CN113567401A - 一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法和应用，所述快速检测方法包括通过对垃圾填埋场特定区域的地下水进行荧光检测，利用特定荧光区域中特定激发/发射波长处荧光强度的比值确定地下水是否被污染。本发明提供的快速检测方法建立了垃圾填埋场渗滤液污染地下水中的有机物在荧光光谱区的特征荧光光谱区和荧光强度及其规律特征，可以实现便携荧光检测仪在现场对于垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测。本发明提供的检测方法具有快速检测、无需化学试剂且操作简单、检测灵敏度高、成本较低的特点。
Description
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，涉及一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法和应用。
背景技术
垃圾填埋场渗滤液泄露是污染地下水的最大安全隐患。垃圾填埋场会产生大量含多种高浓度污染物的垃圾渗滤液，容易发生泄露污染地下水。目前，对于地下水的监测主要以人工采样的实验室检测和在线监测为主。实验室检测具有过程繁琐、耗时长的缺点，而在线监测系统具有价格昂贵和维护成本高的不足，且只能监测一些简单的指标如：电导率、氨氮和pH等，一些复杂指标不能通过在线监测系统进行监测。然而，垃圾填埋场渗滤液中有机物污染物含量高且种类繁杂。因此，填埋场地下水的有机物进行快速、高效检测是识别填埋场地下水污染的有效途径。
有机物的组成和结构分析主要采用常规指标分析、光谱技术和色谱技术。常规指标分析和色谱检测相比于光谱检测技术的样品前处理要复杂，检测需要化学药剂易产生污染物。因此，相比较于常规指标分析和色谱检测，光谱检测技术具有无需化学试剂、不破坏样品结构、测量灵活和快捷的优势。渗滤液含有大量的单环和多环芳烃类的苯系污染物，具有较强的光谱特性，尤其荧光和紫外特性，因此紫外和荧光光谱对于有机物的组成分析具有简便和快速检测的特点。徐熠刚等(徐熠刚,李青,吴轶,等.远程地下水COD在线检测仪设计.计算机测量与控制,2017(11):316-320)用有机物在特定紫外光波长处有很强吸收的特性，建立有机物在紫外光光谱区的吸光度与COD浓度之间的关系，研究出远程地下水的COD在线检测仪，但适用于地下水浊度较低的水体且在清洗模式下，需人工定期添加干净的水，存在操作不便的缺点。目前，国内外利用荧光光谱对水质监测主要是获得三维荧光光谱，进而对光谱进一步分析(周昀，李军，陈飞，等.苯乙烯的三维荧光特性及水污染应急处理.光谱学与光谱分析，2016(7):2169-2172)；(周昀,陈飞,姚建国,等.生活饮用水中有机物的三维荧光特征.分析试验室,2017(4):412-414)；(C.S.M.Figueiró,Oliveira D B D,Russo MR,et al.Fish farming water quality monitored by optical analysis:Thepotential application of UV–Vis absorption and fluorescencespectroscopy.Aquaculture,2018,490.)，然而，样品三维荧光光谱获得需经样品预处理、荧光分光光度计检测和数据处理作图等一系列繁琐程序。传统荧光光谱的样品数据分析的繁琐程序相比较于实验室化学检测缺乏优势。
优化繁琐的样品数据分析程序是高效运用荧光光谱检测地下水的关键；因此，需要开发一种可发挥荧光光谱技术在样品检测的优势如：快速检测、无需化学试剂且操作简单、检测灵敏度高等的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法和应用，本发明提供的快速检测方法建立了垃圾填埋场渗滤液污染地下水中的有机物在荧光光谱区的特征荧光光谱区和荧光强度及其规律特征，可以实现便携荧光检测仪在现场对于垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测。本发明提供的检测方法具有快速检测、无需化学试剂且操作简单、检测灵敏度高、成本较低的特点。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法，所述快速检测方法包括通过对垃圾填埋场特定区域的地下水进行荧光检测，利用特定荧光区域中特定激发/发射波长处荧光强度的比值确定地下水是否被污染。
本发明可以对垃圾填埋场地下水进行特征区域内的荧光监测，分析其荧光强度之间的比值大小，从而准确判断出垃圾填埋场渗滤液是否泄露导致地下水污染。
因为垃圾填埋场渗滤液或者受渗滤液污染的地下水相比于未受污染的地下水，在特定的荧光区域会出现特征峰，因此，我们可以通过对比垃圾填埋场不同区域取水样的相同荧光区域中的特征峰的强度，或者对比垃圾场同一地点同一水样的不同的荧光区域的特征峰的强度，来确定地下水是否被污染。
相较于目前现有技术中的检测方法的检测时间均以小时计，本发明提供的检测方法可以在15min之内完成检测，本发明提供的检测方法具有快速检测的优点，因此，本发明提供的检测方法可以称之为快速检测。
所述特定激发/发射波长指的是特定激发波长和特定发射波长。
在本发明中，在所述快速检测方法中，分别对垃圾填埋场场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井的水样进行检测，通过场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井之间的特定荧光区域中特定激发/发射波长处的荧光强度的比值确定地下水是否被污染，或者，通过场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井中水样的不同的特定荧光区域之间的荧光强度的比值确定地下水是否被污染。
对于垃圾填埋场的场地背景监测井，一般位于填埋场的上游20-40m，污染监测井位于填埋场下游0-20m，污染扩散监测井位于填埋场两侧或下游30-50m。
在本发明中，所述特定荧光区域包括Ex/Em在240-260nm/450nm。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值大于6.8，例如6.9、7、7.1、7.3、7.5、8、9等，则地下水受到污染。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值小于4，例如3.9、3.8、3.5、2、1等，则地下水未受到污染。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值为4-6.8，例如4.2、4.3、4.5、4.8、5、5.2、5.5、6、6.2、6.5等，则继续测定场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井中水样的不同的特定荧光区域之间的荧光强度的比值确定地下水是否被污染。
优选地，所述特定荧光区域还包括Ex/Em在215-225nm/335-345nm和240-260nm/410nm。
优选地，所述背景监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ia、污染监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ib和污染扩散监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ic三者全部大于1或全部小于1，则地下水未受到污染。
优选地，所述Ia、Ib和Ic三者不是全部大于1或者不是全部小于1，则地下水受到污染。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大于6.8，例如6.9、7、7.1、7.3、7.5、8、9等，则表明地下水受到污染。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值小于4，例如3.9、3.8、3.5、2、1等，则表明地下水未受到污染。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值为4-6.8，例如4.2、4.3、4.5、4.8、5、5.2、5.5、6、6.2、6.5等，且Ia、Ib和Ic三者全部大于1或者全部小于1，则地下水未受到污染。
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值在4-6.8之间，且Ia、Ib和Ic三者不是全部大于1或者不是全部小于1，则地下水受到污染。
优选地，所述污染监测井的水样检测中，I240-260/450/I240-260/410≥1，例如1.5、2、3、4等，则地下水受到污染。
优选地，所述污染扩散监测井的水样检测中，I240-260/450/I240-260/410≥1，例如1.5、2、3、4等，则地下水受到污染。
如图1所示，本发明的快速检测方法流程如下：
首先测定污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值，或者，污染监测井的水样检测中I240-260/450/I240-260/410的比值，或者，污染扩散监测井的水样检测中I240-260/450/I240-260/410的比值，有以下几种情况：
(1)地下水已经受到垃圾填埋场渗滤液污染：
a、若污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大于6.8；
b、若污染监测井的水样检测中I240-260/450/I240-260/410的比值大于等于1；
c、若污染扩散监测井的水样检测中I240-260/450/I240-260/410的比值大于等于1。
(2)地下水未受到垃圾填埋场渗滤液污染：
a、若污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值小于4；
b、若污染监测井的水样检测中I240-260/450/I240-260/410的比值小于1；
c、若污染扩散监测井的水样检测中I240-260/450/I240-260/410的比值小于1。
(3)当污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值在4-6.8之间时，判断背景监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ia、污染监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ib和污染扩散监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ic；
若Ia、Ib和Ic三者全部大于1或者全部小于1，则地下水未受到污染；
若Ia、Ib和Ic三者不是全部大于1或者不是全部小于1，则地下水受到污染。
当然，也可以不判断污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值，直接判断Ia、Ib和Ic三者，若Ia、Ib和Ic三者全部大于1或者全部小于1，则地下水未受到污染，若Ia、Ib和Ic三者不是全部大于1或者不是全部小于1，则地下水受到污染。
对于垃圾填埋场场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井的水样进行检测之前，一般需要进行简单的样品预处理，示例性的，利用针式过滤膜(0.45μm)和注射器(25mL)对样品进行过膜处理。
优选地，所述快速检测方法利用便携式荧光检测仪在现场实现垃圾填埋场渗滤液是否污染地下水的快速检测。
本发明提供的检测方法可以利用荧光检测进行，优选可以利用便携式荧光检测仪在现场(垃圾填埋场)实现快速检测。
第二方面，本发明提供了一种根据第一方面所述的快速检测方法在环境监测中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的快速检测方法建立了垃圾填埋场渗滤液污染地下水中的有机物在荧光光谱区的特征荧光光谱区和荧光强度及其规律特征，可以实现便携荧光检测仪在现场对于垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测；
(2)本发明提供的检测方法具有快速检测、无需化学试剂且操作简单、检测灵敏度高、成本较低的特点。
附图说明
图1是本发明的垃圾填埋场渗滤液是否污染地下水的快速检测方法流程图。
图2A是本发明实施例1中垃圾填埋场A地下水样的三维荧光光谱图。
图2B是本发明实施例1中垃圾填埋场B地下水样的三维荧光光谱图。
图2C是本发明实施例1中垃圾填埋场C地下水样的三维荧光光谱图。
图2D是本发明实施例1中垃圾填埋场D地下水样的三维荧光光谱图。
图2E是本发明实施例1中垃圾填埋场E地下水样的三维荧光光谱图。
图2F是本发明实施例1中垃圾填埋场F地下水样的三维荧光光谱图。
图2G是本发明实施例1中垃圾填埋场G地下水样的三维荧光光谱图。
图2H是本发明实施例1中垃圾填埋场H地下水样的三维荧光光谱图。
图2I是本发明实施例1中垃圾填埋场I地下水样的三维荧光光谱图。
图2J是本发明实施例1中垃圾填埋场J地下水样的三维荧光光谱图。
图2K是本发明实施例1中垃圾填埋场K地下水样的三维荧光光谱图。
图2L是本发明实施例1中垃圾填埋场L地下水样的三维荧光光谱图。
图3是本发明实施例1中垃圾填埋场B、J、K、L四个垃圾填埋场渗滤液样品的三维荧光光谱图。
图4是对比例1中采用平行因子分析43个地下水样品所得5个荧光组分组分的三维荧光光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法如下：
(A)样品选取：
43个地下水样以及4个垃圾填埋场渗滤液样品，共47个样品，具体如下：
样品取自中国11个县(云阳、合川、武隆、万盛、巫溪、大足、丰都、璧山、荣昌等)的生活垃圾填埋场(12个生活垃圾填埋场)地下水，垃圾填埋场分别命名为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K和L；每个填埋场地下水取样2～5个，取自填埋场的场地背景监测井(b)、污染监测井(j)和污染扩散监测井(k)，共43个地下水样。
其中A、B、C、D、E、G、H、I共8个填埋场的地下水未被填埋场渗滤液污染，F、J、K和L填埋场地下水部分已被渗滤液污染。样品名称如A-b为A填埋场场地背景监测井样品、A-j1为A填埋场1号污染监测井水样、A-j2为A填埋场2号污染监测井水样、A-k1为A填埋场1号污染扩散监测井水样、A-k2为A填埋场2号污染扩散监测井水样，同理其他编号。
并且增加了B、J、K、L四个垃圾填埋场渗滤液样品，分别为BL、JL、KL和LL。
(B)样品检测步骤：
(1)利用针式过滤膜(0.45μm)和注射器(25mL)对样品进行过膜处理；
(2)将样品的激发波长/发射波长选在215-225nm/335-345nm、240-260nm/410nm、240-260nm/450nm范围内，测定Ex/Em＝220nm/345nm处强度I220/340、Ex/Em＝250nm/410nm处强度I250/410、以及，Ex/Em＝250nm/450nm处强度I250/450。
测试结果见图2A-图2L、图3和表1：
图2A-图2L为43个地下水样品的三维荧光图，图3是4个渗滤液样品的三维荧光图，由图可以看出，同一填埋场中未被渗滤液污染地下水在场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井三维荧光图的荧光峰的区域相近且荧光强度在同一水平，表明有机物组成和浓度相似。若同一填埋场中被地下水渗滤液污染，则在场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井取样的三维荧光图的荧光峰的区域相差较大且荧光强度不在同一水平，有机物组成和浓度相差较大。
表1
对于同一垃圾填埋场的监测井与本底井的I250/410的比值，以及I250/450的比值结果见表2：
表2
| Ex/Em | A-j1/A-b | A-j2/A-b | B-j1/B-b | B-j2/B-b | C-j1/C-b |
| I<sub>250/410</sub> | 1.04 | 1.00 | 1.06 | 1.13 | 2.99 |
| I<sub>250/450</sub> | 0.85 | 0.86 | 1.05 | 1.08 | 3.08 |
| Ex/Em | C-j2/C-b | D-j1/D-b | E-j/E-b | F-j/F-b | G-j1/G-b |
| I<sub>250/410</sub> | 3.36 | 2.69 | 2.67 | 6.46 | 1.04 |
| I<sub>250/450</sub> | 1.38 | 3.20 | 2.84 | 6.70 | 1.15 |
| Ex/Em | G-j2/G-b | H-j1/H-b | H-j2/H-b | K-j1/K-b | K-j2/K-b |
| I<sub>250/410</sub> | 1.65 | 1.02 | 0.51 | 10.23 | 7.42 |
| I<sub>250/450</sub> | 1.77 | 1.02 | 1.01 | 24.09 | 8.55 |
| Ex/Em | L-j/L-b | ||||
| I<sub>250/410</sub> | 12.17 | ||||
| I<sub>250/450</sub> | 27.47 |
对于表2中的F井而言，其污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值在4-6.8之间，因此需要判断场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井中水样在215-225nm/335nm的荧光强度I215-225/335与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大小，对此对于场地背景监测井和污染监测井加测两组数据，见表2-2
表2-2
由表1、表2和表2-2可知，通过对8个未受垃圾填埋场渗滤液污染的地下水样品(A、B、C、D、E、G、H、I)、4个已被渗滤液污染地下水样品(F、J、K、L)以及4个填埋场渗滤液的特定波长荧光的检测数据分析表明，未被渗滤液污染的填埋场地下水污染监测井I250/410/场地背景监测井I250/410和污染监测井I250/450/场地背景监测井I250/450比值均低于4；被渗滤液污染的填埋场下水污染监测井I250/410/场地背景监测井I250/410和污染监测井I250/450/场地背景监测井I250/450比值均大于6.8，表明地下水已经被污染；污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值在4-6.8之间时，场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井中水样在215-225nm/335nm的荧光强度I215-225/335与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大小，若均大于1或均小于1，则表明地下水未受到污染；若比值有大于1也有小于1，则表明地下水受到污染；未被渗滤液污染的地下水污染监测井I250/450/I250/410比值均小于1，而被渗滤液污染的填埋场污染监测井地下水和渗滤液样品的I250/450/I250/410比值均在1以上，同样表明，地下水已经被污染。
实施例2
与实施例1的区别仅在于，步骤(2)不同，本实施例的步骤(2)如下：
将样品的激发波长/发射波长选在215-225nm/335-345nm、240-260nm/410nm、240-260nm/450nm范围内，测定Ex/Em＝225nm/345nm处强度I225/345、Ex/Em＝245nm/410nm处强度I245/410、以及，Ex/Em＝245nm/450nm处强度I245/450。
测试结果见表3：
表3
对于同一垃圾填埋场的监测井与本底井的I245/410的比值，以及I245/450的比值结果见表4：
表4
| Ex/Em | A-j1/A-b | A-j2/A-b | B-j1/B-b | B-j2/B-b | C-j1/C-b |
| I<sub>245/410</sub> | 1.07 | 1.05 | 1.02 | 1.06 | 3.10 |
| I<sub>245/450</sub> | 0.85 | 0.96 | 0.93 | 0.95 | 2.95 |
| Ex/Em | C-j2/C-b | D-j1/D-b | E-j/E-b | F-j/F-b | G-j1/G-b |
| I<sub>245/410</sub> | 1.45 | 2.76 | 2.57 | 5.93 | 1.00 |
| I<sub>245/450</sub> | 1.45 | 3.28 | 2.80 | 6.72 | 1.11 |
| Ex/Em | G-j2/G-b | H-j1/H-b | H-j2/H-b | K-j1/K-b | K-j2/K-b |
| I<sub>245/410</sub> | 1.64 | 0.98 | 1.02 | 10.72 | 6.93 |
| I<sub>245/450</sub> | 1.66 | 1.01 | 0.99 | 22.06 | 7.99 |
| Ex/Em | L-j/L-b | ||||
| I<sub>245/410</sub> | 12.50 | ||||
| I<sub>245/450</sub> | 23.34 |
由表3和表4可知，通过对8个未受垃圾填埋场渗滤液污染的地下水样品(A、B、C、D、E、G、H、I)、4个已被渗滤液污染地下水样品(F、J、K、L)以及4个填埋场渗滤液的特定波长荧光的检测数据分析表明，未被渗滤液污染的填埋场地下水污染监测井I245/410/场地背景监测井I245/410和污染监测井I245/450/场地背景监测井I245/45比值均低于4；被渗滤液污染的填埋场下水污染监测井I245/410/场地背景监测井I245/410和污染监测井I245/450/场地背景监测井I245/45比值均大于6.8，表明地下水已经被污染；污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值在4-6.8之间时，场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井中水样在215-225nm/335nm的荧光强度I215-225/335与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大小，若均大于1或均小于1，则表明地下水未受到污染；若比值有大于1也有小于1，则表明地下水受到污染；未被渗滤液污染的地下水污染监测井I245/450/I245/410比值均小于1，而被渗滤液污染的填埋场污染监测井地下水和渗滤液样品的I245/450/I245/410比值均在1以上，同样表明，地下水已经被污染。
实施例3
与实施例1的区别仅在于，步骤(2)不同，本实施例的步骤(2)如下：
将样品的激发波长/发射波长选在215-225nm/335-345nm、240-260nm/410nm、240-260nm/450nm范围内，测定Ex/Em＝225nm/335nm处强度I225/335、Ex/Em＝255nm/410nm处强度I255/410、以及，Ex/Em＝255nm/450nm处强度I255/450。
测试结果见表5：
表5
对于同一垃圾填埋场的监测井与本底井的I255/410的比值，以及I255/450的比值结果见表6：
表6
由表5和表6可知，通过对9个未受垃圾填埋场渗滤液污染的地下水样品(A-I)、3个已被渗滤液污染地下水样品(J-L)以及4个填埋场渗滤液的特定波长荧光的检测数据分析表明，未被渗滤液污染的填埋场地下水污染监测井I255/410/场地背景监测井I255/410和污染监测井I255/450/场地背景监测井I250/45比值均低于4；被渗滤液污染的填埋场下水污染监测井I255/410/场地背景监测井I255/410和污染监测井I255/450/场地背景监测井I255/45比值均大于6.8，表明地下水已经被污染；污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值在4-6.8之间时，场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井中水样在215-225nm/335nm的荧光强度I215-225/335与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大小，若均大于1或均小于1，则表明地下水未受到污染；若比值有大于1也有小于1，则表明地下水受到污染；未被渗滤液污染的地下水污染监测井I255/450/I255/410比值均小于1，而被渗滤液污染的填埋场污染监测井地下水和渗滤液样品的I255/450/I255/410比值均在1以上，同样表明，地下水已经被污染。
由表1-表6可知，在本发明提供的快速检测方法中，检测240-260nm/450nm、215-225nm/335-345nm和240-260nm/410nm范围内的荧光，利用荧光强度的比值可以确定地下水是否被垃圾填埋场渗滤液污染。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，本对比例采用目前国内外已经报道的有机质荧光参数、有机质含量及紫外参数，来判断地下水是否受到污染。
参数包括：
(1)将实施例1提供的43个样品(不包括渗滤液样品)的三维荧光光谱进行平行因子分析，得到5个荧光组分(具体见图4)及其相对含量数据(C1、C2、C3、C4、C5)；
(2)样品激发波长254nm下，发射光谱中435-480nm波段范围内荧光积分面积与300-345nm波段范围内荧光积分面积的比值HIX；
(3)样品激发波长为310nm，发射波长为380nm处的荧光强度α，与激发波长为310nm，发射波长420-435nm范围内最大荧光强度β的比值β:α；
(4)样品激发波长310nm，发射波长380nm与430nm处荧光强度的比值BIX；
(5)有机质的含量DOC；
(6)有机质在355nm处的吸光度值a(355)。：
测试结果见表7：
表7
表7为43个地下水样品10个参数的值，利用SPSS软件，进行主成分分析，分别得到表8和表9，其中，这10组光谱和浓度参数可分为三大类，即主成分为PC1、PC2和PC3。
表8
由表8可知，C1、C2、C3、C4在PC1上得分较高，结合图4的三维荧光图可以知道，组分C1、C2、C4为类腐殖质物质，因此，第一类PC1代表地下水中类腐殖质物质含量；HIX、BIX及β:α三个参数的绝对值在PC2上得分较高，由于HIX代表腐殖化，而BIX和β:α与腐殖化相反，在PC2上得分为负数，因此，PC2代表地下水有机质的腐殖化水平；DOC和a(355)在PC3上得分较高，这两个参数都与总有机质含量相关，即PC3代表地下水总有机质含量。
表9
从表9可以看出，对于受污染和没有受污染的地下水，在PC1上，只能分为正负这个大差别，受污染地下水F-j、J-j1、J-j2、K-j1、L-j与未受污染的地下水样品，没有明晰的差异，即地下水腐殖质含量参数C1、C2、C3、C4不能判断地下水污染与否；在PC2上，受污染的地下水样品F-j、J-j1、J-j2、K-j1、L-j与其他未受污染的也没有区别开来，即地下水有机质腐殖化参数HIX、BIX及β:α三个参数也不能区别出地下水是否受到污染；在PC3上，受污染的地下水样品F-j、J-j1、J-j2、K-j1、L-j与其他未受污染的也不能通过数值得分区别开来，即地下水有机质含量参数DOC和a(355)也无法判断地下水是否受到污染。
因此，上述10个指标不能判断地下水是否受到渗滤液污染。
由实施例和对比例的对比可知，只有本发明提供的检测方法可以实现垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种垃圾填埋场渗滤液污染地下水情况的快速检测方法，其特征在于，所述快速检测方法包括通过对垃圾填埋场特定区域的地下水进行荧光检测，利用特定荧光区域中特定激发/发射波长处荧光强度的比值确定地下水是否被污染。
2.根据权利要求1所述的快速检测方法，其特征在于，在所述快速检测方法中，分别对垃圾填埋场场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井的水样进行检测，通过场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井之间的特定荧光区域中特定激发/发射波长处的荧光强度的比值确定地下水是否被污染，或者，通过场地背景监测井、污染监测井或污染扩散监测井中水样的不同的特定荧光区域之间的荧光强度的比值确定地下水是否被污染。
3.根据权利要求1或2所述的快速检测方法，其特征在于，所述特定荧光区域包括Ex/Em在240-260nm/450nm。
4.根据权利要求3所述的快速检测方法，其特征在于，所述污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值大于6.8，则地下水受到污染；
优选地，所述污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值小于4，则地下水未受到污染；
优选地，所述污染监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450与所述场地背景监测井在240-260nm/450nm的荧光强度I240-260/450的比值为4-6.8，则继续测定场地背景监测井、污染监测井和污染扩散监测井中水样的不同的特定荧光区域之间的荧光强度的比值确定地下水是否被污染。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的快速检测方法，其特征在于，所述特定荧光区域还包括Ex/Em在215-225nm/335-345nm和240-260nm/410nm。
6.根据权利要求5所述的快速检测方法，其特征在于，所述背景监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ia、污染监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ib和污染扩散监测井在215-225nm/335-345nm的荧光强度I215-225/335-345与240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值Ic三者全部大于1或全部小于1，则地下水未受到污染；
优选地，所述Ia、Ib和Ic三者不是全部大于1或者不是全部小于1，则地下水受到污染。
7.根据权利要求5或6所述的快速检测方法，其特征在于，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值大于6.8，则表明地下水受到污染；
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值小于4，则表明地下水未受到污染；
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值在4-6.8之间，且Ia、Ib和Ic三者全部大于1或者全部小于1，则地下水未受到污染；
优选地，所述污染监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410与所述场地背景监测井在240-260nm/410nm的荧光强度I240-260/410的比值为4-6.8，且Ia、Ib和Ic三者不是全部大于1或者不是全部小于1，则地下水受到污染。
8.根据权利要求5-7中的任一项所述的快速检测方法，其特征在于，所述污染监测井的水样检测中，I240-260/450/I240-260/410≥1，则地下水受到污染；
优选地，所述污染扩散监测井的水样检测中，I240-260/450/I240-260/410≥1，则地下水受到污染。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的快速检测方法，其特征在于，所述快速检测方法利用便携式荧光检测仪在现场实现垃圾填埋场渗滤液是否污染地下水的快速检测。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的快速检测方法在环境监测中的应用。
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