蘇州市陽澄湖地區(qū)氟污染來源及管控研究

劉松華，周 靜，武 瑾

(1.蘇州市環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 蘇州 215000；2.蘇州市蘇城環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇 蘇州 215000)

1 引言

地表水是水資源的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市的重要水源之一。然而，人類在生產(chǎn)實(shí)踐過程中源源不斷地將有毒有害污染物排放到江河湖海等地表水中。氟是人體必需的微量元素，人體所需的氟主要來自飲用水，氟的攝入量與人的健康息息相關(guān)。蘇州市陽澄湖飲用水源地2017年氟化物濃度指標(biāo)個(gè)別月份接近標(biāo)準(zhǔn)值，為了確保水源地供水安全，本課題調(diào)查了蘇州市地表水氟污染情況，對地表水體中氟污染來源及管控措施開展了研究，為管理部門氟污染管控提供一定參考。

2 氟的基本性質(zhì)

氟在地殼的存量0.072%，存在量的排序數(shù)為12，也是自然界中廣泛分布的元素之一。自然界中氟主要以螢石(Fluorite)存在，其主要成分為氟化鈣(CaF2)、冰晶石(3NaF·AlF3)及以氟磷酸鈣[Ca5F(PO4)3]為主的礦物。巖漿巖和沉積巖也含有大量的氟元素，其含量約為330～740 mg/kg[1]。

氟化物指含負(fù)價(jià)氟的有機(jī)或無機(jī)化合物。在天然飲用水和食物中都有低濃度的氟化物存在，而地下水中的氟含量要高一些。2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單，氟化物在(飲用水中添加的無機(jī)物)3類致癌物清單中。

氟是人體必需的微量元素，當(dāng)人體氟含量較低時(shí)，容易患齲齒；氟含量較多時(shí)又會(huì)導(dǎo)致氟中毒，臨床上常見氟斑牙和氟骨癥[2]。受工業(yè)“三廢”嚴(yán)重污染的地區(qū)，長期飲用含氟高的飲水后會(huì)導(dǎo)致地方性氟病[3,4]。

世界各國對飲用水中氟化物含量的限值各不相同，世界衛(wèi)生組織(WHO)制訂的、用以指導(dǎo)世界各國制訂飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則”規(guī)定氟含量的限值為1.5 mg/L；美國規(guī)定氟在飲水中的限值為4.0 mg/L；歐盟規(guī)定氟在飲用水中的限值為0.7～1.5 mg/L；我國規(guī)定氟在飲用水中的限值為1.0 mg/L[5～7]。

3 蘇州市陽澄湖地區(qū)氟污染現(xiàn)狀

3.1 例行監(jiān)測數(shù)據(jù)

2016年，蘇州市工業(yè)園區(qū)陽澄湖水源地和昆山市傀儡湖水源地氟化物指標(biāo)相對其他水源地較高，個(gè)別月份均值接近標(biāo)準(zhǔn)值(1 mg/L)，2017年這兩個(gè)水源地氟化物指標(biāo)有所下降，分別下降24.5%和9.72%，但個(gè)別月份均值依然較高，2017年昆山市傀儡湖的氟化物年均值最高，為0.585 mg/L。

表1 2016～2017年陽澄湖水源地氟化物年均濃度對比

蘇州市近年來一直在開展陽澄湖地區(qū)銻氟污染整治工作，數(shù)據(jù)顯示，陽澄湖水源地氟化物濃度有所下降，但是，2017年昆山傀儡湖的中心點(diǎn)的濃度高于陽澄湖，說明傀儡湖的氟化物不僅來源于陽澄湖來水，還可能受到昆山地區(qū)氟化物大氣沉降，地表徑流或點(diǎn)源影響(圖1)。

圖1 2016～2017年陽澄湖水源地氟化物濃度逐月監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.2 陽澄湖地區(qū)地表水氟污染補(bǔ)充監(jiān)測

為了解陽澄湖地區(qū)內(nèi)氟濃度的分布情況，課題組于2018年11月5日至11月7日對陽澄湖主要通湖河道的水質(zhì)和底泥進(jìn)行采樣檢測，湖體底泥中氟含量監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 陽澄湖通湖河道水質(zhì)及底泥監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)表3集中式飲用水源地銻標(biāo)準(zhǔn)限值0.005 mg/L(即5 μg/L)，氟化物1.0 mg/L來評(píng)價(jià)，陽澄湖主要通湖河道銻氟濃度均沒有超標(biāo)情況。以《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》(HJ350-2007)對底泥監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析，其A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為12 mg/kg，B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為82 mg/kg。除相城區(qū)的蠡塘河口、北河涇沈橋、渭涇塘漁業(yè)村、渭涇塘涇渭橋4個(gè)斷面底泥銻濃度超過A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)外，其他斷面均低于A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，底泥氟化物濃度在301～562 mg/kg，低于土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)居住用地標(biāo)準(zhǔn)1000 mg/kg，一般認(rèn)為無污染。

4 氟污染源調(diào)查

氟的污染源分為天然源及人為源，以人為源為主。自然界中的氟化物主要來源于火山爆發(fā)、高氟溫泉、干旱土壤、含氟巖石的風(fēng)化釋放以及化石燃料的燃燒等。水環(huán)境中氟污染主要來源于工業(yè)廢水、污水處理廠出水、大氣沉降、污染土壤的地表徑流等。

工業(yè)生產(chǎn)過程中，原材料含有氟物質(zhì)，或在生產(chǎn)過程中加入含氟物質(zhì)，均會(huì)導(dǎo)致含氟廢水問題發(fā)生。根據(jù)以往監(jiān)測數(shù)據(jù)，昆山地區(qū)地表水中氟化物濃度較高，一方面，水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，大量使用含氟較高的飼料，殺蟲和殺菌藥，導(dǎo)致水系中氟含量升高。另一方面，昆山電子廠家廣泛使用氟化氫溶液作為電子線路板的清洗液，污水處理設(shè)施滯后，導(dǎo)致附近河道累積污染。由于時(shí)間和資料有限，本次僅收集到了昆山部分涉氟企業(yè)信息，昆山電子企業(yè)眾多，大氣氟沉降和廢水排放是下一步研究的重點(diǎn)(表3)。

表3 昆山部分涉氟企業(yè)污染物年排放量情況

5 管控措施

5.1 加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的涉氟企業(yè)及廢水集中式污水處理廠監(jiān)管

加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的涉氟企業(yè)及廢水集中式污水處理廠監(jiān)管，加強(qiáng)廢水中水回用建設(shè)，削減氟污染物排放總量。氟化工企業(yè)產(chǎn)生的高濃度含氟廢水，尤其是含無機(jī)氟廢水，氟化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，開展清潔生產(chǎn)，避免使用或者采用無氟替代原料，采用污染物產(chǎn)生量少或者無污染產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，降低廢水中氟濃度，從源頭控制含氟廢水的產(chǎn)生量和廢水中氟的濃度。同時(shí)，對于氟化工企業(yè)排放的含氟污水應(yīng)嚴(yán)格按照國家的相應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理，有條件的地區(qū)需進(jìn)行含氟廢水的深度處理，在含氟廢水排入環(huán)境水體前進(jìn)行氟的有效控制。加強(qiáng)環(huán)保執(zhí)法力度，對污染嚴(yán)重、不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的企業(yè)立即停產(chǎn)并限期整改，對不能按期完成整改任務(wù)，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)堅(jiān)決關(guān)閉和淘汰。

5.2 加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)建設(shè)，推行工業(yè)廢水集中收集和處理

工業(yè)企業(yè)逐步向園區(qū)集中，以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)污染源的長效管理和集中治理。加快集中式污水處理廠建設(shè)進(jìn)度，提高工業(yè)廢水集中處理能力。加強(qiáng)管網(wǎng)建設(shè)，實(shí)施雨污分流。加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部污水收集系統(tǒng)建設(shè)和處理設(shè)施的運(yùn)行管理。

5.3 調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局

嚴(yán)格氟化工行業(yè)準(zhǔn)入條件，取締不符合國家產(chǎn)業(yè)政策以及污染嚴(yán)重的小企業(yè)。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，調(diào)輕調(diào)優(yōu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)施嚴(yán)格環(huán)保準(zhǔn)入門檻、加快工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加大現(xiàn)代服務(wù)業(yè)比重，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，合理確定重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局、結(jié)構(gòu)、規(guī)模。產(chǎn)業(yè)布局充分考慮水資源、水環(huán)境承載能力。

5.4 進(jìn)一步壓縮陽澄湖圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積

進(jìn)一步壓縮圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積，全面實(shí)施生態(tài)養(yǎng)殖模式，控制外源飼料投入量，減少養(yǎng)殖業(yè)內(nèi)源性污染排放。加大湖區(qū)自然資源和生態(tài)環(huán)境管護(hù)力度，開展人工增殖放流，實(shí)現(xiàn)“以漁養(yǎng)水”，達(dá)到生物多樣性和水質(zhì)凈化目標(biāo)。同時(shí)加強(qiáng)內(nèi)塘養(yǎng)殖污染防治，大力推廣池塘循環(huán)水和低密度生態(tài)養(yǎng)殖工程。

5.5 種植業(yè)污染治理，發(fā)展化肥減施工程

大力發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展化肥減施工程，推廣高效、低毒、低殘留及生物農(nóng)藥替代工程，實(shí)行農(nóng)藥貼補(bǔ)，推廣配方肥料、商品有機(jī)肥和種植綠肥，全面推廣農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)。應(yīng)用區(qū)域養(yǎng)分管理和精準(zhǔn)化施肥技術(shù)，推廣測土配方施肥、分段施肥等科學(xué)施肥技術(shù)，控制水田和坡地的水土流失，提高肥料利用率。

5.6 溝通水系，提高水體自凈能力

溝通水系，加大河水入湖量，提高區(qū)域水環(huán)境容量。根據(jù)河湖連通需要，開通斷頭河浜，新開河道，進(jìn)一步溝通河、湖水系，促進(jìn)水體流動(dòng)，加快陽澄湖水體流動(dòng)，提高水體自凈能力。

5.7 加強(qiáng)氟污染指標(biāo)監(jiān)測，確保飲用水安全

加強(qiáng)對陽澄湖地區(qū)入湖河道的底泥深度、底泥內(nèi)氟污染含量指標(biāo)的監(jiān)測，定期實(shí)施河道清淤，減少河道底泥污染物的釋放。同時(shí)加強(qiáng)對主要入湖河道及相關(guān)支流排污口整治的核查整治

加強(qiáng)入湖河道和湖體氟濃度監(jiān)測，了解氟濃度動(dòng)態(tài)情況。如發(fā)現(xiàn)陽澄湖湖體內(nèi)的氟濃度超標(biāo)，應(yīng)根據(jù)超標(biāo)情況，通過對污染實(shí)行關(guān)停、限產(chǎn)等措施，保證陽澄湖體水質(zhì)逐步好轉(zhuǎn)，確保水源地供水安全。