黃河蘭州段水中環(huán)境激素類重金屬監(jiān)測及評價

劉兆民 王黎虹 李聳聳

（1.西北民族大學(xué)化工學(xué)院 甘肅蘭州 730030；2.甘肅省高校環(huán)境友好復(fù)合材料及生物質(zhì)利用省級重點實驗室 甘肅蘭州 730030）

引言

環(huán)境激素( Environmental Hormones)，是指具有干擾體內(nèi)正常分泌物質(zhì)的合成、釋放、運轉(zhuǎn)、代謝、結(jié)合等過程, 激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)功能, 從而破壞其維持機(jī)體穩(wěn)定性和調(diào)控作用的物質(zhì)。包括多種化合物以及三種重金屬。重金屬鉛Pb 是環(huán)境激素類物質(zhì)，具有類似雌激素的作用，對人體器官功能、繁殖均有不良影響，并能引起各種生理異常。鎘Cd 也具有環(huán)境激素效應(yīng)。目前，有關(guān)鎘具有雌激素或是雄激素效應(yīng)存在著不同的看法。大多學(xué)者認(rèn)為，鎘可通過與激素受體的作用來抑制正常的激素結(jié)合到其受體上，結(jié)合點可受到抗激素物質(zhì)抑制。黃河是蘭州市唯一水源地，近兩年發(fā)生數(shù)起自來水質(zhì)異常事件，使得政府和居民對黃河水質(zhì)更加重視。為了了解黃河蘭州段鉛鎘含量情況，本文即對黃河蘭州段水中的兩種重金屬類環(huán)境激素進(jìn)行了監(jiān)測及評價。

圖1. 黃河蘭州段采 樣斷面示意圖

一、采樣及實驗方法

1. 采樣與樣品處理

2014 年9 月30 日采樣，采樣斷面以蘭州為中心從上游到下游依次選擇六個斷面。分別為，A 斷面：八盤峽大壩，B 斷面：西沙黃河大橋，C 斷面：銀灘黃河大橋，D 斷面：中山橋，E 斷面：雁灘黃河大橋，F(xiàn) 斷面：什川吊橋。其中A 斷面為對照斷面，B、C、D、E 斷面為控制斷面，F(xiàn) 斷面為削減斷面。分別從六個斷面的左、中、右三點取等量水樣均勻混合后用聚乙烯瓶取6 瓶作為水樣并在5 小時內(nèi)送到實驗室。用減壓過濾設(shè)施對水樣進(jìn)行過濾后于5 攝氏度下保存。采樣斷面設(shè)置如圖1 所示：

Fig 1. Diagram of sampling section of Yellow River in Lanzhou

2. 儀器與試劑

儀器：SOLAAR 原子吸收儀（S2AA Series 美國熱電公司）

試劑：Pb(NO3)2廣州化學(xué)試劑廠；Cd(NO3)2·4H2O北京朝陽西會化工廠；HNO3成都金山化學(xué)試劑有限公司。以上試劑均為分析純，實驗用水均為去離子水。

3. 測試儀器及條件設(shè)置

原子吸收儀器模式：火焰；自動進(jìn)樣器：無；火焰稀釋: 無；火焰類型：空氣—乙炔；燃燒頭穩(wěn)定時間：0 分鐘； 霧化器提升時間：4 秒；擬合方式：一般線性擬合。

4. 實驗方法

本實驗采用直接吸入法測定黃河蘭州段水中的可溶性鉛和鎘、鉛的測定濃度范圍為（0.01-1）mg·L-1，鎘的測定濃度范圍為（0.001-10）mg·L-1。水樣處理：分別取六個斷面的水樣200ml 蒸餾濃縮至10ml 測定Pb 的濃度。取A、B、D、E、F 三個斷面的水樣100ml 蒸餾濃縮至50ml。取C 斷面水樣5ml 稀釋至40ml 測定Cd 的濃度。

二、結(jié)果與討論

1. 水樣中鉛鎘含量分析

黃河水在蘭州自西而東穿城而過，既是蘭州居民的飲用水源也是污水排放稀釋的自然水體。監(jiān)測斷面A即八盤峽水庫為城市上游水源，在蘭州市區(qū)以外，未被工業(yè)企業(yè)所排廢水及城市生活污水所污染，B、C、D、E 斷面均在蘭州市區(qū)內(nèi)，兩岸石油化工企業(yè)、制藥企業(yè)均對黃河有廢水排放，F(xiàn) 斷面為消減斷面設(shè)在什川吊橋處，此處已在市區(qū)以外，水體得到一定程度凈化。

根據(jù)所檢測得到的數(shù)據(jù)來看，如下圖，鉛在流入蘭州市區(qū)之前，含量為0.0111mg·L-1,略高于國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但超標(biāo)范圍僅為10%。在蘭州市區(qū)內(nèi)，鉛含量有升高的趨勢，但基本集中在0.02-0.03 mg·L-1范圍內(nèi)，低于國家III 類地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。流出蘭州市區(qū)后，在F 斷面，鉛含量降至0.014 mg·L-1，接近黃河水流入蘭州市的含量，完成了水體凈化作用。

黃河在流入蘭州市區(qū)之前，鎘含量為0.0018mg·L-1，略高于地表水I 類標(biāo)準(zhǔn)限定值（小于0.001mg·L-1），但超標(biāo)范圍不大。進(jìn)入蘭州市區(qū)后，鎘含量開始升高，至C 斷面即安寧區(qū)銀灘大橋處，含量達(dá)到全段最大值0.0122mg·L-1，此含量已超過地表水V 類水質(zhì)所規(guī)定的限度，有一定污染。在C 斷面之后，鎘含量不斷下降，在0.005mg·L-1附近，屬于II-IV 類地表水，流出蘭州市區(qū)后，鎘含量降至0.0033mg·L-1，距離黃河水流入蘭州市區(qū)時的鎘含量仍較高，說明自凈作用未完全發(fā)揮。

Fig.2 Diagram of Pb/Cd concentration in Yellow River in Lanzhou between different sections

三、結(jié)論與建議

總體來說，蘭州市黃河水中鉛和鎘污染不是很嚴(yán)重，水質(zhì)基本達(dá)到了Ⅲ類以上標(biāo)準(zhǔn)，可以作為水源地用水。通過水體的自凈作用，黃河水流出蘭州市區(qū)后，鉛和鎘基本消減至I 類水質(zhì)，說明蘭州市區(qū)鉛鎘污染對下游不具有影響。另外，黃河水是目前蘭州市城市飲用水的唯一水源地，一旦蘭州上游河水發(fā)生污染事故將直接影響到蘭州市民飲用水安全。政府部門目前在規(guī)劃在蘭州上游劉家峽水庫建立專用管道，將黃河水直接輸送至蘭州市自來水廠，可以避免劉家峽水庫至蘭州八盤峽水庫段水體污染事故。建立完全的第二水源也是避免污染事故對飲用水影響的對策。

表1 原子吸收儀工作參數(shù)設(shè)置

圖2 黃河蘭州段不同采樣斷面水中鉛鎘含量圖

[1]Kavlock RJ. Overview of endocrine disruptor research activity in the United States. Chemasphere，1999,39:1227.

[2]黃敏毅,張育輝,段仁燕.鎘的環(huán)境激素效應(yīng)研究進(jìn)展.生物學(xué)雜志,2007,24(5).

[3]馮書濤,馬和梅,俞發(fā)榮.黃河蘭州段水污染現(xiàn)狀分析.人民黃河,2005,27(6).

[4]趙倫.重金屬污染與防治的研究進(jìn)展.中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報 ,1995,(2).