控制在3%以内。单因子指标中Cu、Ni、Pb 3项指标没有出现超3类土壤,且其中Ⅰ类土壤样本数达到了90%以上。表层土壤中Hg、Zn元素4 类等级均有出现,其中Ⅰ类比例超过了90%,超Ⅲ类土壤样本仅有1~2个,比例不超过1%。As、Cd两指标也是4类等级均有出现,其中虽有超3类土壤出现,但其比例也不超过1%,与Hg、Zn相比,其Ⅰ类土壤的比例有所减少,同时Ⅱ类比例增加。Cd在所有单因子评价指标中Ⅰ级所占比例最小,而3类所占比例最大。本调查区内金属Cr元素超Ⅲ类土壤样本数量最大,占到了全部样本的0.6%。综合而言,小清河流域土壤质量等级目前仍然能够保障农业生产安全。
2.单因子环境质量分级分布特征
As指标的环境质量等级以Ⅰ类土壤为主,Ⅱ类土壤主要分布在小清河中游流域,集中在华山镇、孙镇、樊家林、丁家庄、博兴县和丁庄镇一带,以岛状形式分布,分布面积占总面积的5%。虽然总体质量较好,但注意的是博兴县境内分布面积大,且有与周边乡镇相连的趋势。
Cd指标的环境质量等级以Ⅰ类土壤为主,Ⅱ类土壤分布在济南及东北部乡镇及博兴、高青和邹平等县,Ⅲ类土壤主要集中在小清河上游的济南市、北园镇一带。
Cr指标的环境质量等级主要以Ⅰ类土壤为主,但同时Ⅲ类和超Ⅲ类土壤也有分布。Ⅱ类土壤分布在小清河上游的济南市附近以及中游流域的樊家林、高城东—博兴县西之间及博兴县东部等区域,Ⅲ类土壤主要分布在济南市北园镇城区以及寨郝镇,超Ⅲ类土壤仅在济南市北园镇北部分布。
铜指标的环境质量等级Ⅱ类土壤主要分布在小清河上游济南市城区及东北部地区和中游的博兴县东部,博兴县境内仅以零星的岛状形式分布。
表3-23 小清河调查区表层土壤样品单因子评价环境质量统计表
Hg指标的环境质量等级主要以Ⅰ类土壤为主,虽然Ⅱ类和超Ⅲ类土壤也有分布,但是主要集中在济南市城区。从其分布形态来看,虽然目前Ⅲ类土壤仅以岛状分布在济南城区,但是其外围的Ⅱ类土壤分布范围有向下游蔓延的趋势,因此在今后的工作中因密切监测其发展动态。
Ni指标的环境质量等级以Ⅰ类为主,Ⅱ类土壤主要集中分布在小清河中游,镍的Ⅱ类土壤分布区较为分散,主要分布在华山镇和丁家庄、寨郝镇北—龙河等区域。
Pb指标的环境质量等级以Ⅰ类土壤为主,Ⅱ类土壤仅分布在济南市城区及周边的部分乡镇驻地。在北园镇、姚家镇、王舍人镇和郭店镇等部分居民点分布有Ⅱ类土壤。
Zn指标的环境质量等级主要以Ⅰ类土壤为主,但Ⅱ类和Ⅲ类土壤在小清河上游流域也有分布。Ⅱ类土壤集中在济南市城区及北园镇—泺口、姚家镇—北滩头及郭店镇一带。Ⅲ类土壤分布在郭店镇西北部小清河支流两岸,疑似当地工厂排放工业废水引起的点状污染。
3.单因子污染指标分析
通过计算各评价指标的单项污染指数等指标,可以反映出评价区内各指标对于环境质量的影响,从而分析出区内环境污染的影响程度。常用的污染指标包括:
1)土壤单项污染指数。单项污染指数指数小污染轻,指数大污染则重。其计算公式为
土壤单项污染指数=土壤污染物实测值/土壤污染物质量标准
2)土壤污染物累积指数。由于土壤地区背景差异较大,有时用土壤污染累积指数更能反映土壤的人为污染程度。土壤污染累积指数的计算公式如下:
土壤污染物累积指数=土壤污染物实测值/污染物背景值
3)土壤污染物分担率。土壤污染物分担率可评价确定土壤的主要污染项目,污染物分担率由大到小排序,污染物主次也同此序。
土壤污染物分担率(%)=(土壤某项污染指数/各项污染指数之和)×100%
4)土壤污染超标倍数。土壤污染超标倍数是能反映土壤的环境状况统计量。
土壤污染超标率=(土壤某项污染物实测值-某污染物质量标准)/某污染物质量标准
5)土壤样本超标率。土壤样本超标率也是反映土壤的环境状况一个统计量。
土壤污染样本超标率(%)=(土壤样本超标总数/检测样本总数)×100%
计算8项因子的污染指标,其计算结果如表3-24 所示。结果表明全区土壤指数较低,污染程度很轻微,小清河沿岸土壤污染物主要以As、Cd、Cr、Ni为主,重金属元素污染的主次顺序为:Ni>Cd>As>Cr>Zn>Cu>Hg>Pb。各单项的污染物超标倍数均<0,说明全区土壤环境质量良好,污染规模小,不足以影响全区。
表3-24 小清河流域表层土壤污染指数、超标率统计表
注:比较标准为二级土壤上限值。
(三)综合评价
1.模糊综合评价
各区域模糊评判结果统计如表3-25所示,数据显示小清河地区土壤以Ⅰ类、Ⅱ类为主,无超三类土壤出现。Ⅲ类土壤样本数为10 个,所占比例 <0.5%。总体环境质量较好。
表3-25 各调查区表层土壤样品模糊综合评价环境质量统计表
土壤综合环境质量等级分布如图3-38。可以看出,大部土壤为Ⅰ类和Ⅱ类级别。这种结果与单因子评价的结果似有差别,但是细究之可以得出:这是由于我们在选取权重的时候,是根据个因子超标的倍数,最后进行均一化得来的,因而模糊评价的结果说明各地区土壤环境背景优良,即便是部分遭遇了污染的区段,目前也只是处于较为低级的阶段,各区域的整体地表土壤环境是较优的。
一类土壤主要分布在小清河北岸的遥墙—高官寨镇—魏桥镇及西刘桥—卧铺—羊口一带,二类土壤主要分布在济南市周围、小清河上游的南岸土壤及小清河中游一带,三类土壤主要分布在济南市区及个别乡镇驻地附近土壤。
图3-38 小清河流域表层土壤综合环境质量等级分布
2.综合指数评价
综合指数法的计算,一般是在求解单因子的污染分指权的基础上,运用不同的数学模型进行计算的。选用综合指数法中的内梅罗指数法,该指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响,其计算方法如下:
鲁西北平原典型生态区地质地球化学环境研究
式中:P为综合污染指数;I=Ci/Si(实测值/背景值),背景值为小清河沿岸土壤中该元素的背景值。
图3-39 小清河流域土壤环境内梅罗指数评价图
小清河土壤重金属综合污染分布如图3-39,严重污染区主要集中在济南市城区北园镇至华山镇区域的小清河两岸,在寺后张、西相村和南口等居民点也有零星分布,污染区重要分布在泺口、王舍人镇和寨郝镇等部分乡镇驻地,轻污染区主要集中在齐家,王舍人镇—郑家码头、辛集—起凤镇、曹家坡—高城镇—博兴县城—龙河和王道—丁庄镇等地,寺后张、九户镇、城外刘和许李等局部地区也受到重金属轻微污染。
由以上评价结果可知区域目前土壤较为清洁,污染程度较小,但区内仅沾化的土壤目前没有出现污染,其他区域均不同程度出现污染。分析出现污染区域的污染分布范围及主要污染因素可以得出以下结论:
1)从污染的分布形态看,各地污染主要以点状或孤岛状形式分布,鱼台地区污染集中在济宁西北的长沟一带,章丘集中在章丘北部的白云湖区,寿光集中在王高—田柳镇,但小清河流域污染分布已经发展到面状,污染集中在上游济南市及中游博兴县范围内。小清河流域污染区域分布范围最大,且分布形态已经由点状过渡到了面状分布,扩展趋势较快,在今后的调查中需要重点监测。
2)从污染的分布的地点看,各地污染分布表现出了较为统一的特征,即污染指数较高的区域一定程度上是河道或交通道路所处的位置重叠。这一现象表明污染源如果不及时发现和治理的化,其扩散作用更迅速、作用范围随人类活动区域的拓展而更容易扩大,作用程度也更强烈。
3)从造成污染的指标分析,各地污染源有所差异。沾化地区Cr污染比重较大,鱼台地区Cd污染贡献值大,章丘、寿光和小清河流域均是Ni污染指数最大。
综上所述,通过污染评价发现,评价区的土壤污染较为轻微,适合发展农业生产,但同时由于已经出现了局部污染,且污染有进一步扩大的趋势,因此在今后的工作中应进一步开展污染源调查和防治的重点研究,以确保生态农业的健康发展。
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当人类发明了斧头开始, 到近期对森林滥砍滥伐, 以及烧荒种地等原因引起的火灾, 造成森林急剧减少, 若这样的行为再不加以制止, 那么原始森林及其以原始森林为最后避难所、与原始森林相依为命的各类生物, 其悲惨结局也就可想而知了.
同学们,老师们,环境是人类生存的基础,越来越多的事实证明环境的恶化给人类的生活带来严重的灾难。如何保护环境,实现社会的可持续发展,是地球上每一个人都必须认真考虑的问题,作为2l世纪的地球公民,我们有责任共同努力,为我们的子孙后代留下一个美好的世界。
近年来,随着地区经济的迅猛发展,环境污染问题也越来越严重,防止环境污染,保护环境,维持生态平衡,已成为社会发展的一项重要举措,也是每个公民应尽的义务。
以下是实地调查出来的报告:
造成环境污染的污染源是:1、公共厕所排出的粪便散发出难闻的气味,让人恶心。2、工厂排出的废水又黑又臭,还浮着一些秽物。3、工厂排出的废气很刺鼻,会散发到小镇的各个角落。4、化肥厂排出的气体中含有粉尘、铅、煤灰等对人体有害的物质。5、公园的草坪上常有游人丢弃的垃圾,既不卫生,又影响市容。
造成环境污染的污染物是:废水、废气、粪便、腐肉、塑料袋、木筷,垃圾等。
污染物对环境和生物有很大的危害:使空气变得浑浊,对人的肺部有很大危害;生活垃圾处理不好会滋生细菌,严重影响人的健康;污水会影响生活水,直接侵害人体。
看了这么多,你是不是对目前的环境有些忧虑呢?对,环境与我们的生活密切相关,保护环境卫生从我做起,从现在做起:不随地吐痰;不乱扔垃圾;拒绝使用一次性木筷;废弃电池和塑料袋要处理好;多植树造林,不践踏草坪;不污染水源。保护环境,我们责无旁贷!
清河位于西安市阎良区的西南角,是我们身边的一条小河。听到清河的名字,就让人有一种清新逸人的感觉。可最近几年,越来越多的人有这样的感慨“清河不清了”。为了查清“清河不清”的缘由,我们生物科技小组的几个人,在组长的带领下来到了清河边。
迎接我们的是扑鼻而来恶臭气味,清河已变成一条臭水沟了。水是黑色的,所以浮在水面上的大片大片的白色泡沫便显得乍眼而恶心。这里的水,流速极缓,显得很安静,安静得令人窒息。让人不由的想起了闻一多先生的名篇《死水》。名篇的意义正是在此,不仅预见到几十年后的环境问题而且描写的一字不差。仔细搜寻,我们惊喜的发现岸边一些极小的范围还可见到一些枯黄的草叶下活泼游动的生物(据考为水蚤)。小家伙们很可爱,但却数目庞大,举眼之处便是一片密密麻麻。装到试管中可以看出他们的样子很象鱼虫。也许是因为污染限制了鱼类的数量,这些小生物才可以大量的繁殖。
登上高处眺望:北面的马路上傲然地竖着一块破旧不堪的牌子“磷肥厂”;西面化肥厂的机器看起来象个巨人;最可怕的是东面的造纸厂,浓浓的黑烟从烟囱上滚滚而出,向四处随意扩散。烟囱下面的厂房显得破旧而零乱。厂房外,河岸边的树早已昏黄枯萎,让人感受到生命完结的悲凉。
在岸边我们发现一个直径一米左右的小型排污口,这并不值得惊叹,因为在一分钟后我们立即在桥的另一边发现了一个半径约两米左右的排污口大量的灰色物质和白色泡沫从河底翻腾出来并且不断扩散开去,形成了长70米、宽15米左右的白色泡沫区域,并不断延伸。在排污口的周围,我们发现此处植被枯黄,原因待查。排污口处于桥座之下,若不细心观察并不易发现,由此可见商人的狡猾着实令人汗颜。
在对眼前之所见一阵义愤填膺之后,我们前去拜访了生活在清河岸边的一位牛棚老人。老人看起来很老,很清贫。他对我们的到来似乎显得很兴奋。凭着看新闻联播十几年的经验,我们对老人进行一些采访。老人告诉我们,这河的源头在三原境内的嵯峨山,原本水源很足,河水很深,但多年的水土流失使河底淤泥淤起了三、四丈深。六七十年代文化大革命的时候,这水也算是农人的一条命根,洗澡、吃饭、浇水、洗衣全赖着它。那个时候水边还曾有着大片的芦苇(而今却只是一片萧条的黄草!)。这些年污染严重,到了夏天的时候,污水中长出的蚊子厉害得吓人。河岸东的造纸厂是主要的污染源,省上曾多次要求其停办,但总是屡禁不止,关门几天后又开起张来。造纸厂关闭后,清河里便有了鱼,还有人特地来钓鱼。
为了深入调查清河的污染情况,我们对河水进行了取样分析,经环保局检测,水中的含氧量为标准值的1/3,PH值为8.03。水中的主要生物是水蚤,我们对水蚤进行了观察和实验研究。
水蚤属于节肢动物门,有鳃亚门、甲壳纲、鳃族亚纲;身体分节,附肢分节及神经感官等集中于头部 ;水蚤体形小,淡水产,附肢基部着生扁平的鳃,有蜕皮现象 ,适应能力强,以水中的小型微生物和藻类为食。
以下是我们对水蚤的观察记录:
第一天:水温:18℃,大小:2~3毫米,数目:6只,其中4只背部有整齐排列的黑色颗粒。
第二天:水温:16℃,发现瓶中有蜕下的皮,像豆荚,背部相连,腹部开裂。
第三天:水温:20℃,其中4只的背部黑色颗粒变的不能分辨,紧挨着排列在一起,颜
色变的稍浅,不成球状。到了晚上,有一只开始产子,仔细观察其尾部向前翘起,幼子从尾部和背部的间隙出来,幼子刚一出生就可以游动。
第四天:水温:14℃,水中背部有卵的水蚤都已产完,刚出生的水蚤有三十多只。有两只成熟水蚤死亡。
第五天:水温:18℃, 成熟水蚤全部死亡。
观察总结:
(1)适宜的温度可加快水蚤生长繁殖的速度。(河水温度4℃,水蚤多数背部仍带有卵;室内温度18℃,水蚤全部生产完毕。)
(2)该河流生态系统的食物网分析如下:
该生态系统中,由于造纸厂排污严重超标造成水质恶化,鱼类大量死亡,从而使水蚤暴发性的繁殖,直接影响到水中微生物和藻类的数量,大大降低了河水的自我净化能力。
由于鱼类的大量死亡,水鸟的食物来源遭到破坏,无法继续生存;从而蚊子大量繁殖,给人类带来许多疾病,如疟疾等。
水蚤生活的探究实验
实验一:在白天,将瓶子一半置于阳光下,另一半置于阴处,则6只全部处于阴处。在夜晚,一半置于台灯下,另一半置于阴暗处,则6只全部聚于光下。
结论:水蚤对于光照强度反应敏感,喜欢适度光照。
实验二:取一滴经试管培养的河水,在显微镜下观察,一滴水中大约有微生物900—1000;将30只水蚤放入该试管,6小时后,取一滴再观察,微生物明显减少,只剩下200—300只。
结论:微生物是水蚤的食物。
实验三:向瓶中滴入几滴灰黑色的河中污水,静置。经过一个晚上,水的颜色变淡,水蚤肠内灰黑色。过几个小时之后,肠内颜色恢复正常。
结论:水蚤吸收无机盐或矿物质。
实验表明:水蚤能适应污水环境,并对污水有一定的净化作用。
环境问题现在已毫无疑问地成为关系着人类生存的大问题,人人逃之不及。所以我们针
对清河的污染进行了调查研究。以求以小见大,以部分见整体,从而进一步认识整个中国的环境现状。可以说,不看不知道,一看吓一跳,小组的成员都对这清河上屡禁不止的污染叹为观止,从而义愤填膺。污染为何如此猖獗而不得治理?归根结底,还是人类利欲熏心,膨胀的私欲永远得不到满足。然而这并不是我们所能改变的,我们所能做的,只有提出一些可行性的措施,来挽救这岌岌可危的生态环境。
纸张回收:我在调查中,发现有95%的人是把可回收垃圾和不可回收垃圾混在一块。“混”,原来这就是纸张污染的主要原因!如果人们把垃圾分开来,分门别类进行回收,那白色污染对自然环境就会大大减少,并且我们生活环境也就大大不同。
一次性纸杯:现代生活中,一次性用品使用方便,但是不容忽视
的问题出现了。一次性用品浪费资源,又对环境造成了污染。比如:在我们的日常生活中,喝水的杯子是必不可少的。可是喝水的杯子应该怎样选择呢?市民为了贪图方便,几乎家家户户都用上了一次性纸杯。人们说既方便,又便宜。可正是因为一次性纸杯的产生,使到我们周围的环境受到了极度的破坏。市民们使用了一次性纸杯,就随地乱扔,造成了严重的白色污染。
水污染,健康当心!
水是生命之源,没有水,地球的什么生物都会无法生存。“清凌凌的河水鱼在游”再也不见了,水受到了严重的污染。也许你会说,不是有桶装饮用水吗?但喝桶装水不是解决水污染的最好办法,喝桶装水一样要用到水资源。而且喝桶装饮用水对人们的身体不是很健康。
前山河:我曾经到前山河进行调查,发现前山河的水受到了严重的污染。河水混浊,水面上漂浮着许多塑料垃圾,并且时不时会传来一阵难闻的味道。原来在昌盛大桥下,居住着许多“三无”人员。他们的行为给前山河留下了很大的创伤。白天,他们吃喝拉撒,随地大小便……任由他们这样持久的持续下去,就算是再清澈的河水也会被他们给糟蹋。如今,虽然前山河得到了整理,但前山河泥沙含量多,再加上水土流失,河水还是浑浊的。我还痛心地看到前山河的旁边还有一座座工业废料堆成小山。
所以,我们受到大自然的惩罚,我们的饮用水不是总会觉得有一股咸味吗?这是珠海的咸潮。
在调查中,我深受启发:我们应该从现在做起,从自我做起。我们组织了环保小分队,开展环保在行动的活动,争做环保小卫士。
环保在行动
在今年“十·一”黄金周里,我们向全校同学发出倡议:过一个环保的长假。我们走进社会,用镜头去展现“环保”世界中的“精彩”。我们在使用数码相机有一定的难度:一般的相机都会有开关键。开是ON,关是OFF。我们的数码相机也一样,把键移到ON处。接着,我们要调好焦距,最后,轻轻一按就可以了。在按快门的同时,手不要颤抖,要拿稳相机,这样拍出的效果才会好。拍摄好以后,发送照片也有难度:首先要进入免费邮箱,点击写信,在框内打上主题,写上发给谁。由于是发送相片,所以要点击添加附件,粘贴照片,写上自己的名字,然后点击“发送”便可。在爸爸妈妈的帮助下,我终于掌握了现代的通信技巧。
我们拍摄的照片刊登在10月14日的《珠海特区报》的《生活周刊》上。首页的相片是我们学校的朱晨纬同学的作品,编辑还特地放大了呢!显得十分显眼。一棵棵郁郁葱葱。咦!是一个塑料罐做成的。真是别有用心!再看这一副:电话厅到处贴满了广告纸,花花绿绿的。我们的目光又被一张照片吸引住了,这是一张人们破坏环境的照片。照片里是一堵被画花的墙壁,照片旁边还写着一句话:“还墙壁一张的脸。”它提醒我们无时无刻都要爱护环境。
我在活动中,尝到了现代科技的甜头,用数码相机更加清晰;电邮让沟通更加舒畅。
环境你我他,环境靠大家。只要人人都爱环保,我们的周围环境就更美好!
⑺ 作为一名中学生怎样保护小清河
只要在河里不丢垃圾就OK了,这是我们中学生应该做的
虽然你不会给悬赏分,不过,我还是想告诉你这一点的,或许你也知道吧
⑻ 小清河的污染人们为小清河做些什么三年级习作环境
我家住在济南市天桥区小清河的南岸。印象中,我一直不好意思跟同学说我家住在哪。因为济南有一句老话:“宁要历下一张床,不要天桥一间房。”何况我家是住在又脏又臭的小清河岸边呢?
听爸爸说,20年前的小清河不是眼前这个样子,它像一条绕城的玉带装扮着老济南。“家家泉水入清河,千里长流到海波。历下堪称天下最,河源出在市心窝。”这就是老济南人对小清河的真实写照。可在我的童年记忆里,小清河像一头脏兮兮的沉睡的野狮子,不知道什么时候才会醒来,看上去一点也不美。
7岁那年,突然有一天,我听到轰隆隆的机器声从小清河传来。我兴奋地跑到河边一看,挖掘机开进了小清河清理污泥,岸边更是人头攒动,热闹非凡。我激动地跑回家向爸爸报告这个好消息:“小清河被唤醒啦,小清河被唤醒啦!”
两年过去了,曾经沉睡的小清河真的醒来了。河里波光粼粼、河水清澈,成群结队的鱼虾在河里自在地游来游去;岸边绿树成荫、景观成片,幸福的居民在这里悠闲地散步健身。今年暑假,学校大队委布置“雏鹰计划”作业,寻找祖国60年来的伟大变化,我自豪地请同学们到我家做客,带领他们欣赏小清河的美景,介绍小清河的昨天和今天。我们在河边用健身器材比赛,用高大的灌木玩捉迷藏,捡来小石子在河面上比谁的水漂打得远……欢快的笑声飘荡在小清河的上空。我们拍摄的小清河风光图片还得到了老师的充分肯定和赞扬呢!
睡醒的小清河恢复了她本来的美丽容貌,重新把人们吸引到了她的身边。如今,不仅住在她岸边的我以小清河为骄傲,就连到济南参加第十一届全运会的外地人,也到小清河旅游观光,欣赏这条中国最长的城市河流。
⑼ 垃圾污染物在地下含水层中迁移模拟实验研究
一、模拟试验研究的目的
大量的调查评价结果表明,许多城市垃圾多数堆放或填埋于地下资源补给区、城市周围的其他近郊区的旧河道及其两岸、荒地、巨大的采石(砂、土)坑中,在垃圾场地底部均未采取任何防渗措施,垃圾直接堆放在含水层之上或直接与地下含水层相连,垃圾分解后产生的淋滤液与外来水分(包括大气降水、地表水、地下水入渗)所形成的内流水,污染了深层或浅层地下水,成为城市特别是平原地区城市地下含水层的主要污染源之一。
那么,垃圾污染物在各种含水层结构的深层或浅层地下水的运移速度有多大?污染影响范围有多大?这是污染物在地下含水层中迁移模拟试验研究的目的。
根据我们对许多城市垃圾场对地下水污染的调查,发现北京垃圾场对地下水的污染在含水层类型方面十分具有代表性。北京垃圾场主要对下列三种类型的含水层产生污染。一种为以北京市平原区沙子营垃圾场为代表的以砂为主的含水层;第二种以清河营垃圾场为代表的北京市平原区旧(古)河道砂夹砂砾石层结构的含水层系统;第三种以北京市北天堂垃圾场为代表平原区地下水的补给区永定河冲洪积扇顶部砂卵砾石含水层系统。选择这三种类型的含水层结构系统研究垃圾淋滤液污染组分在含水层中的迁移,具有十分重要的理论研究意义和实际应用价值。
由于地下水的污染受许多因素影响,而现阶段的工作无法区分垃圾对地下水污染的影响程度,因此,选用地下水水质模型来预测垃圾淋滤液在含水层中的分布。由于所依托项目任务书要求、调查年限、经费等的限制,我们在野外选择了沙子营垃圾场、清河营垃圾场作了弥散试验,并选择理想条件下污染物迁移方程的解析解,来对垃圾污染物在地下含水层中迁移进行试验与模拟研究,这是在目前条件下最有效的方法。
下面是试验模拟研究的过程及讨论。
二、弥散试验及数据处理
(一)沙子营垃圾场弥散试验过程与结果
弥散试验场位于垃圾填埋场西南角,距其约20m处。地层岩性上部为0.6m厚的砂质粘土,中部为0.5m厚的中细砂,下部则为2m厚的中粗砂,地下水位埋深约0.7m,为潜水含水层,含水层岩性主要为中粗砂,厚度2.4m。
试验前施工了示踪剂投放孔(主孔)和观测孔,主孔孔深为3.60m,观1、观2、观3和观4孔深分别为3.60m、3.60m、3.60m和3.61m,四个观测孔距注入孔的距离分别为2.28m、2.1m、1.85m和1.83m,方位分别为25°、340°、290°和210°(图7-6)。
图7-6 垃圾场弥散试验孔位平面图
通过实测试验场地地下水流向为323°,地下水化学类型为HCO3-Ca·Mg型,Cl-的浓度为158.7mg/L。试验时间为2000年9~10月份,试验时周围农田没有实施灌溉,避免了地下水流场受人为因素的干扰,示踪剂选用NaCl。试验时对观测孔和投放孔进行了定时、定深取样、现场分析化验,在观2和观3孔得到了较为满意的观测结果(见图7-7)。
利用观测资料,采用下面的方法计算弥散系数。根据示踪剂瞬时投放的数学模型:
图7-7 沙子营弥散试验观测结果及曲线匹配图
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中:c为投入示踪剂引起地下水浓度变化值(mg/L);v为地下水实际流速(m/d);n为含水层有效孔隙度;m为注入示踪剂质量(mg);DT、DL为纵、横向弥散系数(m2/d)。
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
忽略分子扩散,并设DL=αL·v、DT=αT·v,则(1)式的解为:
设
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
则:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
利用式(7-12)~(7-14)可计算出不同a值情况下的cR随tR的变化值,从而可绘出cR-R曲线簇,即得标准量板曲线。
根据(5)式变换整理得:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
综合上述,如两观测孔至少有一个不在流向上时,把所得的实测曲线与标准曲线进行匹配,可得出相应的a值,应用(7-15)式即可求出纵向弥散度αT和横向弥散度αL。
经计算得,αL=0.072m;αT=0.0091m。
(二)清河营垃圾场弥散试验过程与结果
弥散试验场位于垃圾填埋场南侧,距垃圾场约50m。地层岩性上部为0.4m的粉质粘土。中部为0.6m的细砂夹卵石,之下有一0.5m厚的砂质粘土,最下部为1.2m的中粗砂夹卵石,地下水位埋深约0.77m,为潜水含水层,含水层岩性主要为中粗砂夹卵石,厚度约2.2。
试验前施工了示踪剂投放孔(主孔)和观测孔,主孔孔深为3.6m,观1、观2和观3孔深分别为3.60m、3.52m和3.63m,三个观测孔与注入孔的距离分别为2.81m、3.66m和3.00m,分别位于主孔的90°、135°和177°(图7-8)。
图7-8 清河营垃圾场弥散试验孔位平面图
试验前,实测试验场地地下水流向为105°,Cl-的浓度为112.06mg/L。弥散试验完成时间在2000年10月份完成。示踪剂选用NaCl。试验时对观测孔及投放孔进行了定时、定深取样、现场分析化验,在观1和观2孔得到了较为满意的观测结果(图7-9)。
经计算,清河营垃圾填埋场地的纵向弥散度αL=0.0594m,横向弥散度αT=0.000456m。
(三)地下水实际流速的计算
地下水实际流速可根据注入孔的浓度衰减值用下式(7-16)求得:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中:d为注入孔直径(m); n为有效孔隙度;α为综合影响因子,一般取0.5~2.0;Δt为自投入示踪剂后的时间(d); C0为浓度本底值(mg/L); C1为投入示踪剂后注入孔浓度(mg/L); C2为Δt时间后注入孔浓度(mg/L)。
图7-9 清河营弥散试验观测结果及曲线匹配图
两个弥散试验的注入孔直径均为0.3m,在此,将含水层的给水度视为有效孔隙度。根据以往研究成果,沙子营和清河营两地含水层的给水度分别取0.16和0.27;根据试验时的实测资料,浓度本底值分别为174.41mg/L和107.35mg/L,取a=0.87(以往研究的经验值),注入孔投入NaCl后,其中Cl-浓度衰减过程见表7-10,利用(10)式计算的实际流速也列于表中,据此求得的地下水实际流速分别为:沙子营v=(0.22+0.222+0.174)/3=0.205m/d;清河营v=(0.217+0.309+0.388)/3=0.305m/d。
表7-10 注入孔Cl-浓度变化和地下水流速
三、沙子营垃圾场污染物在含水层中的迁移
(一)沙子营垃圾场特征及含水层结构
位于朝阳区沙子营南1100m,西距黄港乡公路南北向约300m,场地南北长约250m,东西宽约150m,垃圾约4m厚,场地北部为水塘,西南方向是围墙,东侧为一条形植树护路带,场地表面有大量白色塑料袋,堆放生活垃圾。北部水塘水呈灰黑色。垃圾已堆放三年,调查时已将坑堆满,停止堆放。
该垃圾场地位于冲洪积扇下部平原区,含水层岩性为交错分布的砂层,层次多,颗粒细,渗透性差,此区地下水主要接受大气降水,灌溉回归水等入渗补给,以垂直循环为主,水平迳流条件和富水性均差。图7-10给出沙子营垃圾堆放场地层结构示意图。
据以往调查资料,北京市潜水水化学组分氯化物的背景值范围为4.3~69.1mg/L。
图7-10 沙子营垃圾堆放场与地层结构关系图
(二)垃圾淋滤液在含水层中分布范围的计算
1.方法概述
由于该区的水交替是以垂直循环为主,但受区域水循环控制,还存在一定的区域水平方向的地下水流动,将其假设为一维稳定均匀流场中的溶质迁移问题。并作如下假设:
(1)含水层是由均匀多孔介质组成的潜水层;
(2)潜水层在平面上无限延伸、厚度不变,地下水沿正x方向的平面均匀流动、实际渗透流速v稳定不变;
(3)排入潜水层的废水量与区域地下水流量相比可被忽略;
(4)在污染物进入含水层前,整个含水层范围内的污染物浓度为零;
(5)降雨通过垃圾体入渗形成的淋滤液假设为连续的,淋滤液进入潜水层是通过整个含水层厚度完成的,并且在垂向上迅速混合。
(6)将垃圾体假设为一点污染源,且在注入点以速率Q连续向含水层中注入污染物浓度为C0的水流。
取垃圾开始堆放处为坐标原点,无限平面为x Oy平面,则上述问题可用下面的数学模型来描述:
式中:C为污染物在地下水中的浓度,M/L3;
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中:Dk和DT分别为纵向弥散系数和横向弥散系数,L2/T; v为地下水的实际渗透流速,L/T;λ为污染物质的衰减系数,T-1; Rd为迟滞因子,无量纲;m为单位体积潜水层内污染物的质量进入速率,M/L3T; n为有效孔隙度,无量纲;Q为单位潜水层厚度上的流体体积进入流率,L3/TL; C0为排入含水层中垃圾淋滤液中的污染物浓度,M/L3;δ(x,y)为Darac变数增量函数。
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
上述数学模型的解析解,Wilson和Miller(1978)已经给出,即式中的W(u,r/B)为汉克尔的越流井函数。对于我们的问题在已给出的汉克尔井函数中很难找到所需要的值,采用如下近似公式对该井函数进行计算。即
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
当0≤y≤3时:余误差函数
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
其中的a1,a2,…,a6为常数。
而当y>3时:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
当y<0时,用上述二公式和下述关系式来计算:
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
2.指示因子的选择
为了确定污染晕存在的最大范围,选择在地下水中保持相对稳定的,随地下水迁移过程中化学变化小,含水介质对其吸附、解吸作用弱,很少发生离子交换吸附作用的Cl-进行研究。因此,上述公式中的迟滞因子Rd为1,衰减系数λ为零。
3.参数
(1)垃圾淋滤液的水量。填埋场在采取防渗与场外防洪等阻水措施的条件下,其垃圾淋滤液的日产量可用下式计算:
q=C·I·A·10-3
式中:q为垃圾淋滤液量(m3/d);I为降雨强度(mm); A为垃圾场集雨面积(m2); C为渗出系数,0.3-0.8,一般取0.5。
计算时,将垃圾场集雨面积处理为随堆放时间的延长而以一均匀速度增加。据调查资料,取垃圾场集雨面积的增加速率为34.25m2/d。降雨强度取北京市22年每月的平均降雨量,考虑含水层的厚度,表7-11为计算的单位潜水层厚度上的流体体积进入流率。
表7-11 计算时间内垃圾淋滤液进入含水层中的量
(2)淋滤液中污染物Cl-的浓度。表7-12为采集淋滤液的时间和淋滤液中Cl-浓度。选用四次采集样品的平均值1688.21mg/L作为C0,而且在计算时间内其值不变。
表7-12 垃圾淋滤液中污染物含量
(3)淋滤液进入地下水时间的估算。根据我们沿地下水流动方向上布设的观测井的观测资料(图7-11),与垃圾已经堆放的时间综合分析认为:垃圾淋滤液到达地下水的时间为两年。
图7-11 距垃圾场不同距离处地下水中Cl-浓度
所需的其他参数前面都已经给出。
4.计算结果与讨论
利用(7-21)式,按三个月的时间递增,计算出xOy平面上地下水中Cl-的浓度分布范围如图7-12所示。污染晕在含水层中的分布以沿地下水流动方向为主,在垂直地下水流方向上仅以弥散带的形式存在,其最大宽度在计算的一个水文年内为5m,而在地下水流方向上,溶质在对流和弥散的影响下,其最大值为86.25m,是垂向弥散带的17倍。随着距注入点距离的增大,地下水流方向上的弥散带宽度与对流带相比越来越小(表7-13),因此,随着垃圾堆放时间的延长,可忽略不计由弥散引起的污染,而用纯对流引起的水质变化来预测垃圾淋滤液在地下水中的分布范围。
图7-12 沙子营垃圾场堆放后淋滤液在含水层中不同时间的分布范围
表7-13 沙子营垃圾场弥散带占对流带的比例
上述计算是在理想化的条件下进行的。在实际应用时需对其进行校正。一方面应考虑将垃圾体作为点污染源带来的误差,另一方面,还应考虑含水层中已经存在的污染物对输入污染物运移的阻碍作用。在我们所研究的地区,区域地下水中的Cl-只有4.3~69.1mg/L,可不考虑其对输入污染物运移的影响。将垃圾体作为点污染源带来的误差,校正时可考虑在上述计算结果的基础上,叠加垃圾体的分布范围作为淋滤液在地下水中的最大影响范围,即垃圾淋滤液在含水层中的分布范围应从垃圾堆放体边缘开始,沿地下水流动方向,在一个水文年内最远能达86.25m。
在北京地区像沙子营这样的浅层地下水含水层(又叫上层滞水)分布比较广泛。在这样的含水层中,一个水文年能迁移86.25m,是穿透力强,生物降解作用弱,基本不与其他物质发生生物化学反应的Cl-离子的速度,代表了水中污染物的最大迁移速度。实际上,含水介质中的垃圾污染物的迁移速度要比其小的多。
四、清河营垃圾场污染物在含水层中的迁移
该场地位于朝阳区清河营村北500m,是生活垃圾与建筑垃圾混合堆放,面积约300×150m2,呈长方形。场地西南角为堆填垃圾未满剩余水坑,水坑中水呈暗粉红色,不透明(混浊),堆填垃圾顶面高出水面约2.0m,调查时堆放一年,并已停止堆放。场地除北面外,其余都是耕地。
该场地位于冲洪积扇下部平原区,含水层岩性不均一,由多层砂砾石及少数砂层组成。图7-13为清河营垃圾堆放场地层结构示意图。
图7-13 清河营垃圾堆放场与地层结构关系图
(二)垃圾淋滤液在含水层中分布范围的计算
所用的方法与第二节相同,下面给出计算时所需的参数。
1.参数
根据调查结果,取垃圾场集雨面积的增加速率为41m2/d。表7-14为计算的单位潜水层厚度上的流体体积进入流量。
淋滤液中污染物Cl-的浓度取实测值367.6mg/L(2000年4月20日样品)。
表7-14 计算时间内垃圾淋滤液进入含水层中的量
2.计算结果
利用前面(7-21)式,计算出xOy平面上不同时期内地下水中Cl-的浓度分布范围如图7-14所示。同样,污染晕在含水层中的分布仍以沿地下水流动方向为:
图7-14 清河营垃圾场的淋滤液在含水层中不同时间的分布范围
在垂直地下水流方向上仅以弥散带的形式存在,其最大宽度在计算的八个月时仅1.33m,而在地下水流方向上,污染质在对流和弥散的影响下,八个月时达83.5m,迁移速度是125.30m/a,是垂向弥散带的63倍。随着距注入点距离的增大,地下水流方向上的弥散带宽度与对流带相比越来越小(表7-15),因此,随着时间的延长,可忽略不计由弥散引起的污染,因而可近似用纯对流引起的水质运移迁范围来预测垃圾淋滤液在地下水中的分布范围。
表7-15 清河营垃圾场弥散带占对流带的比例
五、北天堂垃圾场污染物在含水层中的迁移(一)北天堂垃圾场的特征及含水层结构
垃圾场位于永定河东岸,占地约10×104m2,容积150×104m3,垃圾填埋面积7.5×104m2,平均填埋深度8m。该垃圾场于1987年开始启用,至调查时使用约13年。垃圾填埋在挖砂坑内,挖砂时将地表盖层破坏、去除,表层约4m厚的粉细砂已不存在,之下为砂卵砾石,垃圾直接堆填在其中。
该垃圾场位于永定河冲洪积扇上游地段,据以往调查结果,包气带及含水层岩性为单一的砂卵石组成,其富水条件和渗透性能好,渗透系数K=173m/d。这些地带的水力坡度在2‰,在这些松散层底部为不透水基岩分布。由于以往对该层地下水过量开采,加之永定河常年无水,使得该层含水层逐渐在疏干,水位曾大幅下降。目前,该层含水层已不作为开采层。但由于其处于区域含水层的上游地带,其水质对区域地下水质具有影响。
地下水动态类型属入渗型,地下水位变幅较小,其埋深在丰、枯季分别为21.30m(2000年10月)和20.38m(2000年3月),年变幅约1m。地下水补给与区域地下水补给一致,主要以自西北向东南的侧向径流和大气降水入渗为主。
据以往调查资料显示,永定河冲洪积扇中上部,Cl-的背景值=31.6~58.2mg/L。
图7-15 北天堂垃圾堆放场地层结构示意图
根据上述,北天堂垃圾场与含水层间存在如图7-15所示的关系。
(二)北天堂垃圾污染物在含水层中范围的确定
根据该层水位的实测资料,可将地下水流场作为稳定流场考虑,含水层颗粒粗,可假设降雨的当年降雨就流过垃圾成为淋滤液补给地下水,影响地下水质。因此,该问题仍可用前面第二节的方法予以解决。
前面的计算结果已经表明,随着淋滤液在含水层中迁移时间的延长,淋滤液在含水层中沿地下水流动方向的距离也增加,而且在一段时间后,淋滤液的弥散带与对流范围相对可忽略不计,淋滤液对地下水的影响范围可近似地用对流的结果来圈定。而地下水的达西流速v=173×2‰=0.346m/d,则地下水的实际流速v实=v/n=0.346/0.307=1.13m/d。
由于垃圾堆放时间长,其淋滤液引起地下水质变化范围的圈定用水流质点的运移距离来代替,即沿地下水流方向的距离=v实×时间。因此,堆放13年的北天堂垃圾场在其地下水流动方向的下游地带距垃圾边缘距离为5361m。当然,这只是用达西定律计算的地下水的流动距离或影响范围。实际上,地下水中的污染物在迁移扩散的过程中,还要发生生物、化学反应,发生物理吸附和生物降解等,实际的扩散距离要小的多。事实上该垃圾场在13年的时间里,垃圾污染物的影响范围实际才650m。
六、结论
垃圾淋滤液在含水层中的迁移受许多因素的综合影响,用地下水质模型可很好地将这些因素间的关系定量描述。由于垃圾淋滤液污染物在含水层中要与含水介质发生吸附、降解等作用,使得垃圾淋滤液污染物在含水层中所影响的距离或范围比像氯离子这样的穿透能力较强的范围要小,因此,选择氯离子作为垃圾淋滤液的污染指示剂来作现场弥散试验、并以其结果参与模拟计算垃圾淋滤液污染物在垃圾场地地下含水层弥散、扩散和迁移,根据此结果来计算预测的场地地下含水层弥散、扩散和迁移距离或范围是最大值。
通过对代表不同类型的含水层介质中垃圾污染物迁移、扩散的计算,得到在不同的含水结构系统中,淋滤液的迁移距离不同,从而初步掌握了北京不同类型的含水层介质中垃圾污染的范围。
(1)沙子营的地下水污染物迁移、弥散试验和模拟计算表明,对于北京市平原区以砂为主的含水层,特别是那些浅层砂为主的含水层,堆放垃圾后淋滤液进入含水层中的迁移距离在一个水文年内可达86.25m,纵向弥散带宽度占对流带9.52%,横向弥散宽度仅为5m。
(2)北京平原区有相当多的垃圾场直接堆放或填埋在旧河道里及其附近,如清河、凉水河旧(古)河道及其两岸。清河营垃圾场的地下水污染物迁移、弥散试验和模拟计算表明,对于北京市平原区旧(古)河道带砂夹砂砾石结构的含水层堆放垃圾后,淋滤液在含水层中的分布范围在淋滤液进入含水层后八个月时达83.5m,即125.30m/年,纵向弥散带的宽度占对流带的比例为5.82%,横向弥散宽度仅为1.33m。
(3)北京北天堂垃圾场代表了位于附图3(北京市平原区垃圾场地的地质环境效应分区评价图)中C区的垃圾场。该区为地下水补给区的永定河冲洪积扇顶部砂卵砾石含水层分布地区,地下水防护能力极差,入渗条件、迁移条件好。北天堂垃圾场污染物在地下水中对流迁移计算结果表明,由于地下含水介质渗透性好,对流速度较快,垃圾堆放时间长,淋滤液中的污染质迁移的最远可近似地用对流带范围圈定,即北天堂垃圾场在堆放的13年时间内在垃圾下游地带达5361m。但实际评价结果是垃圾污染物的影响范围实际才650m。