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、重金屬危害性進行分析，結果顯示：6年間陜西省的廢水排放量不斷增加，年均增長速度為6.46%。而廢水中的重金屬排放量呈下降趨勢，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%。

關鍵詞：重金屬污染；廢水排放；陜西省

中圖分類號：X502 文獻標志碼：A 文章編號：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20.56萬平方公里。據中國年鑒統計，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。自西部大開發戰略實施以來，陜西省進入高速發展模式，2011-2016年生產總值的年均增長速度為9.17%，而由此帶來的負面影響也在不斷擴大，廢水、廢氣、廢渣超標排放嚴重。2016年陜西省廢水排放量達166565萬噸，而且呈不斷增長的趨勢，廢水中含有大量重金屬，若進入飲用水源或食物鏈，對人們的身體健康構成嚴重威脅。

近年來，研究學者對水資源的研究有很多。但是由于統計數據有限性，中國統計年鑒也是從2011年開始對全國各省廢水中排放的重金屬進行統計，導致歷年來文獻中研究廢水中重金屬排放的內容很少。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象，分析近幾年由廢水排放造成的環境污染狀況。

數據來源：陜西省人口總數、生產總值、廢水排放總量及廢水中各重金屬排放量均來自中國統計年鑒。其中廢水排放總量包括工業廢水、城鎮生活污水和集中式污染治理設施排放的污水。工業廢水排放量指經過廠區所有排放口排到企業外部的工業廢水量，包括生產廢水、外排的直接冷卻水、超標排放的礦井地下水和工業廢水混排的廠區生活污水，不包括外排的間接冷卻水（清污不分流的間接冷卻水應計算在廢水排放量內）；城鎮生活污水含城鎮居民生活排放及城鎮中機關、醫院、學校、商業服務機構等各種公共場所、設施排放的污水；集中式污染治理設施排放量指生活垃圾處理廠（場）和危險廢物（醫療廢物）集中處理（置）廠（場）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

由數據分析可知，在2011～2016年陜西省的廢水排放量呈上升趨勢，年均增長速度為6.5%。這與陜西省的人口增長及經濟發展是息息相關的。2016年陜西省常住人口達3813萬人，比2011年增長1.87%，外加蓬勃發展的旅游業帶進的外來人口增多，使總人口數量不斷增長，因此增加了生活廢水的排放量。2011年以來陜西省對經濟發展進行了一系列的政策扶持：按照國家制定的《西部大開發“十二五”規劃》要求，加強東西部合作，根據省內的實際發展情況進行部署；《國務院關于加快旅游業發展的意見》的實施，推動了陜西旅游業的發展；《關于加快西咸新區發展的若干政策》使西咸新區882平方公里的工業、農業及商業發展迅速；2012年推出“陜北能源化工基地建設”，促進了陜西省的能源開發。陜西的生產總值在六年間增長了55.04%，而由經濟發展帶來的環境污染問題也日益嚴重，紡織業、化工業、建筑業、金屬制品業等工業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

根據數據可知，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。主要是因為在2011年初，國家實施了《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，陜西省為完成“十二五”減排目標，提高了省內的廢水處理能力，同時增加了對廢水處理的資金投入，在2011年廢水治理設施的運行費用達120108.4萬元，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1878.22kg，若不將廢水進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：交通運輸中汽油燃燒；含鉛涂料的生產；采礦、冶煉、鑄造、炸藥生產等工業活動；電視、電腦、手機、音響等電子產品的生產及分拆；農業中含鉛殺蟲劑的使用等。這些都會導致含鉛廢水的排放，而后重金屬鉛間接或者直接地進入地表水系中。重金屬鉛通過食物鏈被人體吸收，由于其不可降解性會在人體內長期累積，對人體造成嚴重不可逆轉的傷害[1]。兒童體內低含量的鉛也會影響其認知功能、神經行為及智能發育，造成兒童的學習障礙、眼手協調差、生長緩慢及反應遲鈍。

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12.82%；而在2014年汞的含量比2013年增長了6.25%，2015年比2014年增長22.49%，到2016年又下降至歷年來最低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、金礦開采、燃煤發電及溫度計、熒光燈等電子產品的生產過程中都會產生含汞廢水[2]。汞對人體的健康危害與其化學形態有關，汞的化學形態分為無機汞（如元素汞、二價汞化合物等）和有機汞（如甲基汞）。無機汞的毒性表現為神經毒性和腎臟毒性；有機汞比無機汞更易溶于脂肪，提前進入神經系統，傷害更大更快[3]，人體內甲基汞量較少時，會出現末梢感覺障礙、神經性聽力降低、運動失調等癥狀。當人體內集聚了大量的甲基汞時可出現急性腦損傷，導致痙攣、麻痹、意識障礙的急性發作。為了保護生態環境和人類健康，2013年簽署通過的國際公約《水俁公約》對汞排放標準進行了更為嚴格的規定。

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。廢水中鎘主要來源于硫鐵礦制取硫酸、磷鐵礦制取磷酸、鎘礦的開采冶煉及煤、石油的燃燒，電鍍、電池、印染、半導體制造、殺菌劑生產等行業也會產生大量含鎘廢水。鎘以空氣、水、食物的形式進入人和動物體內并逐漸蓄積，使體內酶系統受到抑制，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疾病。鎘含量超標會造成鈣吸收量減少，引起骨骼疏松、變形，情況嚴重時導致“痛痛病”發生。另外鎘可直接作用于雌性動物的卵巢毒害生殖系統，損害生育能力，甚至會導致不育。

2.4 鉻

鉻在廢水中主要是有三價鉻（Cr3+）和六價鉻（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%。六價鉻約占總鉻排放量的17%，6年間六價鉻排放量的變化趨勢與總鉻相似。總鉻在6年間下降57.14%，六價鉻下降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、金屬加工、電鍍、磁帶制作、皮革及工業顏料的生產過程都會導致含鉻廢水排放。三價鉻與六價鉻對人體都有害，六價鉻的毒性比三價鉻更強。六價鉻水溶性大，并且比較穩定，易被水生生物和植物吸收，經食物鏈被生物體和人體吸收后，可誘發肝腎衰竭、肺充血，甚至肺癌和鼻癌。人體經常暴露在含鉻的環境下還會導致皮膚炎癥。

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，在2013-2014年間上升幅度達43.71%。總體看來，6年內砷排放量增長了44.11%。可見陜西省還需對排放廢水中的砷進行控制。含砷廢水主要來源有：砷礦的開采、冶煉；含砷農藥的使用；化學制藥；玻璃制造等。廢水中的砷主要以三價和五價兩種形式存在，環境中的砷元素極易發生氧化形成劇毒的的三價化合物，三價砷化合物（包括砒霜As2O3、雌黃As2S3等）的毒性強于五價砷。砷是人體非必需元素，但是五價砷化合物的攝入會使人慢性中毒，干擾人體代謝，在人體內轉化為三價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 結束語

（1）根據2011-2016年的統計結果顯示：陜西省的廢水排放量不斷增加，年均增長速度為6.46%。廢水中的重金屬排放總量呈下降趨勢，尤其在2011-2012年，下降速度最快，達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砷排放量的增加采取管控措施。

（2）重金屬危害環境及人體健康，必須對廢水中的重金屬進行有效處理。陜西省水資源困乏，通過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利用。

參考文獻：

[1]胡月紅.國內外汞污染分布狀況研究綜述[J].環境保護科學，2008（01）：38-41.

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[3]張義生，吳俊民.甲基汞污染對人類生態的危害[J].環境與健康雜志，1988，5（2）：43-45.

[4]林吉峰.城鎮污水處理廠提標改造問題研究[J].科技創新與應用，2016（15）：179.