螳螂川河流重金屬污染與防治對策分析研究

黃 俊

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南 昆明 650228)

螳螂川源于滇池的出口，流經(jīng)西山、安寧、富民及祿勸縣，與掌鳩河匯合后進(jìn)入到普渡河，最終進(jìn)入金沙江并入長江。境內(nèi)流程98km，沿岸分布著眾多鋼鐵冶金、磷化工、氯堿化工等企業(yè)，每天有大量的金屬廢水排入到螳螂川中，特別是20世紀(jì)60年代建設(shè)的云南化工廠用汞做電解陰極和20世紀(jì)90年代安寧鹽化用汞鹽做觸媒的含汞廢水排入螳螂川，致使河道水體汞濃度經(jīng)常檢出超標(biāo)現(xiàn)象。對下游多個地區(qū)人群的用水構(gòu)成極大的水安全隱患。本文對螳螂川河流金屬汞污染進(jìn)行深入調(diào)查、監(jiān)測、分析研究，分析河流汞污染來源、遷移途徑、環(huán)境影響，提出有效的防治對策。

1 沿河工業(yè)企業(yè)分布狀況

經(jīng)調(diào)查，螳螂川主河流域及其分支流域1000m范圍內(nèi)共有各類企業(yè)231家，涉及冶金、機(jī)械、化工、建材、造紙、采礦、食品飲料、電器儀表制造、火電等行業(yè)，匯入河道排污口43個。其中螳螂川安寧段主河流域就有企業(yè)66家，有20個生產(chǎn)性廢水排口;沙河支流有企業(yè)18家，有4個生產(chǎn)性廢水排口;八街河支流有企業(yè)62家，有5個生產(chǎn)性廢水排口;祿脿河支流企業(yè)3家，有1個生產(chǎn)性廢水排口。其中涉及排有毒有害金屬企業(yè)有多家，涉汞行業(yè)主要為冶金、氯堿化工、電器儀表制造及火電等。

2 螳螂川河流污染現(xiàn)狀分析

2009年以來，螳螂川各監(jiān)測斷面水質(zhì)均為劣Ⅴ類，主要超標(biāo)污染物在上游主要為化學(xué)需氧量;進(jìn)入安寧市后主要超標(biāo)污染物為汞、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、氟化物;出富民時水質(zhì)主要超標(biāo)污染物為化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、氟化物。各斷面污染物超標(biāo)狀況見表1，污染最重河段出現(xiàn)在青龍峽區(qū)間，之后逐漸減輕。

從螳螂川河流水體沿程汞超標(biāo)空間分布分析:從溫泉大橋段面開始就檢出汞超標(biāo)，一直延伸到青龍峽、富民大橋，直到赤鷲大橋未檢出超標(biāo)為止;汞污染超標(biāo)總體表現(xiàn)為中下游高，與涉汞企業(yè)分布及多年河流沉積特征有一定相關(guān)［1］。雖然河流汞含量超標(biāo)倍數(shù)小，但具有潛在的危害性［2］。

從檢出的污染元素汞朔源分析，螳螂川河流水體所受污染影響與流域氯堿鹽化工、電器儀表制造、冶金及火電等企業(yè)排污密切相關(guān)。

表1 2009年1～10月螳螂川－普渡河各監(jiān)測斷面水質(zhì)狀況

3 汞濃度空間分布特征

螳螂川為從?？陂l開始到祿勸的掌鳩河匯合終止，整條河流彎彎曲曲，順山勢向西北流入普渡河。為了研究螳螂川河流中汞的空間分布特征，在從海口閘至普渡河鐵索橋斷面共設(shè)置了12個監(jiān)測斷面，分別是石龍壩、安寧大橋、溫泉大橋、乃姆莊大橋、青龍鎮(zhèn)、青龍峽、律則、樂畝、富民大橋、赤鷲大橋、掌鳩河匯合處、普渡河鐵索橋。從監(jiān)測到的數(shù)據(jù)分析，上段西山區(qū)河段石龍壩斷面未檢出汞，從安寧大橋斷面開始檢出汞，至富民赤鷲大橋斷面后才未檢出汞。流水體中汞濃度出現(xiàn)兩個峰值，青龍鎮(zhèn)大橋和樂畝大橋，該斷面汞濃度分別超過地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)89倍和23倍。

4 汞濃度時間變化分析

4.1 年際變化分析

經(jīng)對螳螂川河流上下游溫泉大橋斷面和富民大橋斷面2005～2010年的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析［4］，上下游斷面河流中汞濃度最大峰值出現(xiàn)在2006年，第二峰值出現(xiàn)在2009年。河流汞濃度變化趨勢呈逐年遞減 (見圖2)。

4.2 季節(jié)變化分析

雨季洪水產(chǎn)生的徑流對河流水體中金屬汞元素含量變化影響最大［2］，在巨大水動力的作用下將河流底部滯留的汞元素重新溶出進(jìn)入到水體中，進(jìn)而向下游轉(zhuǎn)移，污染河流水體。為了研究季節(jié)降水徑流的影響，對螳螂川河流雨季和旱季的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其結(jié)果是雨季河流水體中汞濃度較旱季高 (圖2)，從圖中分析，雨季時富民大橋斷面水體中汞濃度雨季較旱季高8.5倍，最小的溫泉大橋斷面也有1.8倍的差異。

5 汞污染來源解析

5.1 排污企業(yè)污染分析

經(jīng)過調(diào)查分析，螳螂川流域涉汞行業(yè)主要為氯堿化工、有色金屬冶煉、儀器儀表制造及火電等。涉汞企業(yè)主要有云天化集團(tuán)天塑分公司 (原云南化工廠)、昆明鹽礦、云南冶煉廠以及火電廠等，經(jīng)對這些企業(yè)排污口的排水進(jìn)行采樣分析，結(jié)果顯示雖然上述企業(yè)排放廢水中汞濃度達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但其濃度遠(yuǎn)大于地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn) (表2)。特別是云天化集團(tuán)天塑分公司 (原云南化工廠)1961年投產(chǎn)采用汞陰極電解工藝，直到1991年才改造采用離子膜工藝，在此區(qū)間有大量汞鹽排到螳螂川，該廠雖然于2011年4月全面停產(chǎn)，但其總排口廢水中仍然還能檢出較高汞元素。按排放濃度排序為:云天化集團(tuán)天塑分公司 (原云南化工廠)、昆明鹽礦鹽化、火電廠。

表2 螳螂川涉汞企業(yè)污染源排放監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

5.2 河流底質(zhì)污染分析

汞金屬的特性是比重較大，能夠在水環(huán)境中沉積到河流的底部［3］，在合適外因條件下，底泥中的汞又會溶出進(jìn)入到水體中［2］。為此在本次調(diào)查中對螳螂川自上到下與水質(zhì)調(diào)查同步設(shè)置了監(jiān)測點(diǎn)12個，對其底泥中汞含量進(jìn)行監(jiān)測，檢測結(jié)果顯示，乃姆莊和律則村斷面底泥中汞含量最高，底泥中汞含量分別超過土壤標(biāo)準(zhǔn) (GB3333－1995)二級19.6倍和25倍。

5.3 河道疏浚影響分析

螳螂川主要涉汞企業(yè)云天化集團(tuán)天塑分公司(原云南化工廠)和昆明鹽礦，分布在安寧市連然鎮(zhèn)，其排污影響應(yīng)從螳螂川安寧大橋斷面開始，但從螳螂川水質(zhì)監(jiān)測和底泥監(jiān)測結(jié)果表明安寧大橋至溫泉大橋斷面水質(zhì)和底泥中汞含量并不高。從螳螂川河道整治情況分析，2010年安寧市政府在河道整治中，對安寧昆鋼橋至金色螳川段進(jìn)行了底泥疏浚，減少河道底泥污染內(nèi)源，改善了水環(huán)境。

6 防治對策

經(jīng)過對河流調(diào)查研究，螳螂川石龍壩斷面以上河流水體中汞濃度低于檢出限;螳螂川石龍壩至溫泉大橋斷面最主要的汞排放源已關(guān)閉，其余排放源已進(jìn)行封閉循環(huán)，污染排放源已得到有效控制，并在河道整治中，對安寧昆鋼橋至金色螳川段進(jìn)行底泥清淤，石龍壩至溫泉斷面的河流水體中汞濃度已低于檢出限。螳螂川乃姆莊大橋至富民大橋斷面河流水體中汞濃度檢出超標(biāo)，并且未進(jìn)行過底泥清淤，底泥中汞含量較高。初步研究結(jié)果顯示，河流汞污染來源主要來自河流底部多年沉積底泥溶出。

針對河流污染來源及其污染特征，其污染防治主要措施是控源截污［5］，控住沿岸現(xiàn)有排汞污染企業(yè)，其次在汞污染含量較高的河段進(jìn)行內(nèi)源疏浚，這樣才能控制每年河流汞出現(xiàn)超標(biāo)根源，進(jìn)而改善河流生態(tài)環(huán)境，增加對下游水安全保障。

7 結(jié)語

(1)從螳螂川河流水體沿程汞、氟、磷超標(biāo)空間分布分析，從溫泉大橋段面開始就檢出汞超標(biāo)，一直延伸到青龍峽、富民大橋，直到赤鷲大橋未檢出超標(biāo)為止。從所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)分析，河流水體中汞濃度出現(xiàn)兩個峰值，即青龍鎮(zhèn)大橋和樂畝大橋。

(2)經(jīng)對螳螂川河流雨季和旱季的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其結(jié)果是雨季河流水體中汞濃度較之旱季高。

(3)經(jīng)對其底泥中的汞含量進(jìn)行監(jiān)測，檢測結(jié)果顯示，乃姆莊和律則村斷面底泥中汞含量最高，普渡河段最低。

(4)經(jīng)對河流沿岸涉汞排放源、河流底質(zhì)、地下水以及相關(guān)影響因子進(jìn)行分析研究，初步結(jié)果顯示，螳螂川汞污染來源于遺留汞源滲漏、現(xiàn)有源排放以及河流底泥汞的溶出擴(kuò)散。

(5)針對河流污染來源及其污染特征，其污染防治主要措施是控源截污，控住沿岸現(xiàn)有排汞污染企業(yè)，其次在汞污染含量較高的河段進(jìn)行內(nèi)源疏浚。

［1］蔣慶豐．南通市河流底泥重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險評價［J］．水資源保護(hù)，2010，26(5):12－16．

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［3］蘇秋克．武漢城市湖泊汞的遷移與富集 ［J］．水資源保護(hù)，2007，23(3):44－48．

［4］昆明市環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測數(shù)據(jù)年鑒，2005～2010年［Z］．

［5］劉永．基于流域分析方法的湖泊水污染綜合防治研究 ［J］．環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，26(2):337－343．