發(fā)布時間：2024-01-04 15:14:37
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的重金屬污染現(xiàn)狀及其治理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞] 重金屬污染 土壤 水 防治
[中圖分類號] X52 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2013）08-0230-01
重金屬對水體及土壤的污染形勢是很嚴(yán)峻的，據(jù)資料顯示，每年我國有1200萬噸糧食收到不同程度的不同重金屬的污染，直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元，每年能多養(yǎng)活4000萬人，并且這一數(shù)字還在逐年增長，這些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金屬污染而造成，重金屬污染有著較強(qiáng)的不可預(yù)見性，因此對其防治有很大的困難，而預(yù)防才是王道。
一、重金屬的來源及其種類
1.重金屬的來源
重金屬的主要來源還是工業(yè)污染，當(dāng)然，或多或少也有來自交通以及我們生活垃圾的污染，在工業(yè)污染中，來自化工行業(yè)的污染占了相當(dāng)大的比例，其次就是發(fā)電廠、鋼鐵廠，最常見的就是工業(yè)中的三廢：廢水、廢棄、廢渣，三廢當(dāng)中含有大量的重金屬及其化合物，不經(jīng)處理便直接排放，直接導(dǎo)致水資源和土壤污染，當(dāng)人們用了這種被污染的水去灌溉莊稼，在被污染的土地上種莊稼，就會嚴(yán)重影響莊稼的收成，重金屬也就隨植物鏈傳到人類，對人們的健康造成了嚴(yán)重的影響[1]。近幾年，有環(huán)保學(xué)者提出：中國的化工企業(yè)的工藝、設(shè)備、技術(shù)研發(fā)較落后，是造成污染嚴(yán)重的主要原因，而人為的環(huán)保意識以及地方保護(hù)環(huán)保意識的淡薄，加劇了污染，強(qiáng)化治理迫在眉睫。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)放眼未來，倡導(dǎo)環(huán)保，化工生產(chǎn)過程盡量使用少污染和無污染的原材料。
2.重金屬的分類
2.1汞污染
汞是一種唯一的在常溫下為液態(tài)的金屬，在自然界中普遍存在，一般動物植物中都含有微量的汞，因此我們的食物中，都有微量的汞存在，可以通過排泄、毛發(fā)等代謝，不影響健康。
但是，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，目前國內(nèi)對汞的需求量還是很高的，問題在于這些重金屬用完之后生成的其氧化物或雜質(zhì)如何處理，過量的汞如何處理，這些都是問題的關(guān)鍵之處，據(jù)調(diào)查，每年因汞中毒而死亡的人數(shù)并不在少數(shù)，如何防范含汞廢水進(jìn)入農(nóng)業(yè)用水系統(tǒng)，已經(jīng)迫在眉睫，是我們不得不去面對的問題。
2.3鉛污染
鉛是一種柔軟的白色金屬，是我國最早發(fā)現(xiàn)的元素之一，很容易生銹，但不失光澤，鉛在工業(yè)中最重要的用途就是制造蓄電池，因此，水資源和土壤中鉛污染的主要來源就是人們對廢棄蓄電池的隨意丟棄，而鉛的化合物，常被用于合成五彩繽紛的顏料，在鉛的眾多化合物中，最重要的就是四乙基鉛，常用于汽油防爆劑，鉛的毒性隨量而增大，其主要是通過人的皮膚接觸，或者是消化道、呼吸道等進(jìn)入人體器官，鉛含量多者可引起器官病變，鉛的主要毒性表現(xiàn)在貧血，神經(jīng)受到損傷或者造成腎功能不全，生活中的鉛給我們帶來了無限的色彩和快樂，但是食物中的鉛卻能給人帶來痛苦。
二、重金屬對水體及土壤污染現(xiàn)狀
1.重金屬對水體污染現(xiàn)狀
水體中重金屬污染物的來源十分廣泛，最主要的是工礦企業(yè)排放的廢物和污水。由于這些工廠排放的污染物數(shù)量大，分布范圍廣，因而受污染的區(qū)域很大，較難控制，危害嚴(yán)重[2]。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害。在我國，最近的一起重金屬污染事件是2011年3月中旬，浙江臺州市路橋區(qū)峰江街道，一座建在居民區(qū)中央的“臺州市速起蓄電池有限公司” 引起168名居民血鉛超標(biāo)，是近幾年來浙江發(fā)生的最嚴(yán)重的一次重金屬污染事件，其原因就是電池公司將含有大量鉛的廢水排入河渠，滲入地下，居民喝了地下水之后鉛嚴(yán)重超標(biāo)，而作為最大的洋垃圾市場，臺州市每年從垃圾中拆解的價值高達(dá)200億人民幣，但是拆解之后的剩余物卻隨意丟棄，丟棄的重金屬垃圾對空氣和水資源造成了嚴(yán)重的污染。目前，我國的重金屬對水體的污染正在逐年加劇，如若不采取措施，不過十幾年的時間，我們將生活在一個被重金屬污染的世界，想治理都治理不完。
二、重金屬對水體污染的防治措施
1.加快含重金屬廢水廢氣治理
廢水和廢氣是化工行業(yè)最普遍的污染物，也是和人類息息相關(guān)的一些污染，針對這些廢水和廢氣，怎么處理成為了一個棘手的問題，對于廢水的處理，目前，有三種最為讓人接受的方法，物理處理法，即利用污染物的物化性質(zhì)來除掉廢水中的污染物，化學(xué)處理法，是指利用化學(xué)反應(yīng)原理處理或回收廢水中的溶解物或膠體中的物質(zhì)，包括中和，氧化，還原絮凝法。最后一種方法是生化處理法，這種方法是指利用微生物在廢水中對有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的新陳代謝過程，包括活性污泥法，生物濾池，氧化塘等方法。
2.強(qiáng)化含重金屬固體廢物污染防治
固體廢棄物是化工三廢中種類最多數(shù)量最大的一種污染物，其每年排出的數(shù)量有數(shù)億噸，破壞了植被，排入水源，對農(nóng)業(yè)用水造成了嚴(yán)重的污染，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化就會進(jìn)入大氣，化工廢渣的種類繁多，成分復(fù)雜，處理方法并不像廢水廢氣那樣有成套的系統(tǒng)和裝置。而是根據(jù)其化學(xué)組成選用不同的方法，對于有機(jī)化工廢物的處理，目前，采用較多的方法有熱分解法，焚燒法和再生利用法，近幾年發(fā)展最受歡迎的是再生利用法，將廢物經(jīng)過多次的回收利用，將其中有用成分提取出來，加工成其他產(chǎn)品。其次就是對無極廢物的處理，其主要方法有3種，分別是可以作為二次原料資源，或者是提取其中的有用成分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對那些沒有什么利用價值或者已經(jīng)提取有用成分的部分廢物，可以再加工為建筑材料。
三、結(jié)論
目前，我國重金屬對水體污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重了，尤其是化工行業(yè)，是最主要的重金屬污染源中，如若不及時治理，將對國民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失，對人們的身心健康造成巨大的傷害，因此，解決重金屬污染問題已經(jīng)迫在眉睫。
參考文獻(xiàn)
[1] 李然. 水環(huán)境中重金屬污染研究概述. 四川環(huán)境， 1997（16）： 18-22.
[2] 李振. 淺談重金屬水污染現(xiàn)狀及監(jiān)測進(jìn)展. 企業(yè)論道.
關(guān)鍵詞：土壤；鎘污染；來源；危害；治理
中圖分類號 X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）24-104-04
Abstract：As the development of industry，soil cadmium pollution have caused more and more concern.In this thesis，the pollution actualities，source，damage and management of soil cadmium pollution were briefly introducted，and the development direction of soil cadmium pollution management was discussed.
Key words：Soil；Cadmium pollution；Source；Damage；Managment
據(jù)2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。其中，鎘污染物點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到7.0%，呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢，是耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[1]。鎘是眾所周知的重金屬“五毒”元素之一，具有分解周期長（半衰期超過20a）、移動性大、毒性高、難降解等特點(diǎn)，在生產(chǎn)活動中容易被作物吸收富集，不僅嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，而且可以通過食物鏈在人體的積累危害人體健康[2]，例如，20世紀(jì)60年代在日本富山縣神通川流域出現(xiàn)的“骨痛病”事件。針對我國鎘污染現(xiàn)狀，本文將從鎘污染的來源、危害、修復(fù)治理等方面進(jìn)行了論述，詳細(xì)介紹鎘污染這一環(huán)境污染問題，以期為我國農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展和鎘污染土壤的治理提供科學(xué)依據(jù)，為后續(xù)研究提供參考。
1 我國土壤鎘污染現(xiàn)狀
我國于20世紀(jì)70年代中后期才開展有關(guān)農(nóng)田土壤鎘污染調(diào)查的工作，1980年中國農(nóng)業(yè)環(huán)境報告顯示，我國農(nóng)田土壤中鎘污染面積為9 333hm2，到2003年我國鎘污染耕地面積為1.33×104 hm2，并有11處污灌區(qū)土壤鎘含量達(dá)到了生產(chǎn)“鎘米”的程度[3-4]。近年來，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，由于化肥、農(nóng)藥的大量施用，工業(yè)廢水和污泥的農(nóng)業(yè)利用，以及重金屬大氣沉降的日益增加，土壤中鎘的含量明顯增加，土壤鎘污染狀況越發(fā)嚴(yán)重，目前，我國鎘污染土壤的面積已達(dá)2×105km2，占總耕地面積的1/6[5]。
從近年的有關(guān)研究來看，我國各地均存在著不同程度的鎘污染問題。目前，我國土壤鎘污染涉及11個省市的25個地區(qū)。比如，上海螞蟻浜地區(qū)污染土壤鎘的平均含量達(dá)21.48mg/kg，廣州郊區(qū)老污灌區(qū)土壤鎘的含量高達(dá)228.0mg/kg[6-7]。我國農(nóng)田土壤的鎘污染多數(shù)是由于進(jìn)行工業(yè)廢水污灌造成的。據(jù)統(tǒng)計，我國工業(yè)每年大約排放300億～400億t未經(jīng)處理的污水，引用工業(yè)廢水污灌農(nóng)田的面積占污灌總面積的45%[8]，至20世紀(jì)90年代初，我國污灌農(nóng)田中有1.3×104hm2的農(nóng)田遭受不同程度的鎘污染，污染土壤的鎘含量為2.5～23.0mg/kg，重污染區(qū)表層土壤的鎘含量高出底層土壤幾十甚至1 000多倍[9]。在大田作物中，鎘是我國農(nóng)產(chǎn)品主要的重金屬污染物[10]。據(jù)報道，我國污灌區(qū)生產(chǎn)的大米鎘含量嚴(yán)重超標(biāo)，例如，成都東郊污灌區(qū)生產(chǎn)的大米中鎘含量高達(dá)1.65mg/kg，超過WHO/FAO標(biāo)準(zhǔn)約7倍[11]。2000年農(nóng)業(yè)部環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)檢測了我國14個省會城市共2 110個樣品，檢測數(shù)據(jù)顯示，蔬菜中鎘等重金屬含量超標(biāo)率高達(dá)23.5%；南京郊區(qū)18個檢測點(diǎn)的青菜葉檢測表明，鎘含量全部超過食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，最多超過17倍[6]。潘根興研究團(tuán)隊于對2007年對全國6個地區(qū)（華東、東北、華中、西南、華南和華北）縣級以上市場隨機(jī)采購的91個大米樣品檢測后，發(fā)現(xiàn)約有10%左右的市售大米存在重金屬鎘含量超標(biāo)問題[12]。據(jù)報道，廣西某礦區(qū)生產(chǎn)的稻米中鎘濃度嚴(yán)重超標(biāo)，當(dāng)?shù)鼐用褚蜷L期食用“鎘米”已經(jīng)出現(xiàn)了“骨痛病”的癥狀，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康[3]。以上研究結(jié)果表明，我國土壤受鎘污染的程度已相當(dāng)嚴(yán)重，土壤鎘污染造成水稻、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量下降、產(chǎn)量降低，并且嚴(yán)重威脅到當(dāng)?shù)鼐用竦纳硇慕】?，影響我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2 土壤鎘污染的來源
土壤中鎘的主要有2種來源，分別為自然界的成土母質(zhì)和人為活動，前者為自然界中巖石和土壤鎘含量的本底值，一般來講世界范圍內(nèi)土壤鎘平均值為0.35mg/kg，我國土壤鎘背景值為0.097mg/kg，遠(yuǎn)低于世界均值[13-14]。而后者主要指通過工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動直接或間接地將鎘排放到環(huán)境的人為活動，并且是造成土壤鎘污染的主要途徑，歸納起來污染途徑主要有如下4個方面：
2.1 大氣鎘沉降 電鍍、油漆著色劑、塑料穩(wěn)定劑、電池生產(chǎn)以及光敏元件的制備等工業(yè)廢氣中存在一定量的鎘，它們會和粉塵一起隨風(fēng)擴(kuò)散到工廠周圍，一般在工業(yè)區(qū)周圍的大氣中鎘的濃度較高[15]，較高濃度的鎘可以通過降雨或沉降進(jìn)入土壤。進(jìn)入土壤中的鎘，一部分被植物吸收，剩余的部分則在土壤大量積累，而當(dāng)土壤中鎘累積超過一定范圍時，就造成了土壤的鎘污染[16]。
2.2 施肥不當(dāng) 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中為了獲得高產(chǎn)，一般都加大農(nóng)藥化肥的投入，長期施用含有鎘的農(nóng)藥化肥必然導(dǎo)致土壤的鎘污染。據(jù)統(tǒng)計分析，磷肥中含有較多的鎘，氮肥和鉀肥含量較少，因此含鎘磷肥的施用影響最為嚴(yán)重。我國磷肥生產(chǎn)所需磷礦石的鎘含量雖然較低，在世界上屬于較低水平，但我國磷礦石含磷量同樣不高，因此需要從國外進(jìn)口大量的磷肥[4]。據(jù)西方國家估算，全球磷肥平均含鎘量7.0mg/kg，可給全球土壤帶來約6.6×104kg鎘[17]。韓曉日等[18]研究也發(fā)現(xiàn)，長期施用磷肥和高量有機(jī)肥能夠增加土壤鎘含量。由此可見，長期施用含鎘的化肥會增加土壤的鎘含量，給土壤帶來嚴(yán)重的重金屬污染問題。
2.3 污水灌溉 鍍鋅廠以及與塑料穩(wěn)定劑、染料及油漆等生產(chǎn)有關(guān)工廠產(chǎn)生的工業(yè)污水中含有多種重金屬，其中就有大量的鎘，這些廢水如不經(jīng)處理或者處理不達(dá)標(biāo)，廢水中的鎘就會隨著污灌進(jìn)入土壤，因此，在工礦和城郊區(qū)的污灌農(nóng)田均存在著土壤鎘污染問題。據(jù)統(tǒng)計，目前我國工業(yè)、企業(yè)每年要排放約300億～400億t未經(jīng)處理的污水，利用這些工業(yè)污水進(jìn)行灌溉造成了嚴(yán)重的重金屬污染，污水灌溉已經(jīng)是我國農(nóng)田土壤鎘污染的主要原因[8]。何電源等[19]在1987-1990年間對湖南省的農(nóng)田污染狀況調(diào)查也表明，農(nóng)田土壤鎘污染的主要來源是工礦企業(yè)排放的廢氣和廢水。此外，大量堆積的工業(yè)固體廢棄物和農(nóng)田施用的污泥，也會造成土壤的鎘污染[16]。
2.4 金屬礦山酸性廢水污染 金屬礦山的開采、冶煉以及重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆等，存在著大量的酸性廢水，這些酸性廢水溶出的多種重金屬離子能夠隨著礦山排水和降雨進(jìn)入水環(huán)境或土壤，可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。據(jù)報道，1989年我國有色冶金工業(yè)向環(huán)境中排放重金屬鎘多達(dá)88t[20]。
3 土壤鎘污染的危害
鎘是一種具有毒性的重金屬微量元素，是人體、動物和植物的非必需元素，但它在冶金、塑料、電子等行業(yè)非常重要，通常通過“工業(yè)三廢”等途徑進(jìn)入土壤。土壤中鎘的形態(tài)有水溶態(tài)、可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)和硅酸態(tài)等，水溶性和交換態(tài)鎘可以被植物吸收，并通過食物鏈進(jìn)入人體富集，達(dá)到一定程度時會引發(fā)各種疾病，嚴(yán)重危害植物和人體的健康，且具有長期性、隱蔽性和不可逆性等特點(diǎn)。
3.1 鎘對植物健康的危害 鎘是植物生長的非必需元素，當(dāng)鎘在植物組織中含量達(dá)到1.0mg/kg時，會通過阻礙植物根系生長、抑制水分和養(yǎng)分的吸收等引起一系列生理代謝紊亂，如蛋白質(zhì)、糖和葉綠素的合成受阻，光合強(qiáng)度下降和酶活性改變等，使植物表現(xiàn)出葉色減褪、植物矮化、物候期延遲等癥狀，最終導(dǎo)致作物品質(zhì)下降和減產(chǎn)，甚至死亡[6，21-22]。張義賢等[23]研究表明，大麥種子在鎘脅迫下，種子的萌芽率、根生長率均呈下降趨勢，當(dāng)鎘濃度達(dá)到0.01mol/L時，種子萌芽率小于45%，且根不再生長。劉國勝等[24]研究表明，當(dāng)土壤含有0.43mg/kg可溶態(tài)鎘時，水稻減產(chǎn)10%，當(dāng)含量為8.1mg/kg時，水稻減產(chǎn)達(dá)25%，并且，稻米的氨基酸、支鏈淀粉和直鏈淀粉比例發(fā)生改變，使水稻品質(zhì)變差[4]。
3.2 鎘對人體健康的危害 鎘是人體非必需的微量元素，具有較強(qiáng)的致癌、致畸及致突變作用，對人體會產(chǎn)生較大的危害，鎘一般通過呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)進(jìn)入人體，在人體內(nèi)半衰期長達(dá)20～30a。鎘對人體的毒害分為急性毒害和慢性毒害2種，鎘的急性毒害主要表現(xiàn)為肺損害、胃腸刺激反應(yīng)、全身疲乏、肌肉酸痛和虛脫等；慢性毒害主要表現(xiàn)為對骨骼、肝臟、腎臟、免疫系統(tǒng)、遺傳等的系列損傷，并誘發(fā)多種癌癥[25-27]。例如，20世紀(jì)60年生在日本神通川流域的“骨痛病”，原因就是當(dāng)?shù)鼐用袷秤面k米造成的。因此，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）將其列為具有全球性意義的危險化學(xué)物質(zhì)[28]。
4 土壤鎘污染的治理方法
為了有效利用現(xiàn)有的土地資源，減少鎘等重金屬人體造成的危害，需要采取有效措施治理和恢復(fù)受污染的土壤。目前，有關(guān)鎘污染土壤的治理方法有很多，主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法等。
4.1 物理方法 鎘污染土壤的物理修復(fù)方法主要有排土、客土、深耕翻土等傳統(tǒng)物理方法以及電修復(fù)技術(shù)、洗土法等?？屯练ň褪菍⑽廴就寥犁P除，換入未污染的土壤，去表土法就是將污染的表土移去等。傳統(tǒng)的物理修復(fù)方法治理鎘污染效果非常明顯，如吳燕玉等[29]在張士灌區(qū)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)去除表層土可使稻米中鎘含量降低50%。然而，這種方法需要耗費(fèi)大量資金、人力物力，且移除的污染土壤又容易引起二次污染，因此難以在大面積治理上推廣。電修復(fù)技術(shù)，是指在土壤外加一個直流電場，土壤重金屬在電解、擴(kuò)散、電滲、電泳等作用下流向土壤中的某個電極處，并通過工程收集系統(tǒng)收集起來進(jìn)行處理的治理方法。胡宏韜等[30]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)試驗電壓為0.5W/cm時，陽極附近土壤中鎘的去除效率達(dá)到75.1%；淋濾法和洗土法是運(yùn)用特定試劑與土壤重金屬離子作用，然后從提取液中回收重金屬，并循環(huán)利用提取液。據(jù)報道，美國曾應(yīng)用淋濾法和洗土法成功地治理了包括鎘在內(nèi)的8種重金屬，治理了2.0×104t污染的土壤，且重金屬得到了回收和利用，而且整個治理過程中沒有產(chǎn)生二次污染[20]。
4.2 化學(xué)方法 化學(xué)法是指通過在土壤中施用化學(xué)制劑、改良劑，增加土壤粘粒和有機(jī)質(zhì)，改變土壤氧化還原電位和pH值等理化性質(zhì)，使土壤鎘發(fā)生氧化還原等作用，降低鎘的生物有效性，以減輕對其它生物的危害[31-32]。目前，磷酸鹽、石灰、硅酸鹽等是化學(xué)法處理鎘污染土壤中常用物質(zhì)。Gworek[33]等在研究中發(fā)現(xiàn)利用沸石等硅鋁酸鹽鈍化土壤重金屬能顯著降低污染土壤中鎘的濃度?？傮w而言，化學(xué)方法具有操作簡單、治理效果、費(fèi)用適中等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是容易再度活化重金屬。因此，該方法適用于重金屬污染不太嚴(yán)重的地區(qū)，對污染太嚴(yán)重的土壤不適用[4，20]。
4.3 生物方法 生物方法是指通過某些特定微生物、動物或植物的代謝活動，吸附降解土壤污染物質(zhì)、降低土壤重金屬生物活性的治理方法，具有土壤擾動小、原位性、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，一般分為微生物修復(fù)、動物修復(fù)、植物修復(fù)3種。
4.3.1 微生物修復(fù) 微生物修復(fù)是指利用土壤微生物固定、遷移或轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬，從而降低重金屬毒性，主要包括生物富集和生物轉(zhuǎn)化2種作用方式。生物富集作用指微生物的積累和吸附作用；生物轉(zhuǎn)化作用指微生物對重金屬的氧化和還原作用、重金屬的溶解和有機(jī)絡(luò)合配位等[34]。例如，吳海江[35]利用分離獲得的菌株對鎘的去除率高達(dá)60%，吸附量達(dá)54mg/kg；張欣等[36]在模擬鎘輕度污染試驗中通過施入微生物菌劑使菠菜植株鎘含量平均下降14.5%。
4.3.2 動物修復(fù) 動物修復(fù)是指利用土壤中某些低等動物的代謝活動來降低污染土壤中重金屬比例的方法。例如，Ramseier等[37]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓具有強(qiáng)烈的鎘富集能力，當(dāng)土壤鎘濃度為3mg/kg時，蚯蚓的鎘富集量可以達(dá)到120mg/kg。但由于低等動物生長受環(huán)境等因素的嚴(yán)重制約，該項技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定限制[20，28]。
4.3.3 植物修復(fù) 植物修復(fù)是指利用超富集植物吸附清除土壤鎘污染的原位治理方法，具有實(shí)施較簡便、投資較少、破壞小、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型修復(fù)技術(shù)[20，34]。目前，全世界已發(fā)現(xiàn)500多種富集重金屬的植物，其中部分植物對土壤鎘具有強(qiáng)烈的富集作用，表現(xiàn)出對鎘的選擇性吸收，如蕪菁、菠菜、煙草、向日葵等[12]。近幾年來，我國在利用植物修復(fù)鎘污染土壤方面取得了不少成果，例如，蔣先軍等[38]研究發(fā)現(xiàn)印度芥菜、劉威等[39]發(fā)現(xiàn)寶山堇菜等屬于鎘超積累植物，這些發(fā)現(xiàn)都可以應(yīng)用于鎘污染土壤的治理與恢復(fù)工作。
5 展望
2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國土壤鎘污染物點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到7.0%，鎘是我國耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一，土壤鎘污染日趨嚴(yán)重。因此，要積極開展切實(shí)有效的管理控制、污染防治綜合治理等，首先，從源頭上控制鎘對土壤的污染，采取清潔生產(chǎn)與資源循環(huán)利用措施，減少甚至避免各類鎘污染物進(jìn)入土壤環(huán)境；其次，加強(qiáng)鎘污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究，特別是植物修復(fù)技術(shù)和微生物技術(shù)；再次，發(fā)展聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，將生物修復(fù)與物理化學(xué)法、工程措施和農(nóng)藝措施有效結(jié)合起來，開展多學(xué)科聯(lián)合的生態(tài)修復(fù)。只有這樣，才有可能修復(fù)已經(jīng)被鎘等重金屬污染的土地，保護(hù)未被污染的土地資源，實(shí)現(xiàn)自然與社會的健康、可持續(xù)發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：水污染；重金屬污染 ；防治
1.重金屬污染已成為我國的重大環(huán)境問題
1.1污染的分類和現(xiàn)狀，流域水環(huán)境重金屬污染成了重點(diǎn)
在環(huán)境污染中，按照不同的方式分類，大體可以分類為以下幾種：首先按照環(huán)境要素分類 ：大氣污染、土壤污染、水體污染；然后按屬性分：顯性污染、隱性污染。再次按人類活動范圍分為：工業(yè)環(huán)境、城市環(huán)境、農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染。最后按造環(huán)境污染的性質(zhì)來源分類為：化學(xué)、生物、物理污染（噪聲、放射性、電磁波污染等）固體廢物、液體廢物、能源等污染。
很多區(qū)域影響水質(zhì)的重金屬較多，區(qū)域性水質(zhì)根據(jù)文化和地質(zhì)條件的不同，從而導(dǎo)致了水質(zhì)酸堿、水體氧化特點(diǎn)和特征的不同。然而不同區(qū)域的經(jīng)濟(jì)不同，工業(yè)廢水排放量也就不同等等，因此，重金屬污染也就不相同。由于區(qū)域性水環(huán)境直接關(guān)系到生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水等問題，所以流域水環(huán)境重金屬污染成了我國重大的環(huán)境問題。
1.2流域水環(huán)境重金屬污染造成的影響
根據(jù)相關(guān)報告顯示，流域性水環(huán)境重金屬污染使得飲用水安全問題堪比擔(dān)憂，更是直接導(dǎo)致流域水環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重下降。就拿湘江流域的重金偎污染為例，到2010年底，湘江污染已對流域4000萬人口的飲用水安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，以長沙市為中心， 2007年飲用水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率僅6.09% ，并且上游的人口密集，很多地段飲水安全問題并不樂觀，污染也十分嚴(yán)重，重金屬污染直接導(dǎo)致了水生態(tài)流域和其他系統(tǒng)環(huán)境的生態(tài)平衡；不僅如此，很多名貴的魚類品種也已經(jīng)不再常見；包括土壤、農(nóng)田及其作物也造成了不可逆轉(zhuǎn)的后果。眾所周知，很多重金屬危害物質(zhì)都是不可分解的，日積月累通過各種途徑的化學(xué)性反應(yīng)，最終危害的都是自身的安全和健康。近幾年，癌癥的病發(fā)率大幅度上升，我們也已經(jīng)不在是“綠色食品”。
由上可見 ，當(dāng)前流域性水環(huán)境重金屬污染問題成了現(xiàn)代凸顯的環(huán)境問題。對于我們而言這些并不是一朝一夕可以解決的，是一個長期需要大家共同維護(hù)的問題。針對每一個流域進(jìn)行點(diǎn)線面的源頭控制，用正確的路線和程序進(jìn)行技術(shù)性指導(dǎo)并嚴(yán)格的監(jiān)管，這樣在長期的日積月累中，才能得到有效的控制。
2 流域水環(huán)境金屬污染來源與原因分析
以上也提到由于區(qū)域、土壤、水質(zhì)酸堿、水體氧化、工業(yè)廢水排放不同，流域水環(huán)境污染的重金屬的成分也會不同。污染的后果已經(jīng)一目了然，針對不同的流域水環(huán)境污染來源，給出相應(yīng)的防治方法和對策。
比如：處于中國中部的最大的淡水湖西都陽湖，受到西德興銅礦開采的影響，比正常的土壤明顯的增高了很多Pb、Zn、Hg、er等，這些水域的重金屬可伴隨著水體的活躍而稀釋出來，最終變成了重金屬含量較高的湖水。以Z n 、 P b 、 C u 、 C r 這些有害物質(zhì)最為嚴(yán)重。[1]
還有很多區(qū)域筆者在這里就不一一列舉了，總結(jié)以上，現(xiàn)行的地血水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是以總Zn、總Cd、總Pb的濃度（：ng /）L來進(jìn)行分類的，然而造成水體污染的重金屬形態(tài)多種多樣，還有重金屬的總量轉(zhuǎn)化和重金屬的遷移轉(zhuǎn)化，一些撿了“芝麻”丟“西瓜”的規(guī)劃做出了總結(jié)?？梢?，糾正觀念、端正技術(shù)路線是何等迫切！[2]
3.流域水環(huán)境重金屬污染綜合防治方案分析
3.1改善生態(tài)環(huán)境。
很多地方可以相對的進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，對已經(jīng)破壞的土地進(jìn)行重建等。從而減少了地質(zhì)對流域的影響，也減少了水土流失。大力推廣和支持多種樹、植被，并對沉淀固體漂浮物進(jìn)去處理。
3.2對“重點(diǎn)”重金屬流域?qū)嵤┘訌?qiáng)源頭預(yù)防，推進(jìn)末端治理
首先我們已經(jīng)對生態(tài)重建進(jìn)行有效的分析，因此我們現(xiàn)在要從源頭尋找原因，不僅需要治標(biāo)還需要治本。運(yùn)用物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化作用，把有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無公害可用物質(zhì)，從源頭上減少污染。長期以來，流域內(nèi)很多工業(yè)技術(shù)相對落后，資源的利用率也比較的低下，大量的廢氣、廢水、廢渣造成了無法處置的現(xiàn)象。對于這些堆積如山的垃圾，我們要解決生產(chǎn)時造成的有害物質(zhì)，就需要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，對其污染成分有效的分解并提高清潔水平。
再次就是提高污泥的PH值，達(dá)到無公害為目的，實(shí)現(xiàn)污泥的資源性的轉(zhuǎn)化。地下水的的整治處理是進(jìn)一步處理重金屬污染的進(jìn)一步延伸。原位處理法是地下水污染治理技術(shù)研究的熱點(diǎn)，它既可以降低費(fèi)用，也可以在最大程度上減少重金屬對環(huán)境的騷擾，并不斷的升級改造，最后達(dá)到成熟的技術(shù)，對水進(jìn)行再生利用。
3.3加強(qiáng)監(jiān)管力度及時發(fā)現(xiàn)萌芽隱患。
落實(shí)環(huán)境保護(hù)問題是大家共同的責(zé)任，對那些為了個人利益，改革不到到位的企業(yè)，要嚴(yán)懲不貸；對于行為惡劣的企業(yè)甚至要進(jìn)行關(guān)閉。不能為了短期的利益，放棄對區(qū)域水環(huán)境的保護(hù)。尤其是對水源產(chǎn)業(yè)工廠，要及時發(fā)現(xiàn)隱患并上報有關(guān)監(jiān)管部門。同時政府也應(yīng)該加強(qiáng)對產(chǎn)業(yè)工廠的環(huán)保評定，并驗收企業(yè)，爭取在萌芽時期就發(fā)現(xiàn)問題；尤其是要對重金屬污染進(jìn)行一次大檢查，對那些集中的重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)的行業(yè)要給明確的條文規(guī)定。
3.4有次序推進(jìn)重金屬在線檢測，建立一個完整的網(wǎng)絡(luò)預(yù)警體系。
很多時候隨著則地殼的運(yùn)動，河流位置也會變動，進(jìn)而河流水質(zhì)也會醉著時間的推移和地點(diǎn)的不同不停的發(fā)生變化；目前我國建立了許多水質(zhì)自行檢測站，自此經(jīng)檢測水污染，可是效果并不是很顯著。所以這更需要對重金屬自動檢測系統(tǒng)進(jìn)行改革和升級，需要專業(yè)技術(shù)人員和有關(guān)部門對河流域的質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步了解和研究；對安全警報過了警戒線的情況，能夠更直觀的看到超標(biāo)有害物質(zhì)，做到及時發(fā)現(xiàn)，及時預(yù)告和，及時請求相關(guān)的部門對其進(jìn)行處理和預(yù)防。
3.5建立和完善開發(fā)環(huán)境管理體系
要堅持輕開發(fā)、重保護(hù)、少開發(fā)、多治理的原則。比如礦業(yè)需要有關(guān)六個系統(tǒng)體系才能聯(lián)系起來，（首先是礦業(yè)開發(fā)環(huán)境管理目標(biāo)規(guī)劃系統(tǒng)，然后是環(huán)境計劃子系統(tǒng)，再次是礦業(yè)開發(fā)環(huán)境影響評價子系統(tǒng)，接著是礦業(yè)開發(fā)環(huán)境審核評議系統(tǒng)，在接著是礦業(yè)開發(fā)環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境模擬仿真預(yù)測系統(tǒng)、礦業(yè)開發(fā)環(huán)境治理恢復(fù)系統(tǒng)，最后一個是礦業(yè)開發(fā)環(huán)境信息系統(tǒng)；這一系列系統(tǒng)是密不可分的，相互監(jiān)督的[3]。所以我國也有必要借鑒和完善這一系列完善監(jiān)管體系。
總結(jié)：流域性水環(huán)境重金屬污染在我國是一個需要策劃和探討的重點(diǎn)；筆者認(rèn)為，這是一個艱巨而長遠(yuǎn)的任務(wù)，要想讓流域性水環(huán)境污染得到有效的控制和解決；就必須加大對相關(guān)產(chǎn)業(yè)和工廠的控制和管理；用源頭抓起的理念防患于未然；區(qū)分屬性污染，成立嚴(yán)格的政府體系系統(tǒng)，合理開采；做到早發(fā)現(xiàn)，早解決早預(yù)防。
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關(guān)鍵詞：襄汾潰壩區(qū);土壤;農(nóng)作物;重金屬污染;生態(tài)風(fēng)險
中圖分類號：X825 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）20-4821-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2014.20.013
Pollution Characteristics and Risk Assessment of Heavy Metals in Soil and Crops in Dam-breaking Areas of Xiangfen
YAN Jiao， ZHANG Yong-qing， SONG Zhi-ping， HE Xiao-qin， LI Yu-peng
（College of Urban and Environmental Science， Shanxi Normal University， Linfen 041004， Shanxi， China）
Abstract： The contents of eight heavy metals（Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg） in soil and crops in dam-breaking areas of Xiangfen were analyzed. Tailing contained Cu and Zn was found. The contents of Cu and Zn in soil of the covered areas were higher than those in soil of the non-covered areas. The levels of other six elements in soil of the covered areas were lower than those in soil of the non-covered areas. The contents of Cu and Zn in crops of the covered areas were lower than those in crops of the non-covered areas. The levels of other six elements in crops of the covered areas were higher than those in crops of the non-covered areas. The correlation analysis showed that Cu and Zn in the coverage areas were from tailing. The other six heavy metals were homologous or associated in the coverage areas and non-covered areas. The single pollution index， Nemerow's synthetical pollution index and the potential ecological risk index showed that soil in the coverage areas was polluted slightly by heavy metals. Enrichment coefficients showed that the uptake capacity of the other six heavy metals by wheat was higher in the coverage areas than that in non-covered areas with the exception of Cu and Zn.
Key words： dam-breaking areas of Xiangfen; soil; crop; heavy metal pollution; ecological risk
重金屬毒害是礦區(qū)普遍存在且最為嚴(yán)重的問題之一[1，2]。由于尾礦渣含有多種重金屬，這些重金屬隨尾礦渣進(jìn)入土壤環(huán)境發(fā)生積累、遷移，不僅對區(qū)域生態(tài)安全構(gòu)成潛在危害，可能影響動植物的生長發(fā)育，甚至通過食物鏈進(jìn)入人體，危害人體健康，導(dǎo)致一些慢性病、畸形、癌癥等的發(fā)生[3]。礦山尾砂庫垮壩導(dǎo)致的污染物遷移和擴(kuò)散，不僅威脅人體健康和生命安全，而且會導(dǎo)致大面積的土地污染，使下游土地的重金屬含量升高，土壤酸化，有機(jī)質(zhì)含量降低和土壤板結(jié)[4]。例如，西班牙南部的Aznalcollar硫鐵礦尾砂壩坍塌導(dǎo)致Agrio和Guadiamar流域55 km2范圍內(nèi)的土壤受到重金屬污染，土壤Pb、Zn、As、Cd和Cu的含量分別增加到1 786、1 449、589、5.9、420 mg/kg[4]，受污染土壤的pH最低可以下降到2[5， 6];1985年，湖南郴州市竹園礦區(qū)尾砂壩坍塌，致使尾砂沖入東河兩岸農(nóng)田，即使農(nóng)田中的尾砂已被清理，該地區(qū)農(nóng)田土壤的As和Cd含量仍然高達(dá)709、7.6 mg/kg[7，8]。
目前，關(guān)于礦業(yè)的開采活動對礦區(qū)周圍環(huán)境的影響有很多研究。曲蛟等[9]對鉬礦尾礦周圍蔬菜地的土壤的分析表明，重金屬含量從大到小的順序為殘余態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、氧化結(jié)合態(tài)和酸可提取態(tài)，由于尾礦石中可能釋放重金屬，當(dāng)?shù)氐闹亟饘傥廴竞車?yán)重，預(yù)警類型為重警;李祥平等[10]對粵西黃鐵礦區(qū)的土壤做了詳細(xì)的研究，證實(shí)鐵礦開采和尾渣堆放給礦區(qū)環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害，土壤重金屬含量已超過中國土壤背景值的30余倍，Cd、Zn等已達(dá)到中度甚至重度污染，且污染物已滲透到土壤深層;王素娟等[11]對廣西德保幾個礦區(qū)尾礦的研究發(fā)現(xiàn)，土壤中Cd和Pb含量都超出了廣西土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的背景值，且Cd含量隨pH的升高顯著增加，Pb含量隨pH的升高而減少。而礦山尾砂壩坍塌是一種較常見的事故，但對其導(dǎo)致下游土壤污染問題的研究至今仍較少。2008年9月8日，襄汾縣云合村塔兒山的尾礦壩坍塌，尾砂沖入下游地區(qū)的居民區(qū)和農(nóng)田，不僅造成了巨大的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失，而且造成下游農(nóng)田土壤被大量的尾砂所覆蓋，可能導(dǎo)致土壤和農(nóng)作物的重金屬污染。正確評價該區(qū)土壤的污染狀況及潛在生態(tài)風(fēng)險具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。為此，本研究采用單項污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法和潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法對研究區(qū)內(nèi)土壤及農(nóng)作物重金屬污染狀況和潛在生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行評價，以期為土壤污染控制和污染農(nóng)田修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
潰壩區(qū)位于山西省臨汾市襄汾縣云合村塔兒山，E 111°3′，N 35°53′，海拔679～769 m，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫11.5 ℃，1月年均氣溫4.5 ℃，7月年均氣溫26 ℃，年均降水量454 mm，年均日照數(shù)2 522 h，無霜期185 d。塔兒山富含磁鐵礦，潰壩發(fā)生后，進(jìn)行了緊急治理，利用大型機(jī)械開挖泥石流，對土壤物理性狀造成了較嚴(yán)重的破壞，在原有土壤上覆蓋了大量尾砂。
1.2 樣品采集與檢測
在潰壩物覆蓋區(qū)，沿潰壩物流向，采用S型取樣法，取0～20 cm的耕層土壤，5個點(diǎn)混成一個土樣，同時在同一塊農(nóng)田的未覆蓋區(qū)采集對照樣品，覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)各18個土樣，裝袋、編號、扎口，帶回實(shí)驗室。把土樣置于室內(nèi)自然風(fēng)干，剔除大石塊、植物根系等雜質(zhì)，磨細(xì)后過孔徑為0.15 mm的尼龍篩，裝袋密封用于測定土壤重金屬含量。在秋季，研究區(qū)主要的農(nóng)作物是小麥，在土壤點(diǎn)位上采集相應(yīng)的麥苗樣品，帶回實(shí)驗室，用自來水沖洗干凈，再用純水洗3遍，風(fēng)干，80 ℃烘干至恒重，用研缽研碎，裝袋。
取備用土壤0.1 g放入聚四氟乙烯坩堝，加入5 mL HNO3和1 mL HF，HNO3和HF試劑均為優(yōu)級純，加蓋，放在電熱板上消解，得到樣品消解液，用火焰原子吸收法檢測消解液中銅（Cu）、鋅（Zn）、鉻（Cr）和鎳（Ni）等重金屬的含量， 用石墨爐原子吸收法檢測消解液中鎘（Cd）和鉛（Pb）的含量，用雙道原子熒光光度計檢測消解液中砷（As）和汞（Hg）的含量。測定過程中用10%的平行樣品和加標(biāo)回收樣進(jìn)行質(zhì)量控制，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精度。植物樣品中的重金屬檢測方法同上。
1.3 土壤重金屬污染評價方法及標(biāo)準(zhǔn)
1.3.1 單項污染指數(shù)法
Pi=Ci/Si
式中：Pi為樣品中某污染物的單項污染指數(shù);Ci為樣品中某污染物的實(shí)測濃度;Si為某污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)。
1.3.2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法
Pn=■
式中：Pi=Ci/Si，Pn是內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，Pi是樣品中某污染物的單項污染指數(shù)，MaxPi是樣品污染物中污染物指數(shù)最大值。
依據(jù)單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法將土壤重金屬污染劃分為5個等級，見表1。
1.3.3 潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法 該方法是瑞典學(xué)者 Hakanson根據(jù)重金屬的性質(zhì)及環(huán)境行為特點(diǎn)，從沉積學(xué)角度提出的一種對沉積物或土壤中重金屬污染進(jìn)行評價的方法[12]。它將重金屬的含量、生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系在一起，采用具有可比的等價屬性指數(shù)分級法進(jìn)行評價，可以定量地評價單一元素的風(fēng)險等級，也可以評價多個元素的總體風(fēng)險等級[13]。公式如下：
C■■=C■■/C■■;E■■=T■■×C■■;
RI=■E■■=■T■■×C■■=■T■■×C■■
式中：C■■為某一重金屬的污染參數(shù);C■■為土壤中重金屬的實(shí)測含量;C■■為計算所需的參比值;E■■為潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù);T■■為某一重金屬的毒性系數(shù)。參比值的選擇，各地學(xué)者差異較大，大都以全球沉積物重金屬的平均背景值為參比值[14]，或以當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸禐閰⒈萚15]，或以背景采樣點(diǎn)值為參比[16]，為了更真實(shí)反映評價區(qū)域的重金屬污染狀況，本研究以未覆蓋區(qū)土壤中重金屬含量為參比值。不同重金屬元素毒性水平不同，生物對重金屬污染的敏感程度也不盡相同，用重金屬元素毒性系數(shù)反映該特點(diǎn)[17]。根據(jù)“元素豐度原則”和“元素稀釋度”，Hakanson認(rèn)為某一重金屬的潛在毒性與其豐度成反比，或者說與其稀少度成正比[17]，因此他指定的標(biāo)準(zhǔn)化重金屬毒性系數(shù)為Zn（1）
1.3.4 富集系數(shù) 富集系數(shù)是植物中重金屬的含量與土壤中重金屬含量的比值，表示植物對重金屬的富集能力[1]。富集系數(shù)越大，其富集能力就越強(qiáng)。
1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析
重金屬含量用EXCEL 2003計算，重金屬含量的最大值、最小值、平均值、變異系數(shù)、正態(tài)分布檢驗等描述性統(tǒng)計分析采用SPSS 19.0計算。
2 結(jié)果與分析
2.1 潰壩區(qū)下游土壤重金屬分析
2.1.1 土壤重金屬含量 潰壩區(qū)下游土壤重金屬含量見表3。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)8種重金屬的平均值和最大值均沒有超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn)，兩區(qū)域的Zn、Cr、Ni和As等4種重金屬的平均濃度沒有超過山西省土壤元素背景值，其他4種元素的平均濃度均超過山西省土壤元素背景值。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)相比，覆蓋區(qū)Cu和Zn的平均濃度高于未覆蓋區(qū)，其他6種元素的平均濃度均低于未覆蓋區(qū)。這可能是因為尾礦砂中含有Cu和Zn覆蓋在農(nóng)田上，雖然經(jīng)過清理，但還有殘留，導(dǎo)致覆蓋區(qū)的土壤中Cu和Zn的含量偏高;而Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的情況正好相反，尾礦砂中可能沒有這些元素，或者含量極少，進(jìn)入土壤后反而降低了土壤中Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的濃度，造成未覆蓋區(qū)土壤中的含量偏高。
變異系數(shù)（CV）是衡量研究區(qū)各樣品間的變異程度，CV大則說明土壤受外界干擾顯著，空間分異明顯，也說明土壤的污染是以復(fù)合污染的形式存在[19]。CV≤10%為弱變異，10%100%為強(qiáng)變異。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)8種重金屬的變異都為中等變異，說明研究區(qū)內(nèi)重金屬的來源不相同，并不全部來自潰壩物。覆蓋區(qū)內(nèi)Hg的變異系數(shù)最高，說明不同采樣點(diǎn)Hg的分布差異性很大，覆蓋區(qū)內(nèi)各重金屬的變異系數(shù)從高到低依次為Hg、Pb、Cr、Ni、Cd、Zn、Cu、As。未覆蓋區(qū)內(nèi)也是Hg的變異系數(shù)最高，各重金屬的變異系數(shù)從高到低依次為Hg、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni、As、Zn。
研究土壤中重金屬含量的相關(guān)性可以推測其來源是否相同。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)土壤重金屬的相關(guān)系數(shù)分別見表4和表5。覆蓋區(qū)內(nèi)，Cu和Zn呈顯著正相關(guān)，與其他6種元素（Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg）呈負(fù)相關(guān)，說明Cu和Zn來源相同，與其他6種重金屬元素是異源關(guān)系;Ni與Cr顯著相關(guān);Cd與Pb、As、Hg顯著相關(guān)，Pb與As、Hg顯著相關(guān)，As與Hg顯著相關(guān)，說明Cd、Pb、As和Hg為同一來源或者伴生關(guān)系。未覆蓋區(qū)內(nèi)，Ni和Cr、Pb、Hg，Cd和As、Hg，Pb和As、Hg，As和Hg，都呈顯著正相關(guān);而Cu和Zn相關(guān)性不顯著，這與覆蓋區(qū)完全不同。在覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)內(nèi)，Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg之間都具有很高的相關(guān)性，這些重金屬可能是伴生關(guān)系或者來自同一污染源。
2.1.2 土壤重金屬污染狀況 以未覆蓋區(qū)為背景值，計算出覆蓋區(qū)土壤重金屬單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)（表6）。Cr和Ni的污染指數(shù)在安全域內(nèi)，Cd、As和Hg的污染指數(shù)在警戒線上，Cu、Zn和Pb的污染指數(shù)處于輕度污染級別。8種重金屬的污染程度從高到低的依次為Pb>Cu>Zn>Cd>As=Hg>Ni>Cr。覆蓋區(qū)的綜合污染指數(shù)為1.3，處于輕度污染級別，這與Cu、Zn、Pb單項污染指數(shù)偏高有關(guān)。
2.1.3 土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險評價 以未覆蓋區(qū)為背景值，覆蓋區(qū)土壤單個重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)（E■■）和多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)（RI）見表7。8種重金屬的潛在生態(tài)危害指數(shù)都處于輕微級別，它們的潛在生態(tài)風(fēng)險趨勢為E■■（Hg）>E■■（Cd）>E■■（Pb）>E■■（Cu）=E■■（As）>E■■（Ni）>E■■（Zn）>E■■（Cr）。多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)RI也處于輕微級別。從重金屬污染指數(shù)和潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)二者結(jié)合來看，潰壩物覆蓋區(qū)土壤重金屬污染比較輕微。
2.2 潰壩區(qū)麥苗體內(nèi)重金屬分析
2.2.1 麥苗體內(nèi)重金屬含量 為了進(jìn)一步探索土壤對植物重金屬污染的影響，采集了覆蓋區(qū)與未覆蓋區(qū)的麥苗，并對其重金屬含量進(jìn)行測定，結(jié)果見表8。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)的麥苗重金屬含量差異較大，同種植物中不同重金屬含量差異明顯。與未覆蓋區(qū)相比，覆蓋區(qū)麥苗體內(nèi)的Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg含量相對較高，Cu和Zn的含量相對較低，這與土壤中重金屬含量規(guī)律相反，很可能與當(dāng)?shù)氐蔫F礦開采活動有很大的關(guān)系。
2.2.2 麥苗體內(nèi)重金屬富集系數(shù) 覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)的麥苗體內(nèi)重金屬富集系數(shù)見表9。從表9可以看出，相同植物對不同重金屬的吸收能力存在差異。除Cu和Zn外，覆蓋區(qū)麥苗對其他6種重金屬的吸收能力高于未覆蓋區(qū)。覆蓋區(qū)的麥苗吸收重金屬的能力依次為Cr>Cd>Hg>Zn>Ni>Pb>As>Cu;未覆蓋區(qū)的麥苗吸收重金屬的能力依次為Zn>Hg>Cr>Cu=Cd>Pb>Ni>As。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)的麥苗吸收重金屬的能力不同可能與土壤中重金屬含量、形態(tài)等有關(guān)。
3 小結(jié)
由于尾礦砂中含有Cu和Zn，造成覆蓋區(qū)土壤中Cu和Zn的含量高于未覆蓋區(qū)，其他6種元素的含量均低于未覆蓋區(qū)。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)8種重金屬的變異都為中等變異，各金屬元素在土壤中的含量還是比較穩(wěn)定的。
通過相關(guān)分析可以推斷出覆蓋區(qū)內(nèi)Cu和Zn來源于尾礦砂，其他6種重金屬在覆蓋區(qū)與未覆蓋區(qū)都具有同源或者伴生關(guān)系。
以未覆蓋區(qū)為背景值，從重金屬污染指數(shù)和潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)二者結(jié)合來看，潰壩物覆蓋區(qū)土壤重金屬污染比較輕微。
覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)對比，麥苗體內(nèi)重金屬含量規(guī)律與土壤中重金屬含量規(guī)律相反，這很可能與當(dāng)?shù)氐牟傻V活動有關(guān)。覆蓋區(qū)和未覆蓋區(qū)的麥苗吸收重金屬的能力不相同可能與土壤重金屬含量、形態(tài)有關(guān)系。
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摘要:
礦區(qū)周邊土壤重金屬污染對區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品和人體健康危害極大，為對個舊市大屯鎮(zhèn)稻田土壤重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行定量評價及預(yù)警分析，計算了6種重金屬元素(Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr)的綜合生態(tài)風(fēng)險指數(shù)(RI)、地累積指數(shù)(Igeo)和生態(tài)風(fēng)險預(yù)警指數(shù)(IER)。結(jié)果表明:研究區(qū)域6種重金屬平均風(fēng)險指數(shù)的大小順序為:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，Cd和砷元素的生態(tài)風(fēng)險指數(shù)平均值＞40，94.4%的土壤樣品處于中等風(fēng)險以上水平;重金屬元素的Igeo順序為Cd＞砷＞Pb＞Cr＞Cu＞Zn，Cd和砷元素有超過94.4%的土壤樣品處于中等污染以上水平。生態(tài)風(fēng)險預(yù)警評價結(jié)果顯示，66.7%采樣點(diǎn)處于生態(tài)風(fēng)險無警級別，33.3%采樣點(diǎn)處于生態(tài)風(fēng)險重警級別。綜合分析認(rèn)為，該區(qū)域主要是以Cd和砷為主的土壤重金屬復(fù)合污染，對已經(jīng)達(dá)到生態(tài)風(fēng)險重警級別的區(qū)域應(yīng)該采取相應(yīng)的土壤修復(fù)措施，對無警區(qū)域應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)控防止污染。
關(guān)鍵詞:
重金屬;生態(tài)風(fēng)險;風(fēng)險預(yù)警;個舊
云南省個舊市素以“錫都”著稱，是我國最大的錫礦所在地，長期的土法采礦煉礦不僅導(dǎo)致礦產(chǎn)資源有效利用率低，而且破壞了當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重的影響。黃玉等［1］對個舊錫礦區(qū)的不同輻射范圍進(jìn)行土壤污染調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)個舊市礦業(yè)活動區(qū)Pb、Cd、砷給當(dāng)?shù)卦斐蓸O高風(fēng)險。肖青青等［2］對個舊市雞街鎮(zhèn)的土壤重金屬污染調(diào)查評價發(fā)現(xiàn)土壤中Pb、Cd、Zn和Cu含量均超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)。土壤中的重金屬長期停留和積累在環(huán)境中，對生態(tài)環(huán)境和人體健康存在諸多現(xiàn)實(shí)和潛在風(fēng)險，選用一種或幾種正確的評價方式評價土壤中的重金屬污染程度對于環(huán)境和健康問題有著重要意義。前人對個舊礦區(qū)重金屬污染分布和風(fēng)險評價采用的主要方法有:Hakanson指數(shù)法［3］、單因子指數(shù)法［4］、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法［5］和地積累指數(shù)［6］。這些方法各有其適用條件和優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的局限［7－8］。生態(tài)風(fēng)險預(yù)警評價源于生態(tài)風(fēng)險評價，既具有Hakanson指數(shù)法、地積累指數(shù)法、臉譜圖法、綜合指數(shù)法、尼梅羅綜合指數(shù)法和污染負(fù)荷指數(shù)法等評價方法定量評價的特點(diǎn)，也能通過定量評價值與警度內(nèi)涵之間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)定性評價分析［9］。前期關(guān)于區(qū)域土壤污染評價的研究多采用單一的分析方法進(jìn)行重金屬風(fēng)險評價，針對個舊市大屯鎮(zhèn)水稻土的污染評價也僅局限于單因子指數(shù)、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法的污染分級評價，采用重金屬生態(tài)風(fēng)險評價和風(fēng)險預(yù)警的研究鮮見報道。本研究以云南省個舊市大屯鎮(zhèn)稻田土壤為研究對象，采用Ha-kanson指數(shù)法和地積累指數(shù)法對6種重金屬(Pb、Cd、砷、Zn、Cu、Cr)的含量進(jìn)行分析計算，評估其污染程度，定量評價生態(tài)風(fēng)險并作出風(fēng)險預(yù)警，以期為個舊市水稻土生態(tài)風(fēng)險預(yù)警和農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1土壤樣品的采集
個舊地區(qū)水稻生產(chǎn)區(qū)域主要集中在大屯鎮(zhèn)，本試驗地點(diǎn)位于云南省個舊市礦區(qū)周邊大屯鎮(zhèn)稻田種植區(qū)。采樣點(diǎn)集中在23°2'56″～24°2'56″N和103°14'11″～104°22'55″E的研究稻田。2015年3月12日，參照《NY/T395－2000農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，分別按照不同的取樣地塊采集0～20cm土壤樣品，每個樣品由5個五點(diǎn)法取樣的子樣品混合而成，共采集54個樣品。土壤樣品自然風(fēng)干，去除雜物，磨碎后過100目尼龍篩，用自封袋保存待測。
1.2樣品的測定
土壤pH值用酸度計(STARTER3100，奧豪斯儀器(上海)有限公司)測定，固液比值為1∶2.5［10］;重金屬總量測定采用HF－HClO4－HNO3消解法［11］。所用試劑為優(yōu)級純，試驗用水為去離子水。樣品溶液中重金屬元素鉛、鎘、砷、鋅、銅和鉻采用ICP－MS(ELANDRC－e型，美國PerkinElmer公司)進(jìn)行分析測定。
1.3評價方法
1.3.1潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法
評價潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法是1980年由瑞典科學(xué)家Hakanson［12］提出的評價方法。該方法綜合考慮了重金屬含量、環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)和重金屬毒性等因素而被廣泛用于土壤中重金屬污染風(fēng)險分析［13－14］。其計算公式如下:Cri=Ci/Cni(1)Eri=Tri×Cri(2)RI=∑ni=1(Eri)=∑ni=1(Tir×Cir)(3)式中:Cri為土壤中重金屬i的富集系數(shù);Ci為重金屬i的實(shí)測數(shù)據(jù);Cni為計算所需的參比值，本文采用云南省土壤質(zhì)量背景值作為參比值;Eri為土壤中重金屬i的潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù);Tri為沉積物中重金屬i的毒性系數(shù)，本研究中Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr6種元素的毒性系數(shù)分別為5、30、10、1、5和2;RI為土壤中多種重金屬的綜合潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)。潛在生態(tài)風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1.3.2地累積指數(shù)法
地積累指數(shù)法是在1969年由Muller［15］提出的用于評價水環(huán)境沉積物中重金屬的方法。該方法考慮了自然成巖作用對背景值的影響，也考慮了人為活動對環(huán)境的影響，近年來，被國內(nèi)外學(xué)者用于評價土壤重金屬的污染程度［16－17］。計算公式為:Igeo=log2［Ci/(K×Cin)］(4)式中:Ci是土壤中元素n的實(shí)測值;Cni為普通頁巖中元素i的地球化學(xué)背景值，本文采用云南省土壤質(zhì)量背景值作為參比值;K為消除各地巖石差異可能引起背景值的差異(一般取值為1.5)。其污染等級分為0～6級，見表2。
1.3.3重金屬生態(tài)風(fēng)險預(yù)警
對于個舊市大屯鎮(zhèn)稻田土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險預(yù)警，采用Rapant等［18］提出的生態(tài)風(fēng)險預(yù)警指數(shù)法進(jìn)行預(yù)警評估，預(yù)警分級標(biāo)準(zhǔn)見表3。公式為:IER=∑ni=1IERi=∑ni=1(CAi/CRi－1)(5)式中:CAi表示重金屬i的實(shí)測數(shù)據(jù);CRi表示重金屬i的背景參比值，本文的背景參比值采用《GB15618－95國家土壤二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估》(表4);IERi為重金屬i的生態(tài)風(fēng)險預(yù)警指數(shù);IER表示各采樣點(diǎn)土壤樣品的生態(tài)風(fēng)險預(yù)警指數(shù)。
2結(jié)果與分析
2.1水稻土重金屬基本參數(shù)統(tǒng)計特征分析
土壤重金屬基本參數(shù)統(tǒng)計描述如表4所示。結(jié)果表明，土壤樣品中Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr含量的平均值分別為180.57、1.96、136.55、133.44、84.09和145.71mg/kg。研究地土壤pH值為7.03±0.44，按照《GB15618－1995土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)，重金屬超標(biāo)的元素有Cd和砷，超標(biāo)倍數(shù)分別為2.27、4.46。與喬鵬煒等［19］2014年調(diào)查研究云南個舊錫礦區(qū)大屯盆地農(nóng)田土壤重金屬平均值相比，本研究中Pb和Zn元素明顯較低，Cr元素明顯較高，其他元素含量平均值相差不大。6種重金屬元素的變異系數(shù)在12.17%～74.54%，屬于中等變異程度，其中Pb、Cd和砷3種元素變異程度相對較大，說明其易受外源因子干擾。土壤重金屬元素和pH值相關(guān)分析結(jié)果見表5。大屯鎮(zhèn)礦區(qū)周邊水稻土多數(shù)重金屬元素之間存在相關(guān)性，Pb與Cd、砷和Zn的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)。Cd與砷和Zn的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)。Cu與Cr的相關(guān)系數(shù)為0.757，相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P＜0.01)。這表明，該區(qū)域水稻土Pb、Cd、砷和Zn可能具有相似的來源，呈現(xiàn)相互伴隨的復(fù)合污染現(xiàn)象，而Cu和Cr的來源途徑也具有相似性。土壤pH與Pb呈極顯著正相關(guān)，與Cd和砷呈顯著正相關(guān)，而與Zn、Cu和Cr相關(guān)性不顯著。
2.2土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險評價
經(jīng)計算，研究區(qū)域稻田土壤重金屬元素的潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù)(Ei)和綜合生態(tài)風(fēng)險指數(shù)(Ri)如表6所示。從單個重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù)可以看出，研究區(qū)域6種重金屬平均風(fēng)險指數(shù)的大小順序為:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，Pb、Zn、Cu、Cr這4種元素的風(fēng)險指數(shù)平均值＜40，均屬于輕度生態(tài)危害，對該區(qū)域土壤生態(tài)污染的貢獻(xiàn)率較低;其中Cd平均潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)為267.33，達(dá)到很強(qiáng)生態(tài)危害程度，砷平均潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)為74.21，達(dá)到中度生態(tài)危害程度，其余元素均未達(dá)到輕度生態(tài)危害的上限標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)土壤重金屬潛在危害系數(shù)所對應(yīng)的潛在危害程度頻數(shù)的統(tǒng)計(表7)，按照污染程度分級，Cd元素潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù)達(dá)到強(qiáng)度、很強(qiáng)和極強(qiáng)生態(tài)危害的比例分別為11.1%、61.1%和22.2%;砷元素潛在生態(tài)風(fēng)險系數(shù)達(dá)到中等、強(qiáng)度和很強(qiáng)生態(tài)危害的比例分別為77.8%、5.6%和11.1%。這表明Cd和砷元素對該區(qū)域土壤生態(tài)污染的貢獻(xiàn)率較高。土壤重金屬綜合生態(tài)風(fēng)險指數(shù)(RI)平均值為1114.98，屬于很強(qiáng)生態(tài)危害水平;輕度、很強(qiáng)和極強(qiáng)生態(tài)危害的比例分別為16.7%、50.0%和33.3%。
2.3土壤重金屬地積累指數(shù)
以土壤環(huán)境背景值作為地球化學(xué)背景值，計算稻田土壤中重金屬的Igeo并進(jìn)行分級，結(jié)果如表8。從表中可以看出，除Zn外，其余5種重金屬元素的地積累指數(shù)平均值均＞0。Pb、Cd、砷和Cu元素的最大值都＞1，達(dá)到中等污染程度以上。從土壤樣品污染分級比例可以看出，Cd元素污染比例最大，達(dá)94.4%，其中有11.1%的土壤樣品屬于中等污染，66.7%屬于中等－強(qiáng)污染，11.1%屬于強(qiáng)污染，5.6%土壤樣品到達(dá)強(qiáng)－極嚴(yán)重污染。砷元素的污染比例也達(dá)到94.4%，其中有22.2%的土壤樣品屬于中等污染，61.1%屬于中等－強(qiáng)污染，有11.1%達(dá)到強(qiáng)污染水平。Zn元素的污染比例最低，僅有44.4%的土壤樣品屬于輕度污染。整體統(tǒng)計分析各元素可知，Pb、Cd和砷元素的地積累指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差較大，表明土壤樣品中這3種元素地積累指數(shù)值離散程度較大，即變異程度較大。
2.4重金屬生態(tài)風(fēng)險預(yù)警
采用生態(tài)風(fēng)險預(yù)警評估法分別計算了研究區(qū)域稻田土壤中重金屬Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr的生態(tài)風(fēng)險預(yù)警指數(shù)，評估了土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險預(yù)警級別，結(jié)果見表9。從IER分級比例可以看出，該研究區(qū)域稻田土壤中主要重金屬污染為砷、Cd。按照生態(tài)風(fēng)險分級，砷元素生態(tài)風(fēng)險指數(shù)達(dá)到輕警、中警和重警的比例分別為11.1%、66.7%和16.7%;Cd元素生態(tài)風(fēng)險指數(shù)達(dá)到輕警、中警和重警的比例分別為61.1%、16.7%和5.6%。從綜合指數(shù)來看，該區(qū)域有66.7%樣點(diǎn)處在無警級別，屬于最低生態(tài)風(fēng)險，有33.3%樣點(diǎn)處于重警級風(fēng)險狀態(tài)，屬于高生態(tài)風(fēng)險。
3討論
李江燕等［20］對個舊市大屯鎮(zhèn)蔬菜地土壤進(jìn)行健康風(fēng)險評價，發(fā)現(xiàn)Zn、Cu、Cd質(zhì)量比嚴(yán)重超標(biāo)，分別達(dá)到412.73mg/kg、132.86mg/kg、1.60mg/kg。喬鵬偉等［19］采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法對大屯盆地農(nóng)田土壤進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評價發(fā)現(xiàn)，Cd和砷兩種元素對危害的貢獻(xiàn)率高達(dá)87%。本研究結(jié)果也表明，個舊市大屯鎮(zhèn)稻田土壤重金屬污染特征主要表現(xiàn)為以Cd和砷為主的重金屬復(fù)合污染，Cd和砷分別超出《GB15618－1995土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)2.27、4.46倍。因此，研究區(qū)域稻田土壤Cd和砷具有較大的潛在生態(tài)危害，應(yīng)作為該區(qū)域主要的修復(fù)和防控目標(biāo)。本研究所采用的兩種土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險評估方法的評價結(jié)果存在一定的差異。土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)評價結(jié)果表明，6種重金屬元素，有83.3%的土壤樣點(diǎn)超過很強(qiáng)污染程度。研究區(qū)域重金屬平均風(fēng)險指數(shù)的從大到小排序為:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，Cd和砷元素達(dá)到中等生態(tài)危害及以上的比例為94.4%，其余元素均處于輕度生態(tài)危害程度。土壤重金屬地積累指數(shù)評價結(jié)果表明，除Zn和Cr元素其余元素都有不同比例處于中等污染程度，按照每種元素的地積累指數(shù)平均值，從大到小的順序為:Cd＞砷＞Pb＞Cr＞Cu＞Zn。兩種評價方法的結(jié)果都表明Cd和砷對土壤重金屬污染的貢獻(xiàn)率最大，其他元素貢獻(xiàn)率大小的差異可能在于生態(tài)風(fēng)險指數(shù)評價法對不同重金屬賦予了相應(yīng)的毒性系數(shù)，而地積累指數(shù)法為消除各地巖石差異而引入系數(shù)K(一般取值為1.5)，重金屬元素之間沒有差別［20－21］。采用生態(tài)風(fēng)險預(yù)警指數(shù)(IER)進(jìn)行預(yù)警分析認(rèn)為，研究區(qū)域稻田土壤受到Cd和砷元素的污染，Pb和Cu有一部分預(yù)警級別是預(yù)警，Zn和Cr元素的預(yù)警級別是無警?？傮w評估研究區(qū)域IER有33.3%預(yù)警類型為重警，說明該研究區(qū)域有1/3的稻田土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能嚴(yán)重退化，生態(tài)環(huán)境受到較大破壞，且受外界干擾后恢復(fù)困難，生態(tài)問題較大，生態(tài)災(zāi)害較多［23］。土壤中Cd和砷對水稻安全質(zhì)量影響較大，建議調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)種植較好的高梁抗性品種［24］，或采取種植低累積重金屬水稻品種［25］，使用降低土壤重金屬有效性的鈍化劑和施用技術(shù)［26－27］、稻田水分管理技術(shù)［28］、鈍化劑與農(nóng)藝聯(lián)合調(diào)控技術(shù)［29－30］等措施對區(qū)域農(nóng)田進(jìn)行修復(fù)和安全利用。
4結(jié)論
(1)研究地稻田土壤中的Cd、砷、Cu質(zhì)量比均超出《GB15618－1995土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)，水稻土Pb、Cd、砷和Zn可能具有相似的來源，呈現(xiàn)相互伴隨的復(fù)合污染現(xiàn)象。
(2)根據(jù)土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)的評價結(jié)果，研究區(qū)域6種重金屬平均風(fēng)險指數(shù)的大小順序為:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，其中Cd和砷元素對該區(qū)域土壤生態(tài)污染的貢獻(xiàn)率較高，有超過94.4%的土壤樣品處于中等生態(tài)風(fēng)險以上水平。土壤重金屬綜合生態(tài)風(fēng)險指數(shù)(RI)僅有83.3%處于很強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險以上水平。
(3)土壤重金屬地積累指數(shù)的評價結(jié)果表明，6種重金屬元素含量的平均值只有Zn元素尚處于無污染水平，Cd、砷元素有超過72.2%的土壤樣品處于中等污染以上水平，需要嚴(yán)格控制人為活動引入這幾種元素，避免重金屬的累積對土壤生態(tài)環(huán)境的危害。
(4)從土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險預(yù)警的評價結(jié)果可知，研究區(qū)域33.3%屬于重警區(qū)，應(yīng)該采取相應(yīng)的土壤修復(fù)措施，在農(nóng)耕區(qū)改種非食用作物，必要時可以進(jìn)行土壤污染治理，提高當(dāng)?shù)鼐用竦沫h(huán)境保護(hù)意識。對無警區(qū)應(yīng)該監(jiān)控可能引起土壤污染來源，防止土壤污染。
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關(guān)鍵詞：土壤環(huán)境質(zhì)量；環(huán)境監(jiān)測；風(fēng)險點(diǎn)位
中圖分類號：X833
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2017）8010702
1引言
土壤環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測工作，是推動土壤環(huán)境風(fēng)險管控、促進(jìn)土壤資源持續(xù)利用、維護(hù)公眾健康的重大民生工程，對保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和人居環(huán)境安全具有重要意義。為貫徹落實(shí)國務(wù)院辦公廳《近期土壤環(huán)境保護(hù)和綜合治理工作安排》文件精神，完善土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，深入推進(jìn)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作，環(huán)保部在全國范圍內(nèi)開展重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險點(diǎn)位布設(shè)工作。
2點(diǎn)位布設(shè)原則
湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險點(diǎn)位布設(shè)遵循針對性、全面性、前瞻指導(dǎo)性原則，重點(diǎn)關(guān)注已經(jīng)污染或可能存在污染的重點(diǎn)區(qū)域，以污染土壤和存在污染風(fēng)險的土壤為監(jiān)測重點(diǎn)，以重點(diǎn)防控重金屬污染為主線，力爭清楚湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤污染空間分布、風(fēng)險狀態(tài)和變化趨勢。主要選取污染行業(yè)企業(yè)周邊、工業(yè)園區(qū)周邊、油田采礦區(qū)周邊地區(qū)、固廢集中處置場周邊地區(qū)、歷史污染區(qū)域及周邊、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場及周邊、集中式飲用水源地保護(hù)區(qū)、果蔬菜種植基地等需要重點(diǎn)關(guān)注的風(fēng)險區(qū)域。
3點(diǎn)位布設(shè)情況
湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險點(diǎn)位共布設(shè)954個：其中污染行業(yè)企業(yè)（含工業(yè)園）周邊320個，固廢集中處理處置場周邊116個，采礦區(qū)周邊88個，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場周邊90個，歷史污染區(qū)域及周邊129個，集中式飲用水源地保護(hù)區(qū)96個，果蔬菜種植基地115個，形成了較為完善的土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險點(diǎn)位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，以重點(diǎn)防控重金屬污染為主線，基本代表了湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤污染空間分布、風(fēng)險狀態(tài)和變化趨勢的要求。
3.1污染行業(yè)企業(yè)（含工業(yè)園區(qū)）及周邊
共監(jiān)測污染行業(yè)企業(yè)（含工業(yè)園區(qū)）80家，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位320個，主要根據(jù)湖南省行業(yè)特點(diǎn)、企業(yè)規(guī)模、污染物排放量以及對土壤環(huán)境的影響程度等因數(shù)綜合確定，主要涉及有色金屬、鉛蓄電池、電鍍、皮革、石化、醫(yī)藥等重點(diǎn)行業(yè)。
針對企業(yè)的不同污染類型，采樣不同的布點(diǎn)方法。其中，廢氣污染企業(yè)在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，距離企業(yè)75 m、200 m、400 m處各設(shè)置一個監(jiān)測點(diǎn)；廢水污染企業(yè)沿廢水排放水道，距離企業(yè)75 m、200 m、400 m處各設(shè)置一個監(jiān)測點(diǎn)；同時，在企業(yè)場界2000 m以外（風(fēng)向上風(fēng)向或水流向上游）布設(shè)1個對照監(jiān)測點(diǎn)。
3.2固廢集中處理處置場周邊
共監(jiān)測17個固廢集中處理處置場地，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)116個， 重點(diǎn)選擇使用時間在3年以上的填埋、堆放、焚燒處理處置場地。
針對固廢集中處理處置場地主要在其廢水排放方向75 m、200 m、400 m處各設(shè)置一個監(jiān)測點(diǎn)，在其他三個方向上200 m處各設(shè)置一個監(jiān)測點(diǎn)。若某方向土地利用類型無法取土，則在可取土方向1 km內(nèi)適當(dāng)位置布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)。
3.3采礦區(qū)周邊
共選取18個采礦區(qū)，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)88個，主要考慮對周邊生態(tài)環(huán)境影響和破壞程度較大的開發(fā)規(guī)模級別為大中型以上的礦山。
監(jiān)測點(diǎn)位主要布設(shè)在以礦口為端點(diǎn)，往非山體一側(cè)做90°扇形，在扇形兩條邊上距離端點(diǎn)100 m、500 m、1000 m位置處。
3.4規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場周邊
選取22個規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)90個，重點(diǎn)選擇500頭以上的豬、3萬羽以上的雞和100頭以上的牛等規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場。同時在養(yǎng)殖場500 m范圍內(nèi)采用網(wǎng)格法進(jìn)行隨機(jī)布點(diǎn)，網(wǎng)格大小為100 m×100 m，每個養(yǎng)殖場布設(shè)3～5個監(jiān)測點(diǎn)和1個對照點(diǎn)。
3.5歷史污染區(qū)域及周邊
共選取20個歷史污染區(qū)域，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)129個，主要選取由于企業(yè)搬遷后的遺留或遺棄場地及歷史上因污水灌溉造成的污染區(qū)域。布點(diǎn)原則為在污染區(qū)及500 m緩沖區(qū)范圍內(nèi)采用網(wǎng)格法進(jìn)行隨機(jī)布點(diǎn)，網(wǎng)格大小為100 m×100 m，隨機(jī)布設(shè)5～7個監(jiān)測點(diǎn)。
3.6飲用水源地
共選取30個飲用水源地，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)96個，主要選取縣級以上集中式飲用水源地、備用水源地，優(yōu)先選取服務(wù)50萬人口及以上的集中式飲用水源地。點(diǎn)位選取以各水源地保護(hù)區(qū)范圍作為監(jiān)測區(qū)域。每個水源地保護(hù)區(qū)布設(shè)3～5個監(jiān)測點(diǎn)，同時在取水口附近監(jiān)測一個點(diǎn)。
3.7果蔬菜種植基地
共選取23個果蔬菜種植基地，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)115個，重點(diǎn)選擇各市州當(dāng)?shù)刈钪饕墓卟朔N植基地（100畝以上），優(yōu)先選擇城鄉(xiāng)結(jié)合部的果蔬菜種植基地。布點(diǎn)原則為在種植基地范圍內(nèi)采用網(wǎng)格法進(jìn)行隨機(jī)布點(diǎn)，網(wǎng)格大小為100 m×100 m，隨機(jī)布設(shè)5～7個監(jiān)測點(diǎn)。
4結(jié)論與思考
本次湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險點(diǎn)位共布設(shè)954個，基本代表了湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤污染空間分布、風(fēng)險狀態(tài)和變化趨勢的要求。
重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險點(diǎn)位布設(shè)為下一步開展湖南省土壤詳查打下了基礎(chǔ)，為初步掌握湖南省重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險提供了支撐。
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關(guān)鍵詞：底泥重金屬 污染現(xiàn)狀 變化趨勢
The "eleventh five-year plan" period haimen main river of the sediment of heavy metal pollution survey
Zhang haifeng
（Environmental monitoring station haimen, Haimen Jiangsu226100）
Abstract:Based on the main river sediment heavy metals in haimen monitoring results, and points out that the analysis of the present situation and inland river sediment pollution change trend, to improve the production condition inland sediment quality mainly provides useful advice
Keywords: SedimentHeavy metalPollution situation Change trend
研究表明，受污染的水-沉積物系統(tǒng)中，液態(tài)和固態(tài)之間存在著非常復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物學(xué)過程，它們的相關(guān)變化依賴于水環(huán)境條件和沉積物的來源和構(gòu)成。由于水體中的重金屬元素污染物不易降解，大部分會迅速地由液相轉(zhuǎn)入固相中，即迅速的結(jié)合到懸浮物和沉積物中。結(jié)合于懸浮物中的重金屬元素在被水流搬運(yùn)的過程中，當(dāng)負(fù)荷超過搬運(yùn)能力時，最終轉(zhuǎn)入沉積物中，導(dǎo)致沉積物中重金屬元素的含量比相應(yīng)液相中重金屬元素的含量高出很多倍。累積在底泥中的重金屬元素不是固定不變的，在一定條件下，重金屬元素會再次進(jìn)入水體中造成二次污染，是一個潛在的二次污染源。沉積物具有反映水系統(tǒng)狀況的意義，是水體污染的指示劑，其環(huán)境質(zhì)量在很大程度上反映著水體的污染狀況。因此對底泥中重金屬元素的調(diào)查與研究具有什么重要的意義。
1、 底泥監(jiān)測概況
1.1概況
“十一五”期間，海門市對主要河流海門河、通啟河、通呂河、圩角河開展了內(nèi)河底質(zhì)監(jiān)測，共布設(shè)了5個監(jiān)測斷面，底泥監(jiān)測斷面與河流水質(zhì)常規(guī)采樣點(diǎn)位一致，分別為通啟河常樂閘斷面、通呂河貨隆大橋斷面、通啟河海洪大橋斷面、海門河?xùn)|洲大橋斷面、圩角河秀山大橋斷面。監(jiān)測頻次為每年一次，主要監(jiān)測項目為總砷、總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總銅6個項目。
1.2樣品采集
底泥監(jiān)測點(diǎn)采用GPS確定采樣點(diǎn)具置，采用抓斗式采樣器采集樣品。
1.3樣品預(yù)處理
采樣后樣品置于樣品袋中密封保存，運(yùn)至實(shí)驗室。將樣品中剔除雜物，采用自然風(fēng)干的方法對底泥進(jìn)行脫水處理，磨碎后再進(jìn)行分篩制備，并測定底泥樣品中的含水量。
1.4樣品分析方法
樣品分析方法見表1
表1底泥監(jiān)測項目分析方法
監(jiān)測項目 分析方法及標(biāo)準(zhǔn)
總砷 《土壤質(zhì)量 總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法 第2部分：土壤中總砷的測定》（GB/T22105.2-2008）
總汞 《土壤質(zhì)量 總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法 第1部分：土壤中總汞的測定》（GB/T22105.1-2008）
總鉻 《土壤質(zhì)量 總鉻的測定火焰原子吸收分光光度法》HJ491-2009
總鎘 《土壤質(zhì)量 鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》GB/T17141-1997
總鉛 《土壤質(zhì)量 鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》GB/T17141-1997
總銅 《土壤質(zhì)量 銅的測定火焰原子吸收分光光度法》GB/T17138-1997
2.評價方法與評價標(biāo)準(zhǔn)
2.1評價方法
底質(zhì)中各污染物單項評價中污染指數(shù)計算公式：
式中： ――污染指數(shù)；――污染物實(shí)測值； ――污染物評價標(biāo)準(zhǔn)。
底質(zhì)綜合評價采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)：
式中：――底質(zhì)綜合污染指數(shù)； ――各單項指標(biāo)中最高值；
――各單項指標(biāo)的均值。
底質(zhì)變化趨勢定量分析采用spearman秩相關(guān)系數(shù)法，秩相關(guān)系數(shù)rs計算方法如下：
式中:di=Xi-Yi；
Xi－時間周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號；
Yi－按時間順序排列的序號；
N－時間周期數(shù)（如5年、5月等）
當(dāng)rs＞W(wǎng)p則表明變化趨勢有顯著意義，如果rs是負(fù)值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢；如果rs為正值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈上升趨勢或加重趨勢；當(dāng)rs≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義：說明在評價時段內(nèi)底泥變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。
2.2評價標(biāo)準(zhǔn)
由于國內(nèi)沒有統(tǒng)一明確的底泥評價標(biāo)準(zhǔn)，本文評價標(biāo)準(zhǔn)以南通市1987年農(nóng)業(yè)土壤背景調(diào)查結(jié)果為參照值，標(biāo)準(zhǔn)見表2。分級標(biāo)準(zhǔn)見表3。
表2 農(nóng)業(yè)土壤中部分元素評價標(biāo)準(zhǔn)單位：毫克/千克
元素 汞 砷 鉛 鎘 鉻 銅
含量 0.113 5.86 25.3 0.557 57.1 27.5
表3 底質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)
污染等級 污染狀況 綜合污染指數(shù)
Ⅰ 安全 Ph≤1.0
Ⅱ 輕污染 1.0＜Ph≤5.0
Ⅲ 中污染 5.0＜Ph≤10
Ⅳ 重污染 10＜Ph≤20
Ⅴ 嚴(yán)重污染 20＜Ph
3、現(xiàn)狀評價與趨勢分析
3.1底泥現(xiàn)狀
2010年全市主要內(nèi)河底質(zhì)均受到不同程度的污染，污染等級為Ⅱ級，屬輕污染。全市內(nèi)河底質(zhì)的鉻、鉛、砷和銅全部超過標(biāo)準(zhǔn)，鎘和汞的污染也較為普遍。各項監(jiān)測結(jié)果見表4.
按綜合污染指數(shù)由大到小排列，海門市內(nèi)河底泥污染程度由重到輕依次為海門河>圩角河>通呂河>通啟河>。
表42010年海門市內(nèi)河底質(zhì)監(jiān)測評價結(jié)果表單位：毫克/千克
區(qū)域 項目 綜合污染指數(shù) 污染等級 污染狀況
汞 砷 鉛 鎘 鉻 銅
通啟河 0.080 8.95 28.8 0.11 68.2 21.6 1.26 Ⅱ 輕污染
通呂河 0.090 9.50 29.4 0.15 66.5 23.9 1.34 Ⅱ 輕污染
海門河 0.090 11.90 30.7 0.19 64.7 21.2 1.61 Ⅱ 輕污染
圩角河 0.090 10.90 30.6 0.10 74.3 21.5 1.50 Ⅱ 輕污染
3.2變化趨勢
“十一五”期間，全市內(nèi)河底泥監(jiān)測評價結(jié)果見表5，采用秩相關(guān)系數(shù)法對內(nèi)河底泥綜合污染指數(shù)進(jìn)行趨勢分析（表6、圖1），結(jié)果表明：
通啟河底泥綜合污染指數(shù)無變化，底泥質(zhì)量無變化，砷、鎘和銅濃度總體上呈下降趨勢，其它污染物濃度基本呈震蕩式變化趨勢。
通呂河底泥綜合污染指數(shù)呈不顯著上升趨勢，底泥質(zhì)量無明顯變化，底泥中各污染物濃度基本呈震蕩式變化趨勢。
海門河底泥綜合污染指數(shù)不顯著上升趨勢, 底泥質(zhì)量無明顯變化，底泥中各污染物濃度基本呈震蕩式變化趨勢。
圩角河底泥綜合污染指數(shù)呈不顯著上升趨勢，底泥質(zhì)量無明顯變化，鉛和鉻濃度總體上呈上升趨勢，銅濃度呈下降趨勢，其它污染物基本呈震蕩式變化趨勢。
表5 2006～2010年內(nèi)河底質(zhì)監(jiān)測結(jié)果單位：毫克/千克
區(qū)域 年份 項目 綜合污染指數(shù) 污染級別
汞 砷 鉛 鎘 鉻 銅
通啟河 2006 0.040 0.49 30.2 0.22 81.8 34.8 1.15 Ⅱ
2007 0.090 11.2 30.1 0.61 44.6 25.6 1.56 Ⅱ
2008 0.090 9.61 32.2 0.56 45.6 28.4 1.39 Ⅱ
2009 0.070 9.41 24.2 0.14 62.8 26.8 1.31 Ⅱ
2010 0.080 8.95 28.8 0.11 68.2 21.6 1.26 Ⅱ
通呂河 2006 0.020 0.82 32.4 0.23 72.6 33.4 1.05 Ⅱ
2007 0.100 7.71 39.9 0.71 35.6 23.0 1.35 Ⅱ
2008 0.100 9.97 31.0 0.42 39.2 28.8 1.41 Ⅱ
2009 0.080 9.35 28.6 0.13 66.7 25.6 1.32 Ⅱ
2010 0.090 9.50 29.4 0.15 66.5 23.9 1.34 Ⅱ
海門河 2006 0.080 0.41 31.6 0.27 72.7 34.7 1.08 Ⅱ
2007 0.110 9.92 20.7 0.53 43.4 25.0 1.39 Ⅱ
2008 0.100 8.85 34.5 0.58 43.2 30.4 1.32 Ⅱ
2009 0.080 8.94 26.8 0.17 57.0 24.7 1.25 Ⅱ
2010 0.090 11.90 30.7 0.19 64.7 21.2 1.61 Ⅱ
圩角河 2006 0.050 0.52 28.7 0.31 73.0 37.4 1.12 Ⅱ
2007 0.080 12.20 25.6 0.56 35.2 27.8 1.65 Ⅱ
2008 0.100 9.95 27.4 0.73 46.3 27.4 1.44 Ⅱ
2009 0.070 8.79 27.7 0.10 64.2 22.3 1.23 Ⅱ
2010 0.090 10.90 30.6 0.10 74.3 21.5 1.50 Ⅱ
表62006～2010年內(nèi)河底質(zhì)綜合污染指數(shù)趨勢分析
年份 通啟河 通呂河 海門河 圩角河
2006 1.15 1.05 1.08 1.12
2007 1.56 1.35 1.39 1.65
2008 1.39 1.41 1.32 1.44
2009 1.31 1.32 1.25 1.23
2010 1.26 1.34 1.61 1.50
rs 0 0.2 0.6 0.3
趨勢判斷 無變化 上升 不顯 上升 不顯 上升 不顯
圖12006-2010年海門市主要河流底泥綜合污染指數(shù)趨勢圖
4、結(jié)果分析
關(guān)鍵詞 水環(huán)境；污染原因；治理對策；天津市
中圖分類號 X52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）03-0242-02
天津市位于海河流域下游，河流水系眾多，流經(jīng)該市的行洪河道19條，總長約1 100 km；排水河道109條，總長1 890 km。多年來，天津市不斷加大河道治理力度，尤其通過3年水環(huán)境綜合治理和清水工程的實(shí)施，全市河道水生態(tài)環(huán)境明顯改善。隨著天津市經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，對河道防洪、供水、排澇和保障生態(tài)環(huán)境的要求也越來越高。目前，天津市部分河道水質(zhì)仍然較差，主要原因是污染治理滯后以及入境水量減少，主要河道中其劣V類水體長度所占比例達(dá)76%。此外，河道、堤岸環(huán)境仍存在不同程度的臟亂現(xiàn)象，傾倒垃圾、圍墾放養(yǎng)、違法占用等問題時有發(fā)生，主要原因是管理缺失、沿河村鎮(zhèn)密集等，嚴(yán)重影響了河道水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，亟需強(qiáng)化管理?，F(xiàn)對天津市水污染的主要原因進(jìn)行分析，并提出治理對策。
1 水環(huán)境污染的主要原因
1.1 環(huán)境保護(hù)意識差，投入不足
許多生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營管理者，片面追求經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)境保護(hù)意識較差，忽視環(huán)境效益，未意識到保護(hù)河道水環(huán)境的重要性和緊迫性，不注重可持續(xù)發(fā)展。此外，在環(huán)境保護(hù)方面的投入較少，污染治理資金不足，影響污水處理進(jìn)程，尤其是建設(shè)城市污水處理設(shè)施方面，經(jīng)費(fèi)難以到位。在法律、法規(guī)方面，雖然有一定執(zhí)法依據(jù)，但是由于種種原因，執(zhí)法力度一定程度上仍然不夠。
1.2 工業(yè)污染與生活污染嚴(yán)重
污染排放總量增長速度快，主要污染物排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水環(huán)境自凈能力。沿河周邊工廠每年排入河道廢水量加上一些企業(yè)廢水偷排、漏排、排污量更大。不少企業(yè)無力治理產(chǎn)生的廢水，未經(jīng)處理就直接排放。隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后，而城鎮(zhèn)污水排放量增加，不能滿足污水處理廠的運(yùn)營要求，沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水未經(jīng)任何處理，直接排入河中。河床成為傾倒建筑垃圾和生活垃圾的場所，白色污染嚴(yán)重，造成堵塞。
1.3 生態(tài)破壞和農(nóng)業(yè)污染加劇
公路建設(shè)造成的水土流失，由于歷史原因，至今恢復(fù)緩慢，河床增高，河道堵塞，流域水量減少。生態(tài)環(huán)境的破壞加劇了河道水環(huán)境的污染。河流自凈能力降低，環(huán)境容量不足。農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中過量使用農(nóng)藥、化肥等，造成水環(huán)境污染[1-3]；流域周邊的規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)日漸發(fā)展，廢水產(chǎn)生量大且濃度高，僅進(jìn)行初級處理就直接排入河流中，引起污染。
2 治理對策
2.1 組織協(xié)調(diào)機(jī)制
一是成立市河道水生態(tài)環(huán)境管理領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)研究、部署、監(jiān)督實(shí)施河道水生態(tài)環(huán)境治理和管理計劃，審定河道水生態(tài)環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)、制度、考核辦法和考核結(jié)果，協(xié)調(diào)解決河道水生態(tài)環(huán)境的重大問題。領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室。二是各區(qū)縣也要成立水生態(tài)環(huán)境管理領(lǐng)導(dǎo)小組，完善具體工作方案，細(xì)化工作分工，確定水生態(tài)環(huán)境管理的工作任務(wù)和目標(biāo)，編制《水生態(tài)環(huán)境管理工作方案》，制定《水生態(tài)環(huán)境管理規(guī)劃》，充分發(fā)揮組織協(xié)調(diào)和推動作用。各區(qū)縣組建指揮部和相應(yīng)工作機(jī)構(gòu)，專題研究確定水生態(tài)環(huán)境管理具體措施，落實(shí)各項工作措施，保證水生態(tài)環(huán)境管理工作的順利進(jìn)行。與上級有關(guān)部門溝通協(xié)調(diào)，積極推動上游水源保護(hù)工作，加大上游水源保護(hù)推動力度。
2.2 嚴(yán)格落實(shí)“河長制”管理
一是完善“河長制”管理辦法，治理一條、納管一條，確保治理成效。二是完善考核評價制度，健全干部績效考核機(jī)制；完善督查通報制度和問責(zé)制，落實(shí)責(zé)任追究制度；通過建章立制，取得實(shí)際效果。三是配備專業(yè)設(shè)備，培育社會化養(yǎng)護(hù)隊伍，“河長制”考核實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、常態(tài)化和長效化，要建立臺賬、完善措施，制定河道水環(huán)境巡視檢查和管理養(yǎng)護(hù)制度，加強(qiáng)河道日常保潔管理，實(shí)現(xiàn)河道全方位“網(wǎng)格化”管理。四是創(chuàng)新思維，創(chuàng)新形式，加強(qiáng)培訓(xùn)，提升監(jiān)督員隊伍整體業(yè)務(wù)水平。就加強(qiáng)監(jiān)督、規(guī)范流程、履行職責(zé)等內(nèi)容展開培訓(xùn)，及時總結(jié)水環(huán)境治理和河長制社會監(jiān)督工作情況。五是強(qiáng)化入河排污口門的治理。加強(qiáng)截污、治污和水資源保護(hù)，實(shí)施入河排污口截污治理，確保無污水直排；加強(qiáng)排水口門監(jiān)管，確保污水處理達(dá)標(biāo)排放；做好入河排污口門治理工程的核驗工作，確保質(zhì)量和治理成效。
2.3 加大宣傳力度，嚴(yán)格依法行政
加強(qiáng)水資源宣傳，開展多層次、多形式的水資源知識宣傳教育，增強(qiáng)全社會的水資源節(jié)約保護(hù)意識。建立公眾參與的管理監(jiān)督機(jī)制，通過聽證、召開征求意見會等多種形式，廣泛聽取社會意見，營造全民參與水環(huán)境保護(hù)的社會氛圍。遵循環(huán)保法，結(jié)合地方實(shí)際，分門別類制定環(huán)保具體措施。在河道與道路交口處設(shè)置各類警示牌，制定具體措施，規(guī)范人們的行為。強(qiáng)化日常巡查管理，建立水政、公安、工程管理人員“三位一體”聯(lián)合執(zhí)法機(jī)制，并在沿線組建專業(yè)保潔隊伍，加快推進(jìn)精細(xì)化管理，使水域違章違法現(xiàn)象明顯減少。
2.4 積極治理工業(yè)污染源和生活污染源
要進(jìn)行綜合治理，對河道產(chǎn)生污染源的企業(yè)實(shí)施關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、改、治、遷等相應(yīng)措施，制定相關(guān)配套政策，達(dá)標(biāo)排放的污水要接入污水廠，實(shí)施深度治理，依法查處違法違規(guī)偷排“黑水”的企業(yè)，對實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”的企業(yè)，減征污水處理費(fèi)。采取封堵、切改和強(qiáng)化監(jiān)管等措施，強(qiáng)化入河排污口門治理，建設(shè)污水處理廠網(wǎng)，做到廠網(wǎng)同步投運(yùn)，確保污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率、進(jìn)出廠水質(zhì)達(dá)標(biāo)。對工業(yè)企業(yè)實(shí)行污染物排放總量控制。推進(jìn)中小企業(yè)廢水治理設(shè)施建設(shè)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。加強(qiáng)對企業(yè)環(huán)保設(shè)施的監(jiān)督管理，提高設(shè)施運(yùn)行率，減少污染物排放。同時對于新建的建設(shè)項目，推行清潔生產(chǎn)，提高水的循環(huán)利用率，做到節(jié)水、降耗、節(jié)能、減污。
積極與有關(guān)部門溝通，治理生活污染。一是積極推進(jìn)垃圾無害化處理場的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)垃圾無害化。二是對于城區(qū)的生活污水進(jìn)行集中處理，建設(shè)污水處理廠，污水達(dá)標(biāo)排放。三是在城鎮(zhèn)新建小區(qū)實(shí)行雨污分流，為污水集中處理做好前期準(zhǔn)備，結(jié)合城鎮(zhèn)道路、工業(yè)區(qū)改造，建設(shè)排污管網(wǎng)。四是促進(jìn)各醫(yī)療單位完成醫(yī)源性廢水治理。五是各部門密切協(xié)作，做好禁磷和禁止“白色污染”工作。六是結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，綜合整治農(nóng)村水環(huán)境。抓好城鎮(zhèn)屠宰場的污水處理設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)村鎮(zhèn)污水處理、坑塘整治、面源污染控制。
2.5 努力改善生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)污染管理
積極改善生態(tài)環(huán)境，一是加強(qiáng)河道綠化和景觀建設(shè)，中心城區(qū)和區(qū)縣建成區(qū)河道兩岸，逐步建設(shè)沿河生態(tài)景觀帶，其他河道堤防建設(shè)林木綠化帶；加大河道護(hù)岸林、堤岸林管護(hù)力度，對已有林木實(shí)施專業(yè)化管護(hù)。二是嚴(yán)格對新建水利工程編制水土保持方案，報經(jīng)水保部門審批。三是提升建設(shè)項目的科技含量，做到既增加經(jīng)濟(jì)效益又不破壞生態(tài)環(huán)境和水土保持。四是建立河道生態(tài)補(bǔ)水長效機(jī)制，鼓勵使用再生水、雨洪水向河湖、濕地補(bǔ)水。五是制定長遠(yuǎn)的治理措施，推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖場污染治理，抓好規(guī)?；B(yǎng)殖場污水治理設(shè)施建設(shè)，實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放，畜禽糞便資源化和無害化。同時劃定規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場的飼養(yǎng)區(qū)、禁養(yǎng)區(qū)，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，改變養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)脫節(jié)現(xiàn)狀，以有機(jī)肥代替化肥，提高畜禽糞便利用率，減少畜禽糞便污染物對水體的污染。六是發(fā)展有機(jī)食品、綠色食品和無公害食品生產(chǎn)，積極推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，打造綠色品牌，降低農(nóng)業(yè)污染[4-6]。
2.6 加強(qiáng)水質(zhì)預(yù)警監(jiān)測，完善水環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，提高在線監(jiān)測預(yù)警能力
一是建立水質(zhì)自動監(jiān)測超級站，定期監(jiān)測水庫和來水水質(zhì)?？茖W(xué)布局監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)，采用先進(jìn)的自動水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)和儀器采用信息遙控和網(wǎng)絡(luò)傳遞方法，改善整體環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)揮水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的作用，掌握水情變化，嚴(yán)防水污染事故發(fā)生。二是建立水庫視頻監(jiān)控及巡檢數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)，在水庫關(guān)鍵口門、壩區(qū)及河道入口處加裝視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對水庫重點(diǎn)地區(qū)24 h監(jiān)控，加快應(yīng)急機(jī)動監(jiān)測能力建設(shè)，全面提高監(jiān)控、預(yù)警和管理能力。
2.7 充分發(fā)揮區(qū)縣指揮部的作用，建立健全監(jiān)督檢查和快速反應(yīng)機(jī)制
加強(qiáng)水資源管理能力建設(shè)，組織開展區(qū)縣水資源管理規(guī)范化建設(shè)，完善裝備、設(shè)施和人員配備，提高管理素質(zhì)和管理水平。抓好經(jīng)驗總結(jié)、問題分析、情況通報、督促檢查等各項工作，確保水環(huán)境治理工程順利實(shí)施。加強(qiáng)河道日常巡視檢查，創(chuàng)新形式，暢通渠道，主動接受社會監(jiān)督，深入強(qiáng)化責(zé)任意識，切實(shí)規(guī)范工作流程，建立健全反應(yīng)機(jī)制和管理機(jī)制，增強(qiáng)快速反應(yīng)和監(jiān)督處置能力，不斷加大檢查力度，對涉水事件做到快速反應(yīng)、及時反饋、妥善處置[7-8]。
3 參考文獻(xiàn)
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