黄河兰州段水中环境激素类重金属监测及评价

刘兆民 王黎虹 李耸耸

（1.西北民族大学化工学院 甘肃兰州 730030；2.甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室 甘肃兰州 730030）

引言

环境激素( Environmental Hormones)，是指具有干扰体内正常分泌物质的合成、释放、运转、代谢、结合等过程, 激活或抑制内分泌系统功能, 从而破坏其维持机体稳定性和调控作用的物质。包括多种化合物以及三种重金属。重金属铅Pb 是环境激素类物质，具有类似雌激素的作用，对人体器官功能、繁殖均有不良影响，并能引起各种生理异常。镉Cd 也具有环境激素效应。目前，有关镉具有雌激素或是雄激素效应存在着不同的看法。大多学者认为，镉可通过与激素受体的作用来抑制正常的激素结合到其受体上，结合点可受到抗激素物质抑制。黄河是兰州市唯一水源地，近两年发生数起自来水质异常事件，使得政府和居民对黄河水质更加重视。为了了解黄河兰州段铅镉含量情况，本文即对黄河兰州段水中的两种重金属类环境激素进行了监测及评价。

图1. 黄河兰州段采 样断面示意图

一、采样及实验方法

1. 采样与样品处理

2014 年9 月30 日采样，采样断面以兰州为中心从上游到下游依次选择六个断面。分别为，A 断面：八盘峡大坝，B 断面：西沙黄河大桥，C 断面：银滩黄河大桥，D 断面：中山桥，E 断面：雁滩黄河大桥，F 断面：什川吊桥。其中A 断面为对照断面，B、C、D、E 断面为控制断面，F 断面为削减断面。分别从六个断面的左、中、右三点取等量水样均匀混合后用聚乙烯瓶取6 瓶作为水样并在5 小时内送到实验室。用减压过滤设施对水样进行过滤后于5 摄氏度下保存。采样断面设置如图1 所示：

Fig 1. Diagram of sampling section of Yellow River in Lanzhou

2. 仪器与试剂

仪器：SOLAAR 原子吸收仪（S2AA Series 美国热电公司）

试剂：Pb(NO3)2广州化学试剂厂；Cd(NO3)2·4H2O北京朝阳西会化工厂；HNO3成都金山化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯，实验用水均为去离子水。

3. 测试仪器及条件设置

原子吸收仪器模式：火焰；自动进样器：无；火焰稀释: 无；火焰类型：空气—乙炔；燃烧头稳定时间：0 分钟； 雾化器提升时间：4 秒；拟合方式：一般线性拟合。

4. 实验方法

本实验采用直接吸入法测定黄河兰州段水中的可溶性铅和镉、铅的测定浓度范围为（0.01-1）mg·L-1，镉的测定浓度范围为（0.001-10）mg·L-1。水样处理：分别取六个断面的水样200ml 蒸馏浓缩至10ml 测定Pb 的浓度。取A、B、D、E、F 三个断面的水样100ml 蒸馏浓缩至50ml。取C 断面水样5ml 稀释至40ml 测定Cd 的浓度。

二、结果与讨论

1. 水样中铅镉含量分析

黄河水在兰州自西而东穿城而过，既是兰州居民的饮用水源也是污水排放稀释的自然水体。监测断面A即八盘峡水库为城市上游水源，在兰州市区以外，未被工业企业所排废水及城市生活污水所污染，B、C、D、E 断面均在兰州市区内，两岸石油化工企业、制药企业均对黄河有废水排放，F 断面为消减断面设在什川吊桥处，此处已在市区以外，水体得到一定程度净化。

根据所检测得到的数据来看，如下图，铅在流入兰州市区之前，含量为0.0111mg·L-1,略高于国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中I 类水质标准，但超标范围仅为10%。在兰州市区内，铅含量有升高的趋势，但基本集中在0.02-0.03 mg·L-1范围内，低于国家III 类地表水质标准。流出兰州市区后，在F 断面，铅含量降至0.014 mg·L-1，接近黄河水流入兰州市的含量，完成了水体净化作用。

黄河在流入兰州市区之前，镉含量为0.0018mg·L-1，略高于地表水I 类标准限定值（小于0.001mg·L-1），但超标范围不大。进入兰州市区后，镉含量开始升高，至C 断面即安宁区银滩大桥处，含量达到全段最大值0.0122mg·L-1，此含量已超过地表水V 类水质所规定的限度，有一定污染。在C 断面之后，镉含量不断下降，在0.005mg·L-1附近，属于II-IV 类地表水，流出兰州市区后，镉含量降至0.0033mg·L-1，距离黄河水流入兰州市区时的镉含量仍较高，说明自净作用未完全发挥。

Fig.2 Diagram of Pb/Cd concentration in Yellow River in Lanzhou between different sections

三、结论与建议

总体来说，兰州市黄河水中铅和镉污染不是很严重，水质基本达到了Ⅲ类以上标准，可以作为水源地用水。通过水体的自净作用，黄河水流出兰州市区后，铅和镉基本消减至I 类水质，说明兰州市区铅镉污染对下游不具有影响。另外，黄河水是目前兰州市城市饮用水的唯一水源地，一旦兰州上游河水发生污染事故将直接影响到兰州市民饮用水安全。政府部门目前在规划在兰州上游刘家峡水库建立专用管道，将黄河水直接输送至兰州市自来水厂，可以避免刘家峡水库至兰州八盘峡水库段水体污染事故。建立完全的第二水源也是避免污染事故对饮用水影响的对策。

表1 原子吸收仪工作参数设置

图2 黄河兰州段不同采样断面水中铅镉含量图

[1]Kavlock RJ. Overview of endocrine disruptor research activity in the United States. Chemasphere，1999,39:1227.

[2]黄敏毅,张育辉,段仁燕.镉的环境激素效应研究进展.生物学杂志,2007,24(5).

[3]冯书涛,马和梅,俞发荣.黄河兰州段水污染现状分析.人民黄河,2005,27(6).

[4]赵伦.重金属污染与防治的研究进展.中国环境管理干部学院学报 ,1995,(2).