劉 剛

（臨沂市生態(tài)環(huán)境局沂水縣分局，山東 臨沂 276499）

引 言

我國(guó)在經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，城鄉(xiāng)都存在不同程度的生態(tài)環(huán)境污染問題。但我國(guó)城鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境管理體制比較健全、嚴(yán)格，而且在治理方面投資較大，因此我國(guó)城鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)有了一定改善。目前，我們已經(jīng)制定了一些針對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染的防治措施，以提高我國(guó)農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

1 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)狀分析

1.1 土壤資源污染

我國(guó)部分地區(qū)由于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用農(nóng)藥和化肥，導(dǎo)致土壤中重金屬含量較高[1]。另外，一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)村沒有固定的生活垃圾處理設(shè)施，這些垃圾長(zhǎng)期存在于土壤中，對(duì)土壤中的生物多樣性造成很大威脅。而農(nóng)村居民在公共環(huán)境中亂扔垃圾，也會(huì)造成土壤污染。

1.2 水資源污染

通過對(duì)中國(guó)農(nóng)村水污染現(xiàn)狀的分析，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)用肥料的殘留物在土壤中很難被降解，并隨著雨水的沖刷，被引入河水和地下水中，造成了農(nóng)村水污染[2]。散戶經(jīng)營(yíng)的小型農(nóng)場(chǎng)沒有健全的畜禽廢物處置機(jī)制，農(nóng)民經(jīng)常把污染物堆放在農(nóng)場(chǎng)附近或直接扔到河里，導(dǎo)致水資源的嚴(yán)重污染。

1.3 空氣污染

農(nóng)村地區(qū)空氣污染的主要形式有汽車排放和工業(yè)排放兩種，其不僅給鄉(xiāng)村的生態(tài)系統(tǒng)帶來了極大損害，也給人們的身體健康帶來極大威脅。因此，我們必須制訂出應(yīng)對(duì)策略，防止出現(xiàn)更大范圍的生態(tài)環(huán)境破壞現(xiàn)象[3]。本文結(jié)合實(shí)際資料，為各級(jí)主管部門制訂相關(guān)對(duì)策，健全預(yù)警體系，提供理論支撐，并在此基礎(chǔ)上，提出了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的相關(guān)對(duì)策。

2 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染快速檢測(cè)技術(shù)

2.1 土壤資源污染快速檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)土壤資源遭受的污染，本文選擇超聲提取—固相萃取法進(jìn)行檢測(cè)，此方法將污染檢測(cè)指標(biāo)定位在持久性的有機(jī)污染物（POPs），并選取超聲提取法提取此污染物。此方法本身具有成本低、有機(jī)溶劑用量少、不會(huì)產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)，可在檢測(cè)過程中滿足節(jié)能及環(huán)保等要求。

該法萃取溶劑選擇1：1的丙酮與正己烷混合溶液，并選擇45 min為萃取時(shí)間（性能最好）。鑒于當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在大量殺蟲劑和肥料殘留，造成土壤中有機(jī)物含量較高等問題，該法通過超聲波使其浸出物呈暗黃色和綠色，并用混合弗羅里硅土柱對(duì)其進(jìn)行純化。將1 000 mg的無水硫酸鈉鹽（Na2SO4）及各種吸附劑，按順序分別添加到弗羅里硅土柱中，其類型及有關(guān)參數(shù)見表1。

表1 吸附劑種類和相關(guān)參數(shù)介紹

用真空泵抽提2 min，在Na2SO4濃度維持在1 000 mg的條件下，將弗羅里硅土柱進(jìn)行壓縮，測(cè)定各種吸附劑POPs的回收率。在C18型吸附劑中，有33個(gè)類型的POPs的回收率為60%～130%。采用硅作為吸收劑的有30種，PSA作為吸附劑的有39種[4]。目前已有21種GCB作為吸附劑，采用碳納米管作為吸收劑的共有19種。將C18與PSA按不同的配比及用量進(jìn)行配伍并測(cè)試，結(jié)果表明，該吸附劑配比為100 mg C18，100 mg PSA，因此該吸附劑可供以后的試驗(yàn)使用。

之后，本文還對(duì)某一地區(qū)的真實(shí)土壤樣品進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)其進(jìn)行分類。在進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)后，對(duì)其中的5.0 mL、10.0 mL、15.0 mL和20.0 mL清液進(jìn)行分析。因?yàn)镻OPs不僅含有極性組分，而且還含有某些非極性組分，因此本次實(shí)驗(yàn)的洗脫劑主要是用丙酮-正己烷進(jìn)行配伍。在丙酮和正己烷的比例為1∶19時(shí)，42種POPs的回收率都在60%～130%之間，為最佳的回收率。所以本次實(shí)驗(yàn)決定選擇該混合液作為實(shí)驗(yàn)洗脫液。

2.2 水資源污染快速檢測(cè)技術(shù)

需氧量包含多種指標(biāo)，其也是能夠體現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，在這些指標(biāo)當(dāng)中，TOC的檢測(cè)結(jié)果之間存在很小的關(guān)聯(lián)度；BOD的檢測(cè)周期較長(zhǎng)；COD的檢測(cè)結(jié)果更具有普遍性。

由于NH3-N不具有典型意義，本項(xiàng)目擬以COD為研究對(duì)象，并 對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前常用的COD測(cè)量技術(shù)主要有重鉻酸鉀回流法和高錳酸鉀指數(shù)法兩種。重鉻酸鉀回流法雖然具有廣泛的應(yīng)用前景，但是其效率低、設(shè)備占用空間大、成本高，而且在測(cè)量過程中會(huì)產(chǎn)生大量的汞、鉻鹽等污染物，如果處理不好還會(huì)產(chǎn)生二次污染，不符合節(jié)能及環(huán)保的需要[5]。

本項(xiàng)目提出的基于微波消解-分光光度的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確率和較少的操作步驟，更適合實(shí)際應(yīng)用。用于COD測(cè)定的微波消解-分光光度法，其基本原理是：將過量的重鉻酸鉀（K2Cr2O77）溶液與適量的硫酸鎳混合作為催化劑，對(duì)水樣進(jìn)行溶解，通過K2Cr2O77推動(dòng)水中的物質(zhì)氧化，并將六價(jià)鉻 離子（Cr6+）還原為三價(jià)鉻離子（Cr3+）。其具體的反應(yīng)方程式為（式）1。

與（式）1的反應(yīng)式相聯(lián)系，我們可以看出，在溶解以后，水里將會(huì)含有Cr6+和Cr3+，在300～700 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行光譜測(cè)量，可以得到一條吸收曲線，見圖1。

圖1 Cr6+和Cr3+吸收曲線圖示

如圖1所示，Cr6+和Cr3+在波長(zhǎng)350 nm處的吸收態(tài)有很大不同，在這種情況下，Cr3+的吸收態(tài)不會(huì)對(duì)Cr6+的探測(cè)產(chǎn)生影響。在聚乙烯消解槽內(nèi)的溶解試管中放置5 mL的真實(shí)水樣品，并加入0.04 g硫酸鹽（HgSO4）粉末、5 mL K2Cr2O77標(biāo)準(zhǔn)溶液、3 mL NiSO4和H2SO4的混合物溶液、2 mL的蒸餾水，搖勻后密封并置于微波消化設(shè)備中，在800 W的最大功率下進(jìn)行4 min的消化。

當(dāng)消化結(jié)束時(shí)將其冷卻，再由分光光度計(jì)根據(jù)工作曲線進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，將其放大10倍就可以獲得實(shí)際的COD含量。在含COD的試樣中加入鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，在2.4 mg、2.1 mg、1.8 mg、1.5 mg、1.2 mg時(shí)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表2所示。

表2 水資源中COD檢測(cè)結(jié)果分析

通過對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)在不同加標(biāo)量的條件下，對(duì)樣品水中COD的檢測(cè)，其加標(biāo)回收率均在97%～98%之間，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在1.5%以內(nèi)，說明該方法具有較好的檢測(cè)效果，能夠達(dá)到測(cè)定準(zhǔn)確度的要求，且具有較好的穩(wěn)定性和較好的應(yīng)用前景。同時(shí)與重鉻酸鉀回流法比較，微波消解-分光光度法測(cè)定水體中COD時(shí)所需藥劑用量更少，可以減輕二次污染。且使用NiSO4替代常規(guī)的Ag2SO4催化體系，可極大減少檢測(cè)費(fèi)用，具有更好的經(jīng)濟(jì)性。微波消解-分光光度法測(cè)定水體中COD具有更高的測(cè)定效率、更低能耗、更寬的測(cè)定范圍，更適合節(jié)能及環(huán)保的需要。

2.3 大氣污染快速檢測(cè)技術(shù)

本項(xiàng)目提出一種以檢測(cè)VOCs為主要特征的新型大氣污染物分析技術(shù)，并根據(jù)我國(guó)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的需求，選用GC-MS聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行VOCs分析。試驗(yàn)選擇以Tenax-TA為填充材料的不銹鋼吸收器，將其放入熱解器中進(jìn)行陳化，陳化完畢后立刻進(jìn)行封存。取樣時(shí)打開吸收管內(nèi)的密封帽，用聚四氟乙烯短管與取樣泵相連，設(shè)定好高度后進(jìn)行取樣，經(jīng)過幾次試驗(yàn)得出取樣速度為50 mL/min，取樣時(shí)間為60 min的效果最佳（取樣結(jié)束后應(yīng)把吸附管封閉）。在進(jìn)行樣品測(cè)定時(shí)，應(yīng)將吸收器置于熱解吸收器的底板上，使其與采樣時(shí)的吸收器相反，并利用相關(guān)設(shè)備采集樣品。

在該試驗(yàn)中，將某個(gè)地區(qū)的鄉(xiāng)村戶外作為重點(diǎn)地區(qū)，在設(shè)置取樣泵之后，采集6個(gè)1.5升的相同大氣樣本，并向該樣本中加入10納克和100納克的VOCs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，進(jìn)行3組測(cè)試，確定試樣管的校準(zhǔn)及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，最終檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

結(jié)合表3內(nèi)容可以看出，加入10 ng或100 ng時(shí)，GC-MS測(cè)定結(jié)果為85.47%～116.79%，相對(duì)誤差為1.13%～7.03%，符合大氣中VCOs含量測(cè)定的準(zhǔn)確度，且不會(huì)引起二次污染，是一項(xiàng)高效、綠色的大氣污染物快速測(cè)定新技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)村是我國(guó)的糧食主產(chǎn)區(qū)，其生態(tài)環(huán)境一旦被污染，將嚴(yán)重危害生態(tài)安全和人們的生命安全，因此我們一定要強(qiáng)化對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。為此，本文擬研究基于節(jié)能、環(huán)保并針對(duì)農(nóng)村地區(qū)生態(tài)環(huán)境污染的快速檢測(cè)方法。本文提出的超聲波萃取-固相萃取、微波消解-分光光度和氣相色譜--質(zhì)譜法進(jìn)行聯(lián)用的檢測(cè)技術(shù)，既能保證樣品的回收率，又能保證樣品的精確性，且符合節(jié)能、環(huán)保、無二次污染的要求，同時(shí)還能保證樣品的準(zhǔn)確度，可以為我國(guó)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

表3 空氣中20種VOCs檢測(cè)結(jié)果