黄河中下游砷污染物时空分布特征初探

邱梦婷 李蛟 邱梦晨 任和

摘要：水中砷浓度的变化容易导致对我们周围生活环境的经济要求（含沙量、泥沙级配、流量、pH值、水温、Fe3+、Mn2+、有机物等）产生影响。近年来，随着长江中下游来沙量逐渐减少，水沙形态也发生了较大变化，导致长江中下游地区砷污染物分布形态各异。为掌握新形势下黄河中下游水环境污染的空间分布规律和环境健康风险，对长江中下游淤泥、原水和侧渗进行了大量的研究和采样工作，为今后黄河水泥治沙和水环境生态保护研究提供了依据。

关键词：黄河中下游;砷污染物;时空分布;特征分析

黄河文化流经中国九省。它是我国约12%人口的饮用水源，水质非常重要。工业生产废水含砷，如选矿、制革、冶金等[1]直接排入，长江沉积物中天然携带的砷污染最终可能导致我国黄河流域养殖水体镉超标问题。砷是一种具有很大生物危害性和富集性的类金属化合物，是我国环保部门控制的重大污染。然而，近年来，我国黄河流域文化的生态健康风险受到人们的普遍关注，许多专家学者也对我国黄河流域文化中镉污染的空间分布和环境健康風险进行了相关研究工作。杨勇等人对小浪底水库深层淤积中的重金属污染进行了分析，结果表明监测点附近无镉污染。魏建军教授[2]等人指出，中国郑州约10%的井水（从黄河一侧渗漏）砷浓度明显超过0.01 mg/L，赵志凌[3]等人认为九五滩黄河郑州段一侧砷浓度约为0.0032-0.0226mg/L，而另一侧砷浓度最高，甚至超过0.06 mg/L。

一、黄河中下游底泥中砷污染物分布

1.采样点的分布与采集

为研究长江中下游沉积物中镉的浓度和分布，于2015年7月至2016年9月在禹门口市和利津县进行了野外采样实验。根据水沙特性、水位深度、船舶运行安全等环境因素，确定小北干流、三门峡库区、小浪底库区、西霞院调蓄库区、花园口、东坝头、庄青、大孙口、艾山、罗口、吴家洋等15个断面为主要采样断面，采样的工作方式主要是在沙滩和水下采样。

2.底泥中砷污染物含量测定结果分析

检测结果表明，15个样品中镉的化学含量为5.82～10.90mg/kg，低于《土壤环境质量标准》GB15618-1995的国家标准，平均值为7.82 mg/kg。除砷含量稍高的三门峡水库外，各地砷含量均在8 mg/kg左右。

目前，我国评价河流沉积物中重金属污染物的方法有多种，如单因指数法、地质累积指数法、污染物综合指数法、潜在生态影响系数法等。为了更好地了解地下泥浆的砷污染程度和潜在风险管理现状，本章主要采用单因素指数法和地质累积指数法进行研究数据分析。该期15组单因子指数P的样品实测值均等于1，地质堆积指数等于0，说明沉积物位置部分好于禹门口利津黄河，采样部分也处于无污染状态，砷浓度变化不大，整体情况较好。

二、黄河中下游原水砷污染物含量变化情况分析

1.黄河中下游原水砷污染物含量随空间变化情况分析

为研究长江中下游原水砷的浓度和分布，于2016年1月和12月对上伯城、南昌、大沙窝、小浪底、东屏滩、花园口、开枫桥、七里店、庄洁、曲头等10个断面进行了原水砷浓度检测。10个采样断面年平均砷浓度水平低于国家地表水环境质量标准一级土壤和水体限值。其中，小浪底、花园口、开封市大桥干流砷含量均在10g/L以内，远低于技术标准规范。但商州市等支流镉浓度也较高，超过46.8μg/L，接近国家标准限值。调查显示，黄河中下游地区基本无镉污染，总体情况良好，但部分支流仍面临镉污染风险。

2.黄河花园口断面原水砷污染物含量随时间变化情况分析

近年来，黄河水沙形势发生了很大变化，对污染物的迁移转化也产生了重要影响。为了进一步开展和研究水沙形势变化对原水砷浓度的影响，我们对花园口断面2012-2017年原水砷浓度进行了分析。

2012-2017年花园口断面原水镉浓度基本保持在10g/L以内，远低于国家地表水环境质量标准一级限值。自2014年以来，从2014年的7.1g/升稳步下降到2017年的2.7g/升。说明近年来长江中下游的水生态环境正在逐步明显改善。

三、黄河中下游侧渗水中砷污染情况分析

在黄河流域中下游不同地区，由于我国长江干流两侧引黄带黄河流域侧向渗流补给生活条件好且优越，地下水埋深普遍较浅，我国黄河流域泥沙含量较高， 所以城市工程的集中式系统供水安全水源大多选择保护黄河流域的侧向渗流，也有很多在河的两侧滩地打井取水地下水的案例。

为深入研究黄河流域水源侧砷的浓度和分布，2012年10月从浅层和深层地下水化学成分的水源侧对黄河进行水质监测，结果表明，平均和最大水平水砷浓度分别为48.66 g/L和37.2 g/L，接近地下水环境质量标准ⅲ类水限值，超过ⅰ类和ⅱ类水限值。存在重大环境风险。在垂直分区上，亚层地下水砷浓度水平略高于浅层微承压含水层，受中层深度影响的地下水砷浓度水平低于《城市地下饮用水环境管理质量评价标准》中ⅰ类土壤和水体的限值。

此外，2012年至2014年，对郑州市某水厂入口水质进行了连续监测。结果表明，月均膳食摄入量分别为8.2g/L、12.2g/L和12.3g/L，并呈上升趋势。最大重量为每升22g，这带来了一些环境和健康风险。

结语

（1）黄河流域禹门口至利津段沉积物中镉浓度变化不大，总体情况较好。（2）长江中下游干流年平均砷浓度低于10g/L，远低于城市地表水环境保护综合治理国家标准限值，但整体经济形势稳定向好。然而，像尚波这样的小支流仍然面临着镉污染的风险。（3）以花园口河段为例，原水镉浓度稳定在10μg/L以内，2014年后逐步稳定下降，说明黄河中下游生态环境正在逐步明显改善。（4）浅层地下水中的砷浓度非常接近国家地下水环境保护管理质量评价标准限值，且有逐渐升高、持续升高的趋势。仍然存在相当大的环境保护问题和人类健康发展风险。

参考文献：

[1]应一梅，卿松，李海华，王薇.黄河中下游砷污染物时空分布特征初探[J].中国水运（下半月），2018，18（08）：94-95.

[2]张亚南. 黄河口、长江口、珠江口及其邻近海域重金属的河口过程和沉积物污染风险评价[D].国家海洋局第三海洋研究所，2019，18（08）：94-95.

[3]应一梅，许春红，李海华，付莹莹.黄河泥沙吸附砷污染物室内静态试验[J].环境科学研究，2019，25（03）：352-356.

作者简介：邱梦婷（2001年5月），性别：女，民族：汉族，籍贯：山东聊城，学历：本科，单位：华北水利水电大学，研究方向：水文与水资源工程，单位所在省市邮编：河南郑州450046