重金属对本溪水环境的影响与危害分析

2015-12-15万太斌

地下水 2015年4期

万太斌

(辽宁省本溪水文局，辽宁本溪117000)

位于辽宁省东部的本溪，总面积约8 411km2，境内中小河流200余条，主要有太子河，浑河，草河三大水系.是中国著名的重工业城市，以产优质焦煤，低磷铁，特种钢而著称，带来的负面效应就是大型钢铁企业，煤炭开采，造纸等对该地区的水环境造成的重金属危害正慢慢显现。

一般来说，密度大于等于4.5 g/cm3的金属可称为重金属[1]。对水环境破坏较大的有铜，锌，铅，镉，铁，锰，镍等，由于本溪地区的地理环境原因，重金属存在的范围是非常大的，以下为本溪地区水污染类型，污染物，污染标志及来源如下表1所示。

表1 本溪水环境污染类型及来源情况

1 本溪水环境中主要重金属及危害

1.1 主要重金属及危害

按照国家已经颁布的:“生活引用水卫生标准”，“地面水环境质量标准”，“农田灌溉水质标准”，“要业废水最高允许排放标准”等标准都提到的主要污染及污染物[2]，如汞，铅，镉，铬等，其危害分别如下:

1)汞

汞是常温下唯一呈液态的金属元素，在自然界中，大部分汞与硫结合成硫化汞，广泛分布在地表.汞分为有机汞和无机汞，在空气，土壤和水体中.水中汞本底浓度为:淡水为0.1 ppb，海水0.03～2 ppb，泉水可达80 ppb以上，湖水一般不超过0.1 ppb，地面水中的汞一部分挥发进入大气，且大部分沉入底泥中[3]。汞蒸气有高度扩散性，较大脂溶性，可经呼吸侵入人体，汞离子与体内的巯基有很强的亲和性，故能与含巯基最多的物质如蛋白质和参与体内物质代谢的酶类结合，它能使酶失去活性，危害人体。

2)镉

镉主要以硫化物的形式存在于锌，铅和铜矿中，水中的镉浓度一般不超过10 ug/L，不会影响人体健康，但可在水生物体内大量存留，经食物危害人体.镉能够取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断，会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，导致高血压症上升。易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。水体中镉主要和矿业废水及电镀，碱性电池等排放的废水有关，水中镉干扰水生物的铁代谢，使其吸收铁能力下降，破坏血红细胞，引起贫血.此外，它对植物的生长也有毒害作用。

3)铅

铅在自然界中是以硫化物方式存在，仅少量为金属态，并与锌、铜等元素共存。水体中的铅主要来源于冶炼，制造和使用铅制品的矿山企业向水体排放的废污水和废固体，有色金属的冶炼排放物占比重较大。自然河道水中，铅含量一般非常低，不超过0.002 5 mg/L，是因为其化合物不易溶于水。铅是对人体有害的元素，一般由饮水或是食物进入人体，进入体内的铅大多形成不溶性的磷酸铅沉积于骨骼中。当人体不适时，血液中酸碱失衡，骨骼中铅可再变为可溶性磷酸氢铅，进入血液，骨骼的造血系统和神经系统，出现贫血等症状。

4)铬

铬在自然界中主要存在于铬铁矿中。铬易氧化成为可溶性的复合阴离子转移至水中。在水中，三价铬主要被固体物质吸附而存在于浑积物中，六价铬多溶于水，水体三价铬和六价铬可相互转换，取决于水体理化条件。水体中铬主要来源为铬铁冶炼，耐火材料，电镀，颜料和化工等工矿企业排出的废污水。铬是人体必需的微量元素，参与体内的脂类代谢和胆固醇分解与排泄。但三价铬和六价铬都有毒，一般来说，六价铬比三价铬的毒性要高出100倍以上[4]。当其进入人体内蓄积，会倒致皮肤溃烂，畸形和致癌。

5)镍

镍及其化合物也能引起环境污染。中国规定车间空气中羰基镍的最高容许浓度为0.001 mg/m3，地面水中镍的最高容许浓度为0.5 mg/L。

1.2 重金属有害物质评价标准

综上，目前本溪水环境中存在前文分析中的几种主要重金属，其危害依据目前我们国家重金属有害物质污染源普查的评价标准(GB3838-2002)(见下表2)来看，对本溪水环境已经构成潜在威胁。有必要对其进行科学的治理，以保障本溪地区水资源的安全。

表2 重金属有害物质污染源普查的评价标准

2 本溪水环境重金属危害进行治理的措施与建议

对水环境中重金属的治理，按照“控制与消除”的基本思路，应从管理措施与治理的技术措施两个方面来开展工作。具体而言:

2.1 治理的管理措施

首先，应从思想意识层面提高社会大众对重金属污染危害的认识。要充分认识到重金属对水环境的污染，是危害到我们自身及子孙后代的生存环境。只有社会大众都能认识到重金属污染关系到自己的切身利益，才会提高环保意识，从行为上去实践保护水环境。

其次，对于工业领域而言，要有完善的环保相关管理制度。坚决控制好企业排放的“三废”标准，严格控制污染物排放量与浓度，使之符合排放标准。对企业进行法制宣传，严格执行相关政策标准，使企业配合国家法律、法规的环境保护的规定。

2.2 治理的技术措施

2.2.1 增加土壤容量与提高土壤净化能力

受重金属污染所种植的蔬菜水果，不是采取清水清洗就能消除的。因为这些污染物多数是通过土壤，种植物的根系部分存于植物体内。所以要控制和消除重金属污染所带来的危害，必须先从土壤方面入手进行改善，提高土壤对有害物质的吸附能力与吸附量，提高土壤自身净化能力。目前较为典型的做法是，在污染区种植对重金属具有很强吸收能力的植物，比如蕨类植物蜈蚣草，对砷具有很强的超富集功能。通过种植蜈蚣草，能将土壤中的砷通过根系吸收存至其叶片中。又如堇菜，也对重金属污染具有很好的治理效果，它能对铅、镉进行吸收。而且这种植物自身存活率很高，能生长在较为恶劣的自然环境中。因此，通过种植这类植物，一方面可以净化土壤，另一方面还可以美化环境。此外，还可以培养微生物品种，增强生物降解作用，这也是目前较为多用的一种净化土壤的技术方法。

2.2.2 运用现代信息技术加强对污灌区的监测与管理

随着科学技术的进步，目前已经有针对水环境污染研发的现代信息技术。应积极应用科学技术手段来加强对污灌区的监测，对水中污染物质的整体情况，各构成成分，含量及动态有详细的掌握。从而根据监测到的情况制定相应的处理措施，避免带有不易降解的高残留的污染物随水进入土壤而造成污染。要对监测资料进行建档保存，为水环境污染的治理方案、治理措施的制定提供科学依据。

2.2.3 控制与消除污染源

对污染源的控制与消除，是实现本溪地区水环境重金属污染治理的根本措施。为此，要通过细致的调查研究和科学方法的分析，切实摸清重金属污染的来源。针对掌握的情况制定相应的控制方案与消除措施。只有从污染源进行控制与消除，才能在很大程度上取得防治效果。