黃河中下游砷污染物時(shí)空分布特征初探

邱夢(mèng)婷 李蛟 邱夢(mèng)晨 任和

摘要：水中砷濃度的變化容易導(dǎo)致對(duì)我們周圍生活環(huán)境的經(jīng)濟(jì)要求（含沙量、泥沙級(jí)配、流量、pH值、水溫、Fe3+、Mn2+、有機(jī)物等）產(chǎn)生影響。近年來，隨著長(zhǎng)江中下游來沙量逐漸減少，水沙形態(tài)也發(fā)生了較大變化，導(dǎo)致長(zhǎng)江中下游地區(qū)砷污染物分布形態(tài)各異。為掌握新形勢(shì)下黃河中下游水環(huán)境污染的空間分布規(guī)律和環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)長(zhǎng)江中下游淤泥、原水和側(cè)滲進(jìn)行了大量的研究和采樣工作，為今后黃河水泥治沙和水環(huán)境生態(tài)保護(hù)研究提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：黃河中下游;砷污染物;時(shí)空分布;特征分析

黃河文化流經(jīng)中國(guó)九省。它是我國(guó)約12%人口的飲用水源，水質(zhì)非常重要。工業(yè)生產(chǎn)廢水含砷，如選礦、制革、冶金等[1]直接排入，長(zhǎng)江沉積物中天然攜帶的砷污染最終可能導(dǎo)致我國(guó)黃河流域養(yǎng)殖水體鎘超標(biāo)問題。砷是一種具有很大生物危害性和富集性的類金屬化合物，是我國(guó)環(huán)保部門控制的重大污染。然而，近年來，我國(guó)黃河流域文化的生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)受到人們的普遍關(guān)注，許多專家學(xué)者也對(duì)我國(guó)黃河流域文化中鎘污染的空間分布和環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了相關(guān)研究工作。楊勇等人對(duì)小浪底水庫深層淤積中的重金屬污染進(jìn)行了分析，結(jié)果表明監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近無鎘污染。魏建軍教授[2]等人指出，中國(guó)鄭州約10%的井水（從黃河一側(cè)滲漏）砷濃度明顯超過0.01 mg/L，趙志凌[3]等人認(rèn)為九五灘黃河鄭州段一側(cè)砷濃度約為0.0032-0.0226mg/L，而另一側(cè)砷濃度最高，甚至超過0.06 mg/L。

一、黃河中下游底泥中砷污染物分布

1.采樣點(diǎn)的分布與采集

為研究長(zhǎng)江中下游沉積物中鎘的濃度和分布，于2015年7月至2016年9月在禹門口市和利津縣進(jìn)行了野外采樣實(shí)驗(yàn)。根據(jù)水沙特性、水位深度、船舶運(yùn)行安全等環(huán)境因素，確定小北干流、三門峽庫區(qū)、小浪底庫區(qū)、西霞院調(diào)蓄庫區(qū)、花園口、東壩頭、莊青、大孫口、艾山、羅口、吳家洋等15個(gè)斷面為主要采樣斷面，采樣的工作方式主要是在沙灘和水下采樣。

2.底泥中砷污染物含量測(cè)定結(jié)果分析

檢測(cè)結(jié)果表明，15個(gè)樣品中鎘的化學(xué)含量為5.82～10.90mg/kg，低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618-1995的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，平均值為7.82 mg/kg。除砷含量稍高的三門峽水庫外，各地砷含量均在8 mg/kg左右。

目前，我國(guó)評(píng)價(jià)河流沉積物中重金屬污染物的方法有多種，如單因指數(shù)法、地質(zhì)累積指數(shù)法、污染物綜合指數(shù)法、潛在生態(tài)影響系數(shù)法等。為了更好地了解地下泥漿的砷污染程度和潛在風(fēng)險(xiǎn)管理現(xiàn)狀，本章主要采用單因素指數(shù)法和地質(zhì)累積指數(shù)法進(jìn)行研究數(shù)據(jù)分析。該期15組單因子指數(shù)P的樣品實(shí)測(cè)值均等于1，地質(zhì)堆積指數(shù)等于0，說明沉積物位置部分好于禹門口利津黃河，采樣部分也處于無污染狀態(tài)，砷濃度變化不大，整體情況較好。

二、黃河中下游原水砷污染物含量變化情況分析

1.黃河中下游原水砷污染物含量隨空間變化情況分析

為研究長(zhǎng)江中下游原水砷的濃度和分布，于2016年1月和12月對(duì)上伯城、南昌、大沙窩、小浪底、東屏灘、花園口、開楓橋、七里店、莊潔、曲頭等10個(gè)斷面進(jìn)行了原水砷濃度檢測(cè)。10個(gè)采樣斷面年平均砷濃度水平低于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)土壤和水體限值。其中，小浪底、花園口、開封市大橋干流砷含量均在10g/L以內(nèi)，遠(yuǎn)低于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。但商州市等支流鎘濃度也較高，超過46.8μg/L，接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。調(diào)查顯示，黃河中下游地區(qū)基本無鎘污染，總體情況良好，但部分支流仍面臨鎘污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.黃河花園口斷面原水砷污染物含量隨時(shí)間變化情況分析

近年來，黃河水沙形勢(shì)發(fā)生了很大變化，對(duì)污染物的遷移轉(zhuǎn)化也產(chǎn)生了重要影響。為了進(jìn)一步開展和研究水沙形勢(shì)變化對(duì)原水砷濃度的影響，我們對(duì)花園口斷面2012-2017年原水砷濃度進(jìn)行了分析。

2012-2017年花園口斷面原水鎘濃度基本保持在10g/L以內(nèi)，遠(yuǎn)低于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)限值。自2014年以來，從2014年的7.1g/升穩(wěn)步下降到2017年的2.7g/升。說明近年來長(zhǎng)江中下游的水生態(tài)環(huán)境正在逐步明顯改善。

三、黃河中下游側(cè)滲水中砷污染情況分析

在黃河流域中下游不同地區(qū)，由于我國(guó)長(zhǎng)江干流兩側(cè)引黃帶黃河流域側(cè)向滲流補(bǔ)給生活條件好且優(yōu)越，地下水埋深普遍較淺，我國(guó)黃河流域泥沙含量較高， 所以城市工程的集中式系統(tǒng)供水安全水源大多選擇保護(hù)黃河流域的側(cè)向滲流，也有很多在河的兩側(cè)灘地打井取水地下水的案例。

為深入研究黃河流域水源側(cè)砷的濃度和分布，2012年10月從淺層和深層地下水化學(xué)成分的水源側(cè)對(duì)黃河進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，平均和最大水平水砷濃度分別為48.66 g/L和37.2 g/L，接近地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)ⅲ類水限值，超過ⅰ類和ⅱ類水限值。存在重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在垂直分區(qū)上，亞層地下水砷濃度水平略高于淺層微承壓含水層，受中層深度影響的地下水砷濃度水平低于《城市地下飲用水環(huán)境管理質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中ⅰ類土壤和水體的限值。

此外，2012年至2014年，對(duì)鄭州市某水廠入口水質(zhì)進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，月均膳食攝入量分別為8.2g/L、12.2g/L和12.3g/L，并呈上升趨勢(shì)。最大重量為每升22g，這帶來了一些環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語

（1）黃河流域禹門口至利津段沉積物中鎘濃度變化不大，總體情況較好。（2）長(zhǎng)江中下游干流年平均砷濃度低于10g/L，遠(yuǎn)低于城市地表水環(huán)境保護(hù)綜合治理國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值，但整體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)穩(wěn)定向好。然而，像尚波這樣的小支流仍然面臨著鎘污染的風(fēng)險(xiǎn)。（3）以花園口河段為例，原水鎘濃度穩(wěn)定在10μg/L以內(nèi)，2014年后逐步穩(wěn)定下降，說明黃河中下游生態(tài)環(huán)境正在逐步明顯改善。（4）淺層地下水中的砷濃度非常接近國(guó)家地下水環(huán)境保護(hù)管理質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值，且有逐漸升高、持續(xù)升高的趨勢(shì)。仍然存在相當(dāng)大的環(huán)境保護(hù)問題和人類健康發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：邱夢(mèng)婷（2001年5月），性別：女，民族：漢族，籍貫：山東聊城，學(xué)歷：本科，單位：華北水利水電大學(xué)，研究方向：水文與水資源工程，單位所在省市郵編：河南鄭州450046