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湘江长沙段重金属分布特征及污染评价

更新时间:2009-03-28

湘江是长江主要的支流之一[1],全长856 km,湖南省境内干流长670 km,流域面积总计85 385 km2,占湖南全省面积的40.3%。水系由南到北跨越湖南省八个地级市[2],沿途分布全省主要的工业产业,是湖南省主要经济带[3-4],但湘江流域经济的整体快速发展也带来了一系列的环境污染问题,特别是重金属污染物在部分河段超标频率越来越高[5],造成的环境风险和潜在危害正逐渐增大[6]

乙胺嘧啶(息疟定)25~50mg,每天1次,共5~7天,第一疗程停药后10天开始第二疗程;或螺旋霉素0.5~1.0g,每天4次,共21天,停药2周后开始第二疗程。

湖南省有色金属冶炼具有悠久的历史,是著名的“有色金属之乡”,主要来自有色金属冶炼等行业的污染物使湘江水体行业结构型污染特征十分明显[7]。研究表明,湘江水环境问题越来越严重,重金属污染带来的危害越来越具有突发性和爆发性[8],污染问题已经对水源安全构成了严重的威胁,同时也制约着区域经济的发展。而重金属因其在环境中的不可降解性、稳定性及对生物的毒性,成为水环境污染评价的重要指标[9]

研究以湘江长沙河段为重点研究对象,在检测水体镉、砷、铅及汞4种重金属数据基础上,结合水环境质量标准及水环境功能区划分,通过内梅罗指数法对湘江长沙段水质重金属污染程度进行评价[10-11],分析湘江水环境主要的污染物及污染程度,为湘江流域水环境保护提供技术支持与理论参考。

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1 材料与方法

1.1 采样点设置

依据采样的目标分类和采样断面设置的基本原则[12],用最小数量的断面反映流域内环境污染特征,获取足够代表性信息,考虑实际采样的可行性和方便性,确定由湘江长沙段内上游至下游6个断面[13],分别是:坪塘断面(湘江湘潭入长沙断面)、黑石铺大桥断面、杜浦江阁断面、三汊矶断面、霞凝港断面及丁字镇断面(蔡家洲水利枢纽工程坝前断面),采样断面设置如图1所示。

  

图1 湘江(长沙段)采样断面设置

1.2 样品采集

结合表7,根据内梅罗指数法地表水评价分级可以看出,2016年7月至2017年3月期间,作为饮用水源一级保护水域的坪塘镇、杜甫阁,及饮用水源二级保护水域黑石铺断面重金属污染相对严重,坪塘镇断面采样检测数据中轻度污染级别占58.82%,污染级别41.18%;杜甫阁断面轻度污染级别仅占5.89%,污染级别占76.47%,重污染级别17.64%;黑石铺断面轻度污染级别仅占11.76%,污染级别占29.41%,重污染级别58.83%。而工业用水区的三汊矶、霞凝港及丁字镇断面重金属污染相对较轻,基本为清洁与轻污染级别,三汊矶断面清洁级别占76.47%、轻污染级别占23.53%;霞凝港断面清洁级别占58.82%、轻污染级别占41.18%;丁字镇断面清洁级别占47.06%、轻污染级别占52.94%。由此可知,随着湘江进入长沙段,整体污染级别逐渐减轻,主要可能是因为近年来的湘江污染治理成效、水体污染物的消溶以及蔡洲坝水利枢纽对下游污染物的稀释[18]

1.3 采样时间

于2016年7月开始,平均每半个月采集一次水样,具体时间根据天气、水位等情况而定,持续至2017年3月,采样频次全面反应监测水域水质变化情况,也满足水质评价的数据需求。

1.4 样品处理及测定

采取水样完毕,随即测定pH值,并加硝酸对水样进行固定,经微孔滤膜过滤后取50 mL 水样于烧杯中,加2 mL硝酸溶液,消解至颜色保持澄清且稳定不变,冷却后,加超纯水定容至50 mL,汞和砷使用双道原子荧光光度计测定(型号:AFS—920);铅和镉使用原子吸收分光光度计测定(型号:AA240FS+GTA120)[14]

1.5 数据处理

数据采用Excel 2013进行图表处理。

1.6 水体重金属污染评价方法与标准

由于河流水质综合评价自身存在的特殊性和不同情况下的实用性,笔者使用加内梅罗法综合评价工程的运行对长沙段水体重金属污染的影响,从而能得出综合水质类别判断[15-16]

1.6.1 内梅罗指数法 内梅罗指数P是一种兼顾极值(突出最大值)的计权型多因子环境质量指数。主要公式为:

今年以来,全省制造业投资呈现恢复性增长,增速保持在两位数,为全省固定资产投资保持平稳提供了有力支撑。1-10月,制造业投资同比增长18.5%,增速高于全部投资增速8.1个百分点,高于工业投资6.5个百分点,拉动工业投资增长11.2个百分点。转型升级、创新驱动成为助推制造业投资增长的重要动力。

 

式中:Ci/C0i为单因子指数;Ci为第i个指标的实测浓度,μg/L;C0i为各断面水体中i指标的评价标准,μg/L。

1.6.2 地表水质量标准 根据地表水环境质量标准(GB3838—2002)且考虑到6个断面水域的不同功能区,划分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类水质标准计算相应权重值,其中,黑石铺和杜甫阁断面参考Ⅱ类水标准;坪塘断面参考Ⅲ类水标准;三汊矶、霞凝港和丁字镇断面参考Ⅳ类水标准,见表1。

记录切口长度、手术时间、术中失血量等围手术期资料和并发症等,采用Constant评分评价临床效果。行X线片检查,观察肩锁关节复位情况,比较两组间差异。

 

表1 地表水质量标准 (μg/L)

  

监测指标 Ⅰ II III IV V镉 1.00 5.00 5.00 5.00 10.00砷 50.00 50.00 50.00 100.00 100.00铅 10.00 10.00 50.00 50.00 100.00汞 0.05 0.05 0.10 1.00 1.00

沥青路面作为公路工程最常采用的结构形式之一,其是所处地区道路交通系统网路环境的重要组成部分。然而,在施工实践过程中,其基层施工技术的应用效果并不理想,这与沥青路面基层施工材料使用不合理密切相关。为此,施工技术人员应从问题角度出发,即在明确技术应用缺陷的基础上,提高施工技术与质量控制措施运用的针对性与可靠性。如此,公路沥青路面的施工建设就能以可持续与耐久性的状态作用于地区进行现代化经济建设背景下所提出的道路交通网路系统建设。

本检测方法的定量限为0.02 mg/kg,检测方法的添加回收率在73%~79%,相对标准偏差在4%~6%,满足NY/T 788《农作物中农药残留试验准则》的要求;标准曲线覆盖了2个数量级以上。该方法能满足残留量检测的要求,可用于检测丝瓜样品中咪鲜胺及其代谢物残留量。

根据《长沙市地表水环境功能区划方案》的规定,结合国家地表水环境质量标准,设置的监测断面中,具体的水环境功能区分类如下表[17]

 

表2 水环境功能区分类

  

目标断面 水功能区划分 水功能区类别坪塘镇 III 饮用水源二级保护区黑石铺 II 饮用水源一级保护区杜甫江阁 II 饮用水源一级保护区三汊矶 IV 工业用水区霞凝港 IV 工业用水区丁字镇 IV 农业用水区

2 评价结果与分析

2.1 湘江长沙段重金属污染现状

2.1.1 水体镉污染现状 如表3所示,2016年7月至2017年3月期间,各断面水体镉含量分布在0.29~1.59 μg/L之间,其中最大值出现在黑石铺断面,最小值在霞凝港断面,相对平均值而言,整体趋势为黑石铺>丁字镇>三汊矶>坪塘镇>霞凝港>杜甫阁,没有从水流方向及地理位置体现出相关的规律。各断面水体中镉含量均未出现超标情况,这也说明相关部门对湘江长沙段的镉污染加强治理取得了良好的成效。但除杜甫阁断面整体数据小于1 μg/L,其他断面均出现了镉含量大于1 μg/L,其中黑石铺及三汊矶镉含量>1 μg/L的样品达到23%以上,具有潜在的污染危险,因此需要加强对湘江长沙段镉污染防治工作,并注意预防湘江长沙段底泥中的镉进入水体造成的镉浓度瞬时值升高的污染事故,加强上游工业城市及长沙周边工业区的废水排放管理,并注意暴雨、涨水等自然因素引起的两岸泥土及底泥搅动释放的大量镉污染物。

2.1.2 水体砷污染现状 如表4所示,采样月期间,湘江长沙段砷含量最高检测值为17.40 μg/L,最低检测值为 6.30 μg/L,远低于国家I类水砷标准(50 μg/L),丁字镇断面砷含量相对偏高,最高值分别为16.40 μg/L,其均值分别为12.11 μg/L,监测期平均值显示,各断面砷含量随着水流方向呈现先上升再下降,再上升的趋势。砷主要来源为湘江湘潭和衡阳段,离监测水域较远,砷在长时间迁移过程中逐渐沉降至底泥或被其他物质吸附、转化,因此湘江长沙段各断面水体中砷含量普遍不高,总体看来,6个监测断面砷含量均未超标,其砷浓度均达到国家I类水质标准。

2.1.3 水体铅污染现状 根据采样期间各断面监测数据,如表5所示,坪塘镇段面铅的总体含量高于其他断面,出现最高值分别为2.45 μg/L,其均值分别为1.21 μg/L,杜甫阁断面含量最低,均值为1.08 μg/L。总体而言,各断面水体中铅的总体含量普遍较低,全部达到相应标准。

[7] 杨梦昕,付湘晋,李忠海,等. 湘江流域重金属污染情况及其对食物链的影响[J]. 食品与机械,2014,(5):103-106.

 

表3 各断面水体中可溶态镉含量 (μg/L)

  

2017年07-01 07-15 08-01 08-15 09-01 09-15 10-01 10-15 11-0111-15 12-01 12-15 01-0101-15 02-15 03-01 03-15坪塘镇 0.43 0.58 0.85 0.49 1.01 0.53 0.69 0.71 0.59 0.66 0.43 0.73 1.21 0.71 0.51 0.44 0.71黑石铺 0.51 0.62 0.71 0.48 0.81 0.57 0.70 1.20 0.75 1.59 0.82 0.96 0.68 0.62 1.10 0.61 1.01杜甫阁 0.52 0.49 0.61 0.44 0.77 0.71 0.64 0.39 0.37 0.54 0.31 0.58 0.71 0.59 0.88 0.41 0.55三汊矶 0.45 0.51 0.90 1.17 1.21 0.71 0.63 0.92 0.51 0.49 0.69 0.51 0.59 0.51 0.67 1.34 1.02霞凝港 0.29 0.61 0.62 0.29 1.02 0.53 0.29 1.07 0.37 0.35 1.01 0.53 0.50 0.71 0.61 0.40 0.70丁字镇 0.47 0.61 1.27 1.30 0.61 0.90 0.50 0.71 0.60 1.20 1.00 0.59 0.48 1.00 0.60 0.63 0.71断 面2016年

 

表4 各断面水体中可溶态砷含量 (μg/L)

  

2017年07-01 07-15 08-01 08-15 09-01 09-15 10-01 10-15 11-0111-15 12-01 12-15 01-0101-15 02-15 03-01 03-15坪塘镇 8.70 12.60 8.50 12.80 8.90 9.50 7.60 10.20 11.30 12.30 10.50 11.20 10.00 9.60 12.10 9.60 10.60黑石铺 13.60 9.50 17.40 7.80 9.20 13.60 10.80 8.50 11.20 10.40 11.60 9.80 15.10 12.50 12.50 12.60 11.90杜甫阁 6.30 8.50 11.30 11.50 10.30 9.20 15.20 16.60 12.60 10.80 7.30 14.10 9.50 9.50 11.80 10.10 12.50三汊矶 6.80 10.40 8.40 9.90 9.60 10.20 12.10 12.60 9.70 12.40 10.30 7.00 10.50 9.10 9.40 10.40 9.00霞凝港 10.00 9.00 11.40 10.40 8.00 14.20 13.00 15.00 8.30 9.40 10.40 8.30 12.00 13.50 8.40 14.20 8.20丁字镇 8.70 15.00 11.20 15.30 16.40 14.70 11.90 14.00 12.50 8.90 13.60 8.40 13.40 9.80 10.40 11.30 10.40断 面2016年

 

表5 各断面水体中可溶态铅含量 (μg/L)

  

?

 

表6 各断面水体中可溶态汞含量 (μg/L)

  

2017年07-01 07-15 08-01 08-15 09-01 09-15 10-01 10-15 11-0111-15 12-01 12-15 01-0101-15 02-15 03-01 03-15坪塘镇 1.23 1.01 0.56 1.43 1.34 1.78 0.78 0.56 0.39 0.67 0.42 0.32 0.61 0.55 0.59 1.01 1.2黑石铺 1.98 0.67 0.66 0.88 0.76 1.13 1.1 0.76 0.65 0.59 0.93 0.48 0.6 0.79 0.45 1.16 1.67杜甫阁 0.56 0.65 1.25 1.32 0.76 0.65 0.92 0.57 0.46 0.57 0.56 0.58 0.96 1.03 0.58 0.52 0.76三汊矶 1.65 0.51 0.83 1.12 1.58 1.82 0.55 0.76 0.45 0.65 0.72 0.66 0.5 0.63 0.53 0.88 1.87霞凝港 0.71 0.64 0.45 1.09 0.34 1.12 0.67 0.54 1.01 0.45 1.68 0.81 1.12 0.44 0.54 1.64 1.17丁字镇 1.89 1.91 1.58 2.03 1.54 1.61 0.78 0.48 0.57 0.51 1.49 0.65 0.59 0.45 0.74 1.13 1.29断 面2016年

2.2 湘江长沙段水质综合评价

通过各断面每次取样水质重金属监测数据进行内梅罗指数法计算,得到了水质综合污染评价结果(见表7),较好的反映了湘江长沙段水质重金属污染状况。划分水质级别的标准如下:指数≤0.8时为清洁;指数为0.8~2.5时为轻污染;指数为2.5~3.5时为污染;指数为3.5~5时为重污染,指数>5为严重污染。

 

表7 内梅罗指数法水质综合污染评价

  

2017年07-01 07-15 08-01 08-15 09-01 09-15 10-01 10-15 11-0111-15 12-01 12-15 01-0101-15 02-15 03-01 03-15坪塘镇 2.78 2.52 1.88 3.00 2.90 3.34 2.22 1.88 1.58 2.06 1.63 1.43 1.97 1.87 1.93 2.52 2.75黑石铺 4.98 2.90 2.88 3.32 3.09 3.77 3.72 3.09 2.86 2.73 3.42 2.46 2.75 3.15 2.39 3.82 4.58杜甫阁 2.65 2.86 3.96 4.07 3.09 2.86 3.40 2.68 2.41 2.68 2.65 2.71 3.47 3.60 2.70 2.56 3.09三汊矶 1.03 0.59 0.74 0.86 1.02 1.08 0.61 0.72 0.56 0.66 0.69 0.66 0.59 0.65 0.60 0.77 1.10霞凝港 0.69 0.65 0.56 0.84 0.50 0.86 0.67 0.62 0.81 0.55 1.04 0.73 0.85 0.56 0.60 1.03 0.87丁字镇 1.10 1.11 1.02 1.15 1.00 1.03 0.72 0.58 0.62 0.60 0.99 0.66 0.63 0.57 0.70 0.86 0.92断 面2016年

结合湘江地理及水文特征等实际情况,采用中泓线水样采样方法进行采样,保证监测期间数据的有效性与统一性,采样设备为不锈钢圆桶采样器。

3 结 论

湘江长沙段重金属污染物主要为汞,其他重金属含量较低,随着水流流向及采样时间的推移,各重金属污染物没有表现出明显的分布特征及规律;内梅罗指数法评价结果显示,作为饮用水源一级保护区的黑石铺和杜甫阁断面,以及二级保护区的坪塘断面污水域重金属污染状况属重污染级别,要重视污染情况,加强监测与治理,保证水源安全。作为工业用水区的三汊矶、霞凝港和丁字镇断面水质基本属于清洁级别,但也出现轻污染,要继续加强保护与监测。

徐姗是今年新转来的一位新生,说是新生其实也是老生,因为她之前一直是在我们学校就读的,且品学兼优。由于父母工作调动,徐姗不得不同父母一起转入银川市的某一所重点小学。由于换了新的环境,陌生的一切都让徐姗极不习惯并发生了严重的抵抗情绪,她向父母提出要回到原来的学校。刚开始的时候,家长安慰、劝说,可是孩子的这种抵抗情绪并没有因此好转反而愈演愈烈,徐姗出现了很严重的厌学情绪,在和孩子的深入交谈之后,她的父母做出了决定:将孩子转回原来的学校。就这样徐姗又回来了。

参考文献:

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[4] 蒋志凌,向 兰. 湖南湘江流域城镇体系空间结构特征及优化[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2012,(2):41-45.

对于制成绿化用薄膜的高分子材料,通过低温等离子技术的运营,可以提升其吸水性能。在上下两层改性后的高吸水性高分子被覆层之间包覆植物种子与缓释肥料,以此提升绿化层的防侵蚀效果。实验表明,采用低温等离子技术改性后的高分子被覆层后,层下的土壤化学性质有所改善,平均地表温度高于裸露地面,降水后水分的释放速度得以放缓,从而提升了荒漠植被的成活率。此外,还可以在改性后高分子材料制成的绿化被覆层内根据荒漠土地菌落分布接种微生物,提升生菌群的多样性,同时促进绿化层的稳定性,帮助生态系统的恢复。

[2] 何 平. 湖南省加大湘江流域畜禽水产养殖污染整治力度[J]. 湖南农业,2008,(9):5.

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等候任由宰割的天问大师和紫阳道长仅仅微怔就弹身而去。众人虽然诧异萧飞羽未作任何交待就放走天问大师和紫阳道长,但没有丝毫疑虑,因为目睹萧飞羽与天问大师一战他们忽然觉得天问大师和紫阳道长的去留已不重要。

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[6] 胡 杨,许 涛. 湖南湘江流域重金属污染现状及建议[J]. 民营科技,2016,(8):220.

2.1.4 水体汞污染现状 如表6所示,在监测期间湘江长沙段水体汞污染相对较为严重,根据每个断面对应的水质标准进行计算,得到所有取样断面检测数据总体超标率为70.59%。各断面均值均超过国家Ⅲ类水质标准,其中作为饮用水源一级保护水域的黑石铺和杜甫江阁断面水体汞含量测量值均超过水功能区划限量值,作为饮用水源二级保护区的坪塘断面也全部超过标准限量值,超标率均达到100%;作为工业用水区的三汊矶、霞凝港和丁字镇断面,汞含量也多次超过其水功能区划标准限量值,超标率分别为29.41%、41.18%和52.94%,说明湘江水体汞污染的情况依然形势严峻,要注意一些违规企业利用雨季雨后偷排和排放废水处理不达标有关事项。

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1.6.3 监测断面水环境功能区分类 水质评价工作需要考虑到不同断面的功能区,以便准确的评价湘江水利枢纽工程的运行对不同水功能区河段的水质带来不同影响。

[10] 孔 明,彭福全,张毅敏,等. 环巢湖流域表层沉积物重金属赋存特征及潜在生态风险评价[J]. 中国环境科学,2015,35(6):1863-1871.

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[12] HJ495-2009. Water quality Technical-regulation on the design of sampling programmes [S].

本次征文将组织专家评审,拟评出特等奖20名,一等奖50名,二等奖100名,并颁发获奖证书(来稿多按比例增加获奖名额)。获奖文章将在本刊择优刊发。为了表彰积极组织参加征文活动的各级教研行政部门及学校,特设组织金奖1名,银奖3名,铜奖5名。

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为了圆梦,他与公司领导团队成员一起群策群力,集思广益,高起点、高标准设计远景,谋划未来,一门心思打造中国最优秀、最出色、最过硬的安保精英团队。

[17] 胡旷成,铁柏清,张蕊琪,等. 长沙水利枢纽工程蓄水后的湘江长沙段重金属污染评价[J]. 四川环境,2016,35(4):42-48.

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陈建,周俊驰,胡旷成,叶长城,铁柏清
《湖南农业科学》 2018年第03期
《湖南农业科学》2018年第03期文献

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