陜西省廢水排放造成的重金屬污染研究

王在興

摘 要：文章對(duì)陜西省2011-2016年間廢水排放量及其中重金屬排放量的變化趨勢(shì)、重金屬危害性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：6年間陜西省的廢水排放量不斷增加，年均增長(zhǎng)速度為6.46%。而廢水中的重金屬排放量呈下降趨勢(shì)，鉛、汞、鎘、總鉻、砷的排放量分別比2011年降低76.37%、22.49%、67.16%、57.14%、-44.11%。

關(guān)鍵詞：重金屬污染；廢水排放；陜西省

中圖分類號(hào)：X502 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）25-0075-02

Abstract： In this paper， the wastewater discharge from the years 2011 to 2016 in Shaanxi Province， the variation trend of heavy metal discharge and the harm of heavy metal were analyzed. The results showed that the wastewater discharge in Shaanxi Province has increased continuously in the last 6 years， with an average annual growth rate of 6.46%. The discharge of heavy metals in wastewater showed a downward trend， and the emissions of lead， mercury， cadmium， total chromium and arsenic were respectively 76.37%， 22.49%， 67.16%， 57.14% and -44.11% lower than those in 2011.

Keywords： heavy metal pollution； wastewater discharge； Shaanxi Province

引言

陜西省地緣遼闊，占地約20.56萬(wàn)平方公里。據(jù)中國(guó)年鑒統(tǒng)計(jì)，2016年陜西省水資源總量為271.5億立方米，人均水資源量為713.9m3/人，水資源比較缺乏。自西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施以來(lái)，陜西省進(jìn)入高速發(fā)展模式，2011-2016年生產(chǎn)總值的年均增長(zhǎng)速度為9.17%，而由此帶來(lái)的負(fù)面影響也在不斷擴(kuò)大，廢水、廢氣、廢渣超標(biāo)排放嚴(yán)重。2016年陜西省廢水排放量達(dá)166565萬(wàn)噸，而且呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，廢水中含有大量重金屬，若進(jìn)入飲用水源或食物鏈，對(duì)人們的身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

近年來(lái)，研究學(xué)者對(duì)水資源的研究有很多。但是由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有限性，中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒也是從2011年開(kāi)始對(duì)全國(guó)各省廢水中排放的重金屬進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致歷年來(lái)文獻(xiàn)中研究廢水中重金屬排放的內(nèi)容很少。因此本文主要將陜西省2011-2016年的廢水排放量及廢水中重金屬排放量為研究對(duì)象，分析近幾年由廢水排放造成的環(huán)境污染狀況。

數(shù)據(jù)來(lái)源：陜西省人口總數(shù)、生產(chǎn)總值、廢水排放總量及廢水中各重金屬排放量均來(lái)自中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒。其中廢水排放總量包括工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水和集中式污染治理設(shè)施排放的污水。工業(yè)廢水排放量指經(jīng)過(guò)廠區(qū)所有排放口排到企業(yè)外部的工業(yè)廢水量，包括生產(chǎn)廢水、外排的直接冷卻水、超標(biāo)排放的礦井地下水和工業(yè)廢水混排的廠區(qū)生活污水，不包括外排的間接冷卻水（清污不分流的間接冷卻水應(yīng)計(jì)算在廢水排放量?jī)?nèi)）；城鎮(zhèn)生活污水含城鎮(zhèn)居民生活排放及城鎮(zhèn)中機(jī)關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校、商業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)等各種公共場(chǎng)所、設(shè)施排放的污水；集中式污染治理設(shè)施排放量指生活垃圾處理廠（場(chǎng)）和危險(xiǎn)廢物（醫(yī)療廢物）集中處理（置）廠（場(chǎng)）垃圾滲濾液/廢水及其污染物的排放量。

1 2011-2016年廢水排放量分析

由數(shù)據(jù)分析可知，在2011～2016年陜西省的廢水排放量呈上升趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)速度為6.5%。這與陜西省的人口增長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展是息息相關(guān)的。2016年陜西省常住人口達(dá)3813萬(wàn)人，比2011年增長(zhǎng)1.87%，外加蓬勃發(fā)展的旅游業(yè)帶進(jìn)的外來(lái)人口增多，使總?cè)丝跀?shù)量不斷增長(zhǎng)，因此增加了生活廢水的排放量。2011年以來(lái)陜西省對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行了一系列的政策扶持：按照國(guó)家制定的《西部大開(kāi)發(fā)“十二五”規(guī)劃》要求，加強(qiáng)東西部合作，根據(jù)省內(nèi)的實(shí)際發(fā)展情況進(jìn)行部署；《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快旅游業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》的實(shí)施，推動(dòng)了陜西旅游業(yè)的發(fā)展；《關(guān)于加快西咸新區(qū)發(fā)展的若干政策》使西咸新區(qū)882平方公里的工業(yè)、農(nóng)業(yè)及商業(yè)發(fā)展迅速；2012年推出“陜北能源化工基地建設(shè)”，促進(jìn)了陜西省的能源開(kāi)發(fā)。陜西的生產(chǎn)總值在六年間增長(zhǎng)了55.04%，而由經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，紡織業(yè)、化工業(yè)、建筑業(yè)、金屬制品業(yè)等工業(yè)的廢水排放量不斷增大。

2 2011-2016年廢水中的重金屬排放及其危害

根據(jù)數(shù)據(jù)可知，陜西省廢水中的重金屬排放總量在2011-2016年總體呈下降趨勢(shì)。主要是因?yàn)樵?011年初，國(guó)家實(shí)施了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，陜西省為完成“十二五”減排目標(biāo)，提高了省內(nèi)的廢水處理能力，同時(shí)增加了對(duì)廢水處理的資金投入，在2011年廢水治理設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用達(dá)120108.4萬(wàn)元，比2010年提高34.7%。廢水中五種重金屬的年均排放量相比較：鉛>總鉻>砷>鎘>汞。鉛的年平均含量達(dá)1878.22kg，若不將廢水進(jìn)行有效處理而直接排入地表水系中，由鉛造成的污染最為嚴(yán)重。

2.1 鉛

鉛是易被人體吸收的有害重金屬，常以硫化物形式存在，含鉛礦石以白鉛礦和方鉛礦為主。如圖1所示， 陜西省廢水中的鉛排放量在2011年最高，達(dá)4241.9kg，而后以25.07%的年均速度下降，至2016年鉛排放量為1002.3kg，6年總共下降76.37%。重金屬鉛的排放源有：交通運(yùn)輸中汽油燃燒；含鉛涂料的生產(chǎn)；采礦、冶煉、鑄造、炸藥生產(chǎn)等工業(yè)活動(dòng)；電視、電腦、手機(jī)、音響等電子產(chǎn)品的生產(chǎn)及分拆；農(nóng)業(yè)中含鉛殺蟲(chóng)劑的使用等。這些都會(huì)導(dǎo)致含鉛廢水的排放，而后重金屬鉛間接或者直接地進(jìn)入地表水系中。重金屬鉛通過(guò)食物鏈被人體吸收，由于其不可降解性會(huì)在人體內(nèi)長(zhǎng)期累積，對(duì)人體造成嚴(yán)重不可逆轉(zhuǎn)的傷害[1]。兒童體內(nèi)低含量的鉛也會(huì)影響其認(rèn)知功能、神經(jīng)行為及智能發(fā)育，造成兒童的學(xué)習(xí)障礙、眼手協(xié)調(diào)差、生長(zhǎng)緩慢及反應(yīng)遲鈍。

2.2 汞

廢水中的汞排放量在2011-2013年不斷下降，其中在2013年下降速度最快達(dá)12.82%；而在2014年汞的含量比2013年增長(zhǎng)了6.25%，2015年比2014年增長(zhǎng)22.49%，到2016年又下降至歷年來(lái)最低17.7kg。雖然在這五種重金屬中，汞在廢水中的排放量最低（年均排放量為28.9kg），每年的排放量約占重金屬總排放量的0.6%，但是汞的危害不容小覷。氯堿生產(chǎn)、金礦開(kāi)采、燃煤發(fā)電及溫度計(jì)、熒光燈等電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生含汞廢水[2]。汞對(duì)人體的健康危害與其化學(xué)形態(tài)有關(guān)，汞的化學(xué)形態(tài)分為無(wú)機(jī)汞（如元素汞、二價(jià)汞化合物等）和有機(jī)汞（如甲基汞）。無(wú)機(jī)汞的毒性表現(xiàn)為神經(jīng)毒性和腎臟毒性；有機(jī)汞比無(wú)機(jī)汞更易溶于脂肪，提前進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)，傷害更大更快[3]，人體內(nèi)甲基汞量較少時(shí)，會(huì)出現(xiàn)末梢感覺(jué)障礙、神經(jīng)性聽(tīng)力降低、運(yùn)動(dòng)失調(diào)等癥狀。當(dāng)人體內(nèi)集聚了大量的甲基汞時(shí)可出現(xiàn)急性腦損傷，導(dǎo)致痙攣、麻痹、意識(shí)障礙的急性發(fā)作。為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康，2013年簽署通過(guò)的國(guó)際公約《水俁公約》對(duì)汞排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更為嚴(yán)格的規(guī)定。

2.3 鎘

廢水中的鎘排放量在2011-2016年下降迅速，2016年比2011年下降了67.16%，年均下降速度達(dá)19.97%。這表明排放鎘的污染源得到了有效的控制。廢水中鎘主要來(lái)源于硫鐵礦制取硫酸、磷鐵礦制取磷酸、鎘礦的開(kāi)采冶煉及煤、石油的燃燒，電鍍、電池、印染、半導(dǎo)體制造、殺菌劑生產(chǎn)等行業(yè)也會(huì)產(chǎn)生大量含鎘廢水。鎘以空氣、水、食物的形式進(jìn)入人和動(dòng)物體內(nèi)并逐漸蓄積，使體內(nèi)酶系統(tǒng)受到抑制，從而影響腎臟、肝臟等器官的正常功能，造成肝腎中毒、肺癌及其他呼吸系統(tǒng)疾病。鎘含量超標(biāo)會(huì)造成鈣吸收量減少，引起骨骼疏松、變形，情況嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致“痛痛病”發(fā)生。另外鎘可直接作用于雌性動(dòng)物的卵巢毒害生殖系統(tǒng)，損害生育能力，甚至?xí)?dǎo)致不育。

2.4 鉻

鉻在廢水中主要是有三價(jià)鉻（Cr3+）和六價(jià)鉻（CrO42-，Cr2O72-）兩種存在形式。2011-2013年陜西省廢水中總鉻排放量變化不大，而到2014年，總鉻排放量突然下降58.2%。六價(jià)鉻約占總鉻排放量的17%，6年間六價(jià)鉻排放量的變化趨勢(shì)與總鉻相似?？傘t在6年間下降57.14%，六價(jià)鉻下降38.17%。自然界中的鉻以鉻礦石形式存在，而含鉻礦的冶煉、鋼鐵生產(chǎn)、金屬加工、電鍍、磁帶制作、皮革及工業(yè)顏料的生產(chǎn)過(guò)程都會(huì)導(dǎo)致含鉻廢水排放。三價(jià)鉻與六價(jià)鉻對(duì)人體都有害，六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻更強(qiáng)。六價(jià)鉻水溶性大，并且比較穩(wěn)定，易被水生生物和植物吸收，經(jīng)食物鏈被生物體和人體吸收后，可誘發(fā)肝腎衰竭、肺充血，甚至肺癌和鼻癌。人體經(jīng)常暴露在含鉻的環(huán)境下還會(huì)導(dǎo)致皮膚炎癥。

2.5 砷

廢水中的砷排放量只是在2011-2012年間下降了32.09%，2012-2016年一直呈上升趨勢(shì)，在2013-2014年間上升幅度達(dá)43.71%?？傮w看來(lái)，6年內(nèi)砷排放量增長(zhǎng)了44.11%?？梢?jiàn)陜西省還需對(duì)排放廢水中的砷進(jìn)行控制。含砷廢水主要來(lái)源有：砷礦的開(kāi)采、冶煉；含砷農(nóng)藥的使用；化學(xué)制藥；玻璃制造等。廢水中的砷主要以三價(jià)和五價(jià)兩種形式存在，環(huán)境中的砷元素極易發(fā)生氧化形成劇毒的的三價(jià)化合物，三價(jià)砷化合物（包括砒霜As2O3、雌黃As2S3等）的毒性強(qiáng)于五價(jià)砷。砷是人體非必需元素，但是五價(jià)砷化合物的攝入會(huì)使人慢性中毒，干擾人體代謝，在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為三價(jià)砷化合物后能與硫基作用，抑制蛋白酶的活性并致畸、致癌、致突變。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）根據(jù)2011-2016年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：陜西省的廢水排放量不斷增加，年均增長(zhǎng)速度為6.46%。廢水中的重金屬排放總量呈下降趨勢(shì)，尤其在2011-2012年，下降速度最快，達(dá)39.72%。2016年廢水中鉛、汞、鎘、總鉻、砷排放量分別比2011年降低76.37%、22.49%、67.16%、57.14%、44.11%，所以陜西省還需針對(duì)砷排放量的增加采取管控措施。

（2）重金屬危害環(huán)境及人體健康，必須對(duì)廢水中的重金屬進(jìn)行有效處理。陜西省水資源困乏，通過(guò)去除廢水中重金屬離子及其他污染物，可做到水資源的循環(huán)利用。

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