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陕西省废水排放造成的重金属污染研究

作者【佚名】   来源【道义app自助领取彩金38网】   发布时间【2018-10-30 16:53:26】   点击量【

  摘 要:文章对陕西省2011-2016年间废水排放量及其中重金属排放量的变化趋势、重金属危害性进行分析,结果显示:6年间陕西省的废水排放量不断增加,年均增长速度为6.46%。而废水中的重金属排放量呈下降趋势,铅、汞、镉、总铬、砷的排放量分别比2011年降低76.37%、22.49%、67.16%、57.14%、-44.11%。


  关键词:重金属污染;废水排放;陕西省


  引言


  陕西省地缘辽阔,占地约20.56万平方公里。据中国年鉴统计,2016年陕西省水资源总量为271.5亿立方米,人均水资源量为713.9m3/人,水资源比较缺乏。自西部大开发战略实施以来,陕西省进入高速发展模式,2011-2016年生产总值的年均增长速度为9.17%,而由此带来的负面影响也在不断扩大,废水、废气、废渣超标排放严重。2016年陕西省废水排放量达166565万吨,而且呈不断增长的趋势,废水中含有大量重金属,若进入饮用水源或食物链,对人们的身体健康构成严重威胁。


  近年来,研究学者对水资源的研究有很多。但是由于统计数据有限性,中国统计年鉴也是从2011年开始对全国各省废水中排放的重金属进行统计,导致历年来文献中研究废水中重金属排放的内容很少。因此本文主要将陕西省2011-2016年的废水排放量及废水中重金属排放量为研究对象,分析近几年由废水排放造成的环境污染状况。


  数据来源:陕西省人口总数、生产总值、废水排放总量及废水中各重金属排放量均来自中国统计年鉴。其中废水排放总量包括工业废水、城镇生活污水和集中式污染治理设施排放的污水。工业废水排放量指经过厂区所有排放口排到企业外部的工业废水量,包括生产废水、外排的直接冷却水、超标排放的矿井地下水和工业废水混排的厂区生活污水,不包括外排的间接冷却水(清污不分流的间接冷却水应计算在废水排放量内);城镇生活污水含城镇居民生活排放及城镇中机关、医院、学校、商业服务机构等各种公共场所、设施排放的污水;集中式污染治理设施排放量指生活垃圾处理厂(场)和危险废物(医疗废物)集中处理(置)厂(场)垃圾渗滤液/废水及其污染物的排放量。


  1 2011-2016年废水排放量分析


  由数据分析可知,在2011~2016年陕西省的废水排放量呈上升趋势,年均增长速度为6.5%。这与陕西省的人口增长及经济发展是息息相关的。2016年陕西省常住人口达3813万人,比2011年增长1.87%,外加蓬勃发展的旅游业带进的外来人口增多,使总人口数量不断增长,因此增加了生活废水的排放量。2011年以来陕西省对经济发展进行了一系列的政策扶持:按照国家制定的《西部大开发“十二五”规划》要求,加强东西部合作,根据省内的实际发展情况进行部署;《国务院关于加快旅游业发展的意见》的实施,推动了陕西旅游业的发展;《关于加快西咸新区发展的若干政策》使西咸新区882平方公里的工业、农业及商业发展迅速;2012年推出“陕北能源化工基地建设”,促进了陕西省的能源开发。陕西的生产总值在六年间增长了55.04%,而由经济发展带来的环境污染问题也日益严重,纺织业、化工业、建筑业、金属制品业等工业的废水排放量不断增大。


  2 2011-2016年废水中的重金属排放及其危害


  根据数据可知,陕西省废水中的重金属排放总量在2011-2016年总体呈下降趋势。主要是因为在2011年初,国家实施了《重金属污染综合防治“十二五”规划》,陕西省为完成“十二五”减排目标,提高了省内的废水处理能力,同时增加了对废水处理的资金投入,在2011年废水治理设施的运行费用达120108.4万元,比2010年提高34.7%。废水中五种重金属的年均排放量相比较:铅>总铬>砷>镉>汞。铅的年平均含量达1878.22kg,若不将废水进行有效处理而直接排入地表水系中,由铅造成的污染最为严重。


  2.1 铅


  铅是易被人体吸收的有害重金属,常以硫化物形式存在,含铅矿石以白铅矿和方铅矿为主。如图1所示, 陕西省废水中的铅排放量在2011年最高,达4241.9kg,而后以25.07%的年均速度下降,至2016年铅排放量为1002.3kg,6年总共下降76.37%。重金属铅的排放源有:交通运输中汽油燃烧;含铅涂料的生产;采礦、冶炼、铸造、炸药生产等工业活动;电视、电脑、手机、音响等电子产品的生产及分拆;农业中含铅杀虫剂的使用等。这些都会导致含铅废水的排放,而后重金属铅间接或者直接地进入地表水系中。重金属铅通过食物链被人体吸收,由于其不可降解性会在人体内长期累积,对人体造成严重不可逆转的伤害[1]。儿童体内低含量的铅也会影响其认知功能、神经行为及智能发育,造成儿童的学习障碍、眼手协调差、生长缓慢及反应迟钝。


  2.2 汞


  废水中的汞排放量在2011-2013年不断下降,其中在2013年下降速度最快达12.82%;而在2014年汞的含量比2013年增长了6.25%,2015年比2014年增长22.49%,到2016年又下降至历年来最低17.7kg。虽然在这五种重金属中,汞在废水中的排放量最低(年均排放量为28.9kg),每年的排放量约占重金属总排放量的0.6%,但是汞的危害不容小觑。氯碱生产、金矿开采、燃煤发电及温度计、荧光灯等电子产品的生产过程中都会产生含汞废水[2]。汞对人体的健康危害与其化学形态有关,汞的化学形态分为无机汞(如元素汞、二价汞化合物等)和有机汞(如甲基汞)。无机汞的毒性表现为神经毒性和肾脏毒性;有机汞比无机汞更易溶于脂肪,提前进入神经系统,伤害更大更快[3],人体内甲基汞量较少时,会出现末梢感觉障碍、神经性听力降低、运动失调等症状。当人体内集聚了大量的甲基汞时可出现急性脑损伤,导致痉挛、麻痹、意识障碍的急性发作。为了保护生态环境和人类健康,2013年签署通过的国际公约《水俣公约》对汞排放标准进行了更为严格的规定。


  2.3 镉


  废水中的镉排放量在2011-2016年下降迅速,2016年比2011年下降了67.16%,年均下降速度达19.97%。这表明排放镉的污染源得到了有效的控制。废水中镉主要来源于硫铁矿制取硫酸、磷铁矿制取磷酸、镉矿的开采冶炼及煤、石油的燃烧,电镀、电池、印染、半导体制造、杀菌剂生产等行业也会产生大量含镉废水。镉以空气、水、食物的形式进入人和动物体内并逐渐蓄积,使体内酶系统受到抑制,从而影响肾脏、肝脏等器官的正常功能,造成肝肾中毒、肺癌及其他呼吸系统疾病。镉含量超标会造成钙吸收量减少,引起骨骼疏松、变形,情况严重时导致“痛痛病”发生。另外镉可直接作用于雌性动物的卵巢毒害生殖系统,损害生育能力,甚至会导致不育。


  2.4 铬


  铬在废水中主要是有三价铬(Cr3+)和六价铬(CrO42-,Cr2O72-)两种存在形式。2011-2013年陕西省废水中总铬排放量变化不大,而到2014年,总铬排放量突然下降58.2%。六价铬约占总铬排放量的17%,6年间六价铬排放量的变化趋势与总铬相似。总铬在6年间下降57.14%,六价铬下降38.17%。自然界中的铬以铬矿石形式存在,而含铬矿的冶炼、钢铁生产、金属加工、电镀、磁带制作、皮革及工业颜料的生产过程都会导致含铬废水排放。三价铬与六价铬对人体都有害,六价铬的毒性比三价铬更强。六价铬水溶性大,并且比较稳定,易被水生生物和植物吸收,经食物链被生物体和人体吸收后,可诱发肝肾衰竭、肺充血,甚至肺癌和鼻癌。人体经常暴露在含铬的环境下还会导致皮肤炎症。


  2.5 砷


  废水中的砷排放量只是在2011-2012年间下降了32.09%,2012-2016年一直呈上升趋势,在2013-2014年间上升幅度达43.71%。总体看来,6年内砷排放量增长了44.11%。可见陕西省还需对排放废水中的砷进行控制。含砷废水主要来源有:砷矿的开采、冶炼;含砷农药的使用;化学制药;玻璃制造等。废水中的砷主要以三价和五价两种形式存在,环境中的砷元素极易发生氧化形成剧毒的的三价化合物,三价砷化合物(包括砒霜As2O3、雌黄As2S3等)的毒性强于五价砷。砷是人体非必需元素,但是五价砷化合物的摄入会使人慢性中毒,干扰人体代谢,在人体内转化为三价砷化合物后能与硫基作用,抑制蛋白酶的活性并致畸、致癌、致突变。


  3 结束语


  (1)根据2011-2016年的统计结果显示:陕西省的废水排放量不断增加,年均增长速度为6.46%。废水中的重金属排放总量呈下降趋势,尤其在2011-2012年,下降速度最快,达39.72%。2016年废水中铅、汞、镉、总铬、砷排放量分别比2011年降低76.37%、22.49%、67.16%、57.14%、44.11%,所以陕西省还需针对砷排放量的增加采取管控措施。


  (2)重金属危害环境及人体健康,必须对废水中的重金属进行有效处理。陕西省水资源困乏,通过去除废水中重金属离子及其他污染物,可做到水资源的循环利用。


  参考文献:


  [1]胡月红.国内外汞污染分布状况研究综述[J].环境保护科学,2008(01):38-41.


  [2]冯新斌,仇广乐,付学吾,等.环境汞污染[J].化學进展,2009,21(2):436-457.


  [3]张义生,吴俊民.甲基汞污染对人类生态的危害[J].环境与健康杂志,1988,5(2):43-45.


  [4]林吉峰.城镇污水处理厂提标改造问题研究[J].科技创新与应用,2016(15):179.





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