遼寧大伙房水庫(kù)消落帶水體重金屬污染特征研究

韓曉光

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

遼寧大伙房水庫(kù)消落帶水體重金屬污染特征研究

韓曉光

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

本次研究在大伙房水庫(kù)消落帶設(shè)置了10個(gè)采樣點(diǎn),對(duì)各采樣點(diǎn)采集的水體樣品主要重金屬含量進(jìn)行分析測(cè)定。測(cè)定結(jié)果表明水庫(kù)消落帶水體重金屬含量較低,符合國(guó)家Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

大伙房水庫(kù);消落帶;重金屬

大伙房水庫(kù)在引水工程完工之后，承擔(dān)著遼寧省沈陽(yáng)市及周邊地區(qū)的生產(chǎn)生活供水責(zé)任，在該地區(qū)的社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用［1］。隨著庫(kù)區(qū)上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各類(lèi)礦山企業(yè)、大小工廠(chǎng)迅速興起，含有重金屬的采礦廢水、工業(yè)廢水以及生活污水排入渾河的數(shù)量不斷增加，因此，大伙房水庫(kù)將面臨更為嚴(yán)重的重金屬污染形勢(shì)。由于大伙房水庫(kù)是我國(guó)最重要的九大水源地之一，因此應(yīng)對(duì)水庫(kù)的水體安全予以密切關(guān)注。

1 大伙房水庫(kù)概況

大伙房水庫(kù)位于遼寧省撫順市境內(nèi)的渾河上游，距撫順市中心約 18km，距省會(huì)沈陽(yáng)約68km［2］。水庫(kù)東西長(zhǎng)35km左右，水面寬度為0.3～4.1km不等。水庫(kù)流域范圍為帶狀河谷型，面積約5 400km2。

大伙房水庫(kù)是一座兼具防洪、發(fā)電、供水等多種功能的大型水利工程，是沈陽(yáng)和撫順2市的主要生活飲用水水源地［3］。水庫(kù)的水源主要來(lái)自于渾河、蘇子河和社河，其中渾河是主要的供水水源，占入庫(kù)總量的一半以上。庫(kù)區(qū)周邊地域有東北地區(qū)最大的銅礦，各種規(guī)模的礦山在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污水會(huì)間接排入庫(kù)區(qū)，導(dǎo)致水庫(kù)的重金屬污染。

2 采樣點(diǎn)的設(shè)定、采集、處理與測(cè)定

(1)采樣點(diǎn)的設(shè)定。為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性，同時(shí)盡量減少采樣點(diǎn)的數(shù)目，在庫(kù)區(qū)周邊設(shè)置了10個(gè)采樣點(diǎn)(如圖1所示)。這些采樣點(diǎn)包含了河岸荒地、農(nóng)田、沼澤、林場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)等庫(kù)區(qū)周邊幾乎所有的地表形態(tài)，水體采樣標(biāo)本具有普遍代表性。

圖1 采樣點(diǎn)設(shè)置示意圖

(2)采樣和預(yù)處理。利用洗凈的礦泉水瓶浸入采樣點(diǎn)周?chē)乃校酀M(mǎn)水后取出并倒入玻璃容器，在將容器密封后低溫保存，并在6h內(nèi)及時(shí)進(jìn)行水樣處理。

(3)測(cè)定方法。利用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定重金屬 C u、C d、Z n、P b含量;利用氫化物發(fā)生器-原子熒光測(cè)定水樣中的總汞(TH g)含量;利用G C-C V A F S法測(cè)定水樣中的甲基汞(Me H g)含量。

3 大伙房水庫(kù)消落帶水體重金屬含量解析

大伙房水庫(kù)是重要的水源地，其水體中的重金屬與水源地的水質(zhì)尤其是消落帶附近的水質(zhì)息息相關(guān)。由于消落帶處于一種干濕交替的狀態(tài)，這一區(qū)域沉積物中的重金屬可以通過(guò)消落帶水體的機(jī)械遷移與庫(kù)區(qū)水體進(jìn)行交換。因此，對(duì)消落帶附近水體的重金屬含量的監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)庫(kù)區(qū)水體重金屬污染進(jìn)行必要的預(yù)警與防范。本文研究以地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)作為評(píng)價(jià)的主要依據(jù)，進(jìn)一步分析水體中重金屬含量(測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1)，有助于客觀(guān)評(píng)價(jià)大伙房水庫(kù)作為飲用水水源地水質(zhì)的情況。

表1 消落帶水體重金屬含量測(cè)定結(jié)果與地表水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比 μ g/L

3.1 重金屬C u的含量分布特征

地表水體中的重金屬C u主要有2個(gè)來(lái)源［4］。①有色金屬冶煉以及生活污水排放造成的人為污染，②由大氣沉降與降水沖刷地表等作用產(chǎn)生的自然污染。在自然水體中的重金屬C u主要以二價(jià)形態(tài)出現(xiàn)，并且溶解度隨著水體酸堿度的增高而下降。另一方面，水體中如果存在絡(luò)合配位體，并與二價(jià)銅離子結(jié)合，就能顯著增加銅的溶解度，而銅離子如果被自然水體中的某些固態(tài)物質(zhì)吸附，溶解度就會(huì)顯著降低。由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，水庫(kù)消落帶水體中重金屬C u的含量最大值為0.079292μ g/L，最小值為0.012878μ g/L，其含量在國(guó)家Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。將 C u的含量與采樣點(diǎn)對(duì)比分析可以看出，其含量分布與河流流動(dòng)走向比較一致，例如采樣點(diǎn)10處于渾河下游，其重金屬C u的含量也最高。

3.2 重金屬Z n的含量分布特征

Z n是人體生命活動(dòng)必不可少的微量元素，特別是對(duì)人體肌肉及骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育以及新陳代謝具有重要作用［5］。另一方面，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)指出，過(guò)量攝入金屬Z n或某些Z n的化合物也會(huì)對(duì)人體造成不同程度的危害，甚至危及生命。在工業(yè)領(lǐng)域，金屬Z n也是重要的原料，被廣泛應(yīng)用于冶煉、制藥以及食品行業(yè)。金屬Z n在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也為其進(jìn)入水體提供了條件，從而成為重要的污染源。而通過(guò)自然途徑進(jìn)入水體的金屬Z n由于數(shù)量極其有限，一般不會(huì)影響到水體安全。由表1的數(shù)據(jù)可以看出，大伙房水庫(kù)消落區(qū)水體中Z n含量的最大值0.237288μ g/L，最小值為0.051240μ g/L，其最高值含量也符合國(guó)家Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)要求。從含量的分布特征上來(lái)看，采樣點(diǎn)4到采樣點(diǎn)9的波動(dòng)性并不明顯，由于2和3兩個(gè)采樣點(diǎn)處于渾河支流的上游，因此有小幅波動(dòng)上升，而采樣點(diǎn)10處于污染較為嚴(yán)重的渾河下游，Z n的含量也最高。

3.3 重金屬Hg的含量分布

水體中來(lái)自自然因素的金屬H g可以忽略不計(jì)，而人為污染主要來(lái)自于燃煤電廠(chǎng)等工業(yè)廢水以及生活污水排放。由于重金屬元素H g一旦進(jìn)入自然環(huán)境就很難被生物降解，因此會(huì)隨著食物鏈不斷循環(huán)，并最終進(jìn)入人體，給人們的健康造成嚴(yán)重危害［6］。

從表1的數(shù)據(jù)來(lái)看，大伙房水庫(kù)消落帶水體中H g元素含量具有明顯的波動(dòng)性，其中最大值出現(xiàn)在采樣點(diǎn)10，為0.04752773μ g/L，其次是渾河和社河的交匯處的采樣點(diǎn)5，為0.04036194μ g/L，位于蘇子河流域的采樣點(diǎn)6的含量最低，為0.00412880μ g/L。雖然大伙房水庫(kù)消落帶水體中重金屬H g含量的波動(dòng)性較大，但是所有10個(gè)采樣點(diǎn)的含量均符合國(guó)家Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。分析含量波動(dòng)明顯的原因可能是采樣點(diǎn)5和10周?chē)嬖谳^多的居民生活區(qū)，因此重金屬H g的含量也比較高。

3.4 重金屬C d的含量分布

自然水體中的重金屬元素C d的主要來(lái)源也是人為因素［7］。C d元素也是具有較高毒性的重金屬含量元素之一，人體過(guò)量攝入 C d元素可造成腎、骨骼與肺等多器官病變。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，各采集點(diǎn)水體中重金屬 C d的含量極為有限，僅有3處檢出，其中含量最大值為0.002111μ g/L，符合國(guó)家Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此大伙房水庫(kù)區(qū)水體中重金屬C d污染為微量。

4 重金屬污染物來(lái)源分析與對(duì)策

4.1 重金屬污染物來(lái)源分析

雖然上述監(jiān)測(cè)說(shuō)明大伙房水庫(kù)消落帶重金屬污染并不嚴(yán)重，其主要指標(biāo)均符合國(guó)家Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但是作為遼寧中部地區(qū)的主要飲用水水源地，控制水體污染，保證供水水質(zhì)仍是庫(kù)區(qū)管理的重要內(nèi)容。經(jīng)過(guò)對(duì)采樣點(diǎn)周邊的調(diào)查顯示，庫(kù)區(qū)的污染物主要來(lái)源有6個(gè)，分別是工業(yè)廢物廢水排放、城鎮(zhèn)居民生活污水排放、庫(kù)區(qū)周?chē)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、養(yǎng)殖廢水排放、庫(kù)區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)以及以銅為主的金屬礦山開(kāi)采［8］。由于大伙房水庫(kù)匯水區(qū)礦藏資源豐富，是遼寧省東北部主要的礦藏產(chǎn)地。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，該區(qū)域已經(jīng)形成了包括黃金、銅、鐵在內(nèi)的規(guī)?；V藏開(kāi)采工業(yè)體系，并成為大伙房水庫(kù)重金屬污染主要來(lái)源。

4.2 應(yīng)對(duì)潛在重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)的措施

首先，大伙房水庫(kù)周邊的礦山企業(yè)的生產(chǎn)工藝落后，是選礦廢水、廢渣中的重金屬進(jìn)入自然水體的主要原因。因此，由當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)牽頭，多部門(mén)聯(lián)動(dòng)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡V山企業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)排查和篩選，對(duì)其中污染風(fēng)險(xiǎn)較大的企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)工藝改進(jìn)或關(guān)停措施。此外，還要對(duì)水庫(kù)水體中的重金屬含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障這一重要水源地的水質(zhì)安全。

其次，要通過(guò)廣播、電視、書(shū)刊等傳統(tǒng)媒體以及互聯(lián)網(wǎng)等新興媒體大力宣傳環(huán)保理念，充分發(fā)揮社會(huì)輿論監(jiān)督作用，并與環(huán)保部門(mén)的監(jiān)管形成互補(bǔ)，以有效約束資源擁有者與開(kāi)發(fā)利用者的違規(guī)排放行為，打造可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高環(huán)境質(zhì)量。此外，各級(jí)各類(lèi)學(xué)校也要對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育，養(yǎng)成環(huán)保習(xí)慣，使我們的子孫后代成為環(huán)保意識(shí)優(yōu)良的社會(huì)公民。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究通過(guò)采樣測(cè)定的方式對(duì)大伙房水庫(kù)消落帶水體中主要重金屬污染物C u、Z n、H g、C d、P b的含量進(jìn)行了測(cè)定分析。結(jié)果顯示所有采樣點(diǎn)上述重金屬的含量較少，符合國(guó)家Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中各種重金屬污染物的最大值主要出現(xiàn)在采樣點(diǎn)10，這與渾河流域近年來(lái)污染嚴(yán)重有密切關(guān)系。由于大伙房水庫(kù)是重要的生活飲用水水源地，雖然消落帶水體中重金屬含量較少，但這并不能成為放松庫(kù)區(qū)水體重金屬含量監(jiān)測(cè)的理由，對(duì)水體重金屬污染監(jiān)測(cè)與防范工作必須常抓不懈。

［1］羅燕，秦延文，張雷，等.大伙房水庫(kù)表層沉積物重金屬污染分析與評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011(05):987-995.

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A

1008-1305(2016)05-0084-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.029

2016-01-07

韓曉光(1988年—)，男，助理工程師。