陕西省废水排放造成的重金属污染研究

王在兴

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

中图分类号：X502 文献标志码：A 文章编号：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

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.