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第九节 污染物分析与测试

  一、松花江水中痕量甲基汞分析方法的研究
    由哈尔滨工业大学周定、陈庆璞、栾今 伟、吴文芳、刘延勋、郭慎满完成。
    由于甲基汞对生物和人体危害很大,从吉林省地理所的调查报告明显地说明了第二松花 江江水甲基汞的污染相当严重。由于松花江水系哈市江段离吉林污染源较远,江水中甲基汞 污染情况不清,因而需要建立一个灵敏度较高的测定江中痕量甲基汞的分析方法。针对上述 要求,本课题利用国产SP-2305F气相色谱仪(带有电子捕获检定器)。采用巯基棉富集、盐酸 解析,少量苯萃取,然后进行色谱测定的方法。一方面改善了色谱柱的制备,老化及分析条 件的调正与控制;另一方面对已有脉冲电源线路作了一些改进,使脉冲电源的脉冲周期和振 幅有较大的可调范围,经试验中最佳参数的选择提供了方便。本课题所建立的方法,使测定 江水中甲基汞最小检出量比当时国内发表的数据降低了一个数量级,达到国内先进水平。
    利用本方法,分析了嫩江、二松口、拉林河、四方台、正阳河、哈市东文源、阿什河等 地方的水样,水中甲基汞含量。
    本项成果于1982年10月25日通过鉴定。
    二、松花江水中有机磷农药残留量分析方法的研究
    由哈尔滨工业大学周定、栾今伟完成。
    为了解与掌握松花江水中有机磷农药的污染情况,需要建立一种快速、简便、灵敏、可 靠的分析方法,以达到对松花江水中有机磷农药残留量检验与控制的目的。
    本课题着重研究利用萃取——气相色谱法对江水中有机磷农药进行分离和鉴定,同时提 出试验条件。实验着重对色谱柱、担体、固定液的选择性、灵敏度进行了试验研究。
    本课题的研究,在黑龙江省首先建立了测定水中五种有机磷农药(敌敌畏、乐果、甲基对 硫磷、对硫磷、马拉硫磷)残留量的分析方法。通过对农药厂附近深水井与松花江哈市江段某 些点江水中有机磷农药残留量的测定实验表明,其方法依据的原理是正确的、方法简单、灵 敏度可靠。对五种有机磷农药的分析结果与最小检出量和国内其它单位内部资料的数据相比, 达到国内先进水平。
    本课题是国家重点科研项目“松花江水系污染与水源保护”的研究的一个分项目。于1982 年10月通过鉴定。
    三、松花江水中痕量硝基苯的分析
    由黑龙江大学孙宝权、李成林、汪瑾完成。
    (一)《江水中痕量硝基苯分析方法——气相色谱法》:应用100型国产气相色谱仪,上试 101硅烷化担体,5%已二酸乙二醇固定液。富集用高分子GDX-502微型柱吸附富集适应于0.4% 微克/升。蒸馏法和高分子微球微型柱吸附相结合的富集适用于检出最低于0.4%微克/升。 回收率均选90%左右。最低检出灵敏度0.02微克/升。相对偏差为10%。
    (二)《江水中痕量硝基苯分析方法——分光光度法即比色法》:应用蒸馏法富集,分光 光度法检测水中痕量芳香族硝基化合物。找出了N-1萘基乙二胺盐酸盐显色剂及蒸馏富集的适 宜条件。测定的灵敏度达10-20微克/升,比原有直接比色法的灵敏度提高5-10倍。与此同时 还合成了N-1萘基乙二胺盐酸盐显色剂达到了化学纯。
    上述方法均适用于江河、湖泊、地下水、饮用水及污水等水质监测。
    本课题是国家重点科研项目《松花江水系污染与水源保护》之一。于1982年11月通过鉴 定。
    1985年8月21日黑龙江省环境保护科学研究所与黑龙江省环境监测中心站协作,共同完 成“六五”期间国家科学技术攻关项目《环境背景值调查研究》的分课题《松嫩平原土壤环 境背景值调查研究》的科学研究报告,这项成果通过省内外环境科学专家鉴定。
    1985年8月22日黑龙江省环境保护科学研究所与黑龙江省环境监测中心站协作,共同完成 “六五”期间国家科学技术攻关项目《环境背景值调查研究》的分课题《松花江水系(黑龙江 省部分)水体环境背景值调查研究》的科学研究报告,这项成果通过省内外环境科学专家鉴定。
    1985年11月10日黑龙江省环境保护科学研究所张大军等完成《黑龙江省国土开发及其环 境整治规划的研究》。此成果首次建立了黑龙江省环境区域规划的方法和模式。通过了省级 鉴定。
    1985年黑龙江省环境科学技术研究工作成绩显著,就环境监测、环境评价、环境预测、 环境规划、自然资源开发利用与保护、环境综合整治、“三废”处理技术、监测仪器研制等 方面开展了科学研究。其中计划内项目有《松花江水系污染与水源保护的研究》、《黑龙江 省国土整治规划的研究》、《三江平原区域环境整治规划》、《黑龙江省2000年环境预测与 对策的研究》、《松花江水资源规划研究》、《松花江水系(黑龙江省部分)水环境背景调查 研究》、《松嫩平原土壤背景值调查研究》、《辐射技术处理废水污泥的研究》、《黑龙江 省放射性水平调查》、《黑龙江省粮食中农药残留量普查》、《汤旺河流域开发中的经济-环 境系统分析》、《松花江汞污染分布状况及运动趋势规律的研究》、《齐齐哈尔市氧化塘—— 土地处理系统净化城市混合污水》、《哈尔滨市大气环境质量评价》等13个项目,总投资83.5 万元。
    《松花江水系污染与水源保护的研究》,这项科研成果摸清了松花江污染状况,通过进 行综合评价,认定松花江水系主要污染源是各工厂企业排放的工业废水和其中的主要污染物。 这些污染源使水体恶化,破坏水产资源,危害人体健康。
    《松花江汞污染分布状况及运动规律的研究》,这项课题中指出,松花江水系汞污染极 为突出,无机汞转化为甲基汞通过食物链致害于人类,经人体解剖分析结果表明,在沿江居 民中有慢性甲基汞中毒患者。
    《松花江水系资源规划研究》,这项研究在摸清松花江水系污染状况的基础上,制定出 松花江水系环境质量标准、排放标准、污染物总量控制标准,提出松花江水系综合治理规划 和11项单项技术治理措施,为全省环境管理和水源保护提供重要的科学依据。
    1973年以来,黑龙江省环境保护科学研究取得了进展,获得了成果。其中被列入国家重 点科研项目二项:松花江水系污染与水源保护的研究;黑龙江省松花江水系水体环境自然背 景值调查及松嫩平原环境自然背景值调查。
    松花江水系污染与水源保护的研究主要课题有:(1)松花江水系污染调查与评价:①松花 江水系水质自然背景调查。嫩江水系水质自然背景值调查;牡丹江水质自然背景值调查;阿 什河水质自然背景值调查。②松花江水系污染调查;松花江水系污染源及污染物负荷;松花 江水系水质污染状况调查。③松花江水系污染综合评价;④松花江三岔河至依兰江段有机物 污染;⑤松花江三岔河至哈尔滨江段汞污染分布状况探讨;⑥哈尔滨地下水污染调查;⑦氧 化——还原电位评价江水受有机污染程度分析。(2)松花江水质监测与分析方法的研究:①松 花江水中甲基汞分析方法的研究;②松花江水中有机磷的分析方法的研究;③松花江水中硝 基苯分析方法的研究;④松花江水系硝基化合物痕量分序控制器。
    1982年牡丹江市陈晓森利用造纸废液回收纸浆研制的室内装饰膏,获得布鲁塞尔尤里卡 世界发明博览会金奖和比利时国王授予的一级骑士勋章。此成果达到国际水平。大海林林业 局研制的“射流气浮法处理纤维板废水的研究”获省政府优秀科技成果二等奖。
    随着科技改革的深入进行,环保科技工作也加快了前进的步伐。到1985年末,已完成10 项环保科技成果,包括离子交换法处理氨三乙酸镀锌废水的研究、单极性粒子群电极处理HEOP 镀铜废水的研究、氯化铜腐蚀电路新工艺、DHGC法法定水中痕量低分子挥发性有机物、EL-5100 可编程序计算器在环境监测数据处理中的应用、用烟道灰处理印染废水、松花江水系水体自 然背景值调查研究、松嫩平原土壤背景值调查研究、制药废水厌氧——好氧生物处理试验的 研究等。由于省环保研究所、监测中心站和其它科研部门的科技人员有对科研的认真态度和 发扬团结合作的精神,使国家下达的重点科研任务保质保量提前完成,并得到了专家们的好 评。
    在环境监测、评价、预测、规划、自然资源开发利用与保护、环境综合整治、“三废” 治理技术、监测食品研制等方面,广泛地开展了科学试验研究工作。其中列入计划内科研课 题有19项通过了技术鉴定。在这些科研成果中,“木屑黄原酸酯处理重金属废水”课题获省 政府1984年优秀科研成果二等奖。由于龙江电工厂应用这项成果并收到良好效果,因此又在 全省23家工厂推广使用。大庆乙烯联合化工厂环境预断评价获省政府1984年优秀科技成果三 等奖。“松花江水系(黑龙江省部分)水环境自然背景值调查及松嫩平原土壤背景值调查的研 究”是国家“六五”期间重点攻关项目,该项成果丰富了黑龙江省背景值数据库,对黑龙江 省“四化”建设有重要参考价值。
    为消除“三废”对环境的污染,积极开展科学攻关项目,逐步扭转技术装备落后和管理 水平低的被动局面。
    国营星光机器厂为了解决氰化物污染空气、江河和危害人们健康的问题,在70年代初期, 经两年多的反复实践,于1971年7月试验成功氰镀锌和无氰镀锌铜(即无氰电镀),全部用于生 产。采用铵盐镀锌电解液无毒,从根本上解决了废水污染问题。据当时测算,共生产各种产 品50多万件,节约氰化钠2吨多,为国家节约了资金,更为重要的是改善了环境和劳动条件, 保障了工人的健康,减少了污染。并且原材料立足于国内,减少进口,给国家节约大量资金, 产品质量基本达到氰化工艺的质量水平。
    牡铁水电段、哈尔滨市文革电镀厂、银光电镀厂、牡丹江铁路局车辆段等单位都相继试 验无氰电镀,取得了成功,并正式投入生产,从根本上解决了氰化物对水化的污染。
    进入80年代,防止污染环境的科学攻关又有新的突破。全省环保工作开始进入防治区域 性污染,综合治理的新阶段。
    以哈尔滨市轻工系统为例。哈尔滨市二轻局有365个企业,其中,排放污染物的企业有280 多个。全年排放的二氧化硫、氢氧化物、一氧化碳等有害气体4 700吨,排放含铬等重金属 及氰化物、硫化物废水196万吨,各种工业废水4.9万吨,还有噪声、震动、粉尘等,严重地 污染了环境。
    1979年以来,这个局采取措施加强环境管理,以管促治,结合技术改造,进行综合治理。 哈尔滨皮毛厂的毛皮自控鞣制机,新光工艺美术厂的大型真空镀膜机,刀剪厂的干式除尘再 循环通风系统的研制及化工试剂厂的三酸改造,火石厂的无水氯化稀土生产的工艺改革等等, 都取得了明显的经济效益和环境效益。另一方面,开展了对污染物质的综合利用,提高资源、 能源利用率的研究工作,并在电镀含铬废水、废液、废渣和多种处理盐溶渣等方面找到一条 综合防治的途径。在哈市二轻系统280多个有污染危害的企业中,污染严重的是电镀、皮革、 塑料化工3个行业。电镀生产排放的铬对环境造成的污染是很严重的。70年代初,一些电镀企 业先后采用钡盐沉淀法,亚硫酸盐还原法,铁硝法及电解还原法进行治理,收到一定效果。 离子交换法,存在一次性投资大、技术要求高、操作管理比较复杂等缺点,而且洗脱后稀铬 酸还要经过一次电解才能回镀槽使用,限于条件,一些单位难于普遍采用。二轻局结合实际, 解放思想,大胆试验,经过几年探索达到以下效果:
    第一项科研攻关。电镀废水中的铬恰好是制作毛皮,制革鞣剂的原料,如能利用,既可 消除电镀厂含铬废水的污染,又可消除皮毛、制革行业用红矾钠制鞣剂时产生的铬酸雾的污 染。从1975年6月开始,经过反复试验,于1977年成功地将电镀含铬废水中的铬制成毛皮、制 革所需的鞣剂,这种方法被称为“回收鞣剂法”。1979年建成了生产线,皮毛厂用这种鞣剂 生产的出口毛皮,达到了质量要求。每年还节约3 000多元生产费用。这项成果有较好的环 境效果和经济效益,1980年荣获轻工部重大成果二等奖。
    第二项科研攻关是利用电镀多种含铬废液、废渣生产化工产品和建筑材料。科研人员经 过多次调查发现很多单位处理电镀含铬废水,都存在着废渣的二次污染和投资多的问题。镀 锌钝化废液、铜及铜合金金钝化废液、铝阳极氧化废液、塑料粗化液、离子交换洗胶液等, 其浓度很高(含三氧化铬40-350克/升),因无法处理被排入江中,造成污染。经过他们多次 试验,探索出一条利用这些含铬废液、废渣的新途径。将10几种电镀含铬废液,经化学、物 理方法加工后,制成中铬黄、柠檬黄。将钡盐法的废渣通过酸溶、浸出、去金属离子、沉钡、 沉黄、洗涤等多次加工,制成钡基铅铬黄颜料,钡基铅铬黄再加工制成内外墙涂料,副产品 加工硝酸钾、铁红底漆、玻璃腻子三种产品。将电解法、铁氧体法废渣通过铁析、水洗、脱 水、粉碎后制成铁铬红,再经过调漆、砂磨制成铁红底漆。这些产品质量完全达到了用户要 求,其中内外墙新型涂料填补了省内空白。到1983年末,哈尔滨市二轻系统利用多种含铬废 液、废渣生产各种化工产品230多吨,产值47万元,利润5万多元。这项成果,1983年获轻工 部科技成果二等奖。
    第三项科研攻关是将热处理以后的多种盐溶渣,经物理、化学方法处理加工,生产出钡 基普兰、氯化钡、氯化钠、硝酸钾、亚硝酸钠、603渗炭剂等多种化工产品。这项技术攻关于 1982年荣获哈尔滨市科委优秀科技成果一等奖,1983年获轻工业部重大科技成果二等奖。
    松花江水系污染与水源保护的研究是国家重点科研项目,该课题自1978年开始工作以来, 在国家环保局、省科委大力支持下,省局组织协调了省环保研究所、省监测站、黑龙江大学、 哈尔滨医科大学、哈尔滨师范大学、哈尔滨建工学院、佳木斯医学院、黑龙江水产研究所、 省石油化学所、哈尔滨自来水公司科研所、哈尔滨水文地质站、省水文总站、省防疫站及各 地、市和重点县站环保监测站等40多个单位,经过5年的艰苦奋斗,科学工作和努力,到1985 年止,已完成了任务并获国家环境科学学会优秀论文奖。
    通过对松花江水系污染与水源保护的研究,已摸清了松花江污染情况,并进行了综合评 价。认定松花江水系主要污染是来自各工厂企业排放的工业废水和主要污染物。它恶化水质, 破坏水产资源,危害人体健康。松花江水系汞污染也极为突出,它通过食物链致害于人。在 沿江居民中发现有慢性甲基汞中毒患者。在摸清污染状况的基础上制定了松花江水系环境质 量标准,排放标准,污染总量控制标准;提出了松花江水系综合治理规划和11项单项技术治 理措施,为黑龙江省环境管理和水源保护提供了重要依据。《黑龙江省国土整治规划的研究》 是从环境规划的角度提出对黑龙江省国土整治开发的规划意见,《2000年环境预测》通过对 水、大气、噪声、生态等方面评价现状、预测发展趋势,提出环境规划意见,使环境规划纳 入国民经济规划,为实现经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展提 供科学依据。目前,计划内项目已完成4项,通过技术鉴定的有2项。计划外项目有《WD205便 携式污水监测仪》、《SZJ-1型酸雨雪自动监测仪的研制》、《PS-1型超滤器回收土林染料》、 《木屑黄原酸脂处理重金属废水》、《射流溶气法处理纤维板废水》、《含氰废水深度处理 及其综合利用》、《一步综合利用法处理含铬废水》、《氯化铜腐蚀电路板新工艺》、《EL -5100可编程序计算器在环境监测数据处理中的应用》、《DHGC法测定水中痕量低分子挥发性 有机物》、《QJX-1、2、3型系列汽车排气净化消声器》、《制药废水厌氧——好氧生物处理 试验的研究》、《大庆乙烯联合化工厂环境预断评价》等15个项目通过了技术鉴定。用木屑 黄原酸脂处理重金属废水研究成功后,龙江电工厂利用该法处理本厂含汞废水,不仅消除汞 废水的二次污染,而且节约排污费140万元。为了推广这一优秀科技成果,召开几次成果推广 会、学习班。目前全省已有23家工厂和地市采用本法来解决各地的电镀含铬废水。射流溶气 法处理纤维板废水的研究,能够达到纤维化工原料的回收利用,基本实现了工业废水封闭循 环,并使其资源化,消除了污染,保护了环境,同时年节约费用5.25万元,年免交排污费 4.56万元,年多压板产值4.5万元,总计节约资金14.77万元。国家“六五”期间攻关项目, 《松花江水系(黑龙江省部分)水环境自然背景值调查及松嫩平原土壤背景值调查的研究》, 由省环境监测站和省环保所的广大科技人员组织全省有关科技单位,通过密切合作,顺利地 完成了合同所规定的任务,得到了专家们的好评。