陈晓鸿,李 强,喇优抓
(1.云南省生态环境工程评估中心,云南昆明 650032;2.曲靖师范学院生物资源与食品工程学院,云南曲靖 655000;3.云南震谦建设工程检测有限公司,云南昆明 650041)
水域污染会威胁鱼类的生存且食用此类鱼对人体健康具有重大影响,因此许多学者对于鱼类中重金属含量进行水污染研究。水污染研究是我国改善环境质量的重要保障,近几年我国从基础理论、监测预警、治理修复等方面进行了研究和分析,并取得了一定的研究进展。
浔江,起始于郁江与西江交汇处,终止于梧州市西江与桂江汇合处,全长172km,为珠江流域西江干流中游河段[1]。众多研究均没有具体地指出西江干流浔江流域段的污染情况,或对水体污染的研究不够深入,环境监测预警技术落后,系统的流域水管理技术才刚刚起步等,所以对水体污染的研究还须进一步加强[2]。
2.1.1 水样采样原则
采集受污染的水体进行测定分析,以获得水体污染的基本数据。在采样的过程中,采样点应该具有代表性,并考虑天气,温度等对水质的影响,因此采样有如下几个原则:
(1)提前设定采样路线,尽可能一天采完所有样点;
(2)避开工业区重要污染源,远离岸边;
(3)在顺直河道水流通畅处取样;
(4)采集的水样一般距离水面20cm左右。
2.1.2 鱼样采样原则
对研究区域进行样品采集,采集时遵循一般采样原则:
(1)整体随机抽取;
(2)分段随机抽取;
(3)分层随机抽取。
本次实验主要采集了浔江流域广西段,在梧州市蒙江镇,贵港市平南县六陈水库,浔江与其支流交汇处,桂平市江口镇,桂平市樟村5个地方先后进行采集,每个地方设置一个采样点,分别记为A1、A2、A3、A4、A5,在A2、A3、A5采样点同时采集了虾虎鱼,分别记为B1、B2、B3。采样路线图1所示。
图1 采样路线图
采样难点:在于样品的运输和保存,不仅要采到有意义的样品,而且受天气和时间的影响,有无按规定保存、运输都将对水质状况造成影响。
解决方法:提前了解采样路线,检查实验器具的完整,根据采样导则熟悉采样技术和方法等操作。
2.4.1 样点总氮、总磷和COD测定方法
总氮按《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》HJ 636—2012[3]测定。总磷按《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》GB/T 11893—1989测定。COD按《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》HJ 828-2017测定。
2.4.2 pH、溶解氧(DO)、电导率的测定
采取现场测定,采用多功能水质分析仪测定这些参数并及时记录各参数数据。
2.4.3 水体、鱼体中重金属的测定原理和检测方法
水体处理:采用《水质 铜、锌、铅、镉的测定 原子吸收分光光度法》GB/T 7475—1987。用原子吸收光谱法直接测定溶液中的一些金属;通过薄膜过滤分离出溶液中的悬浮金属,或把悬浮物溶解并分析;Pb和Cd在低浓度时被螯合,浓缩,用有机溶剂萃取。然后进行原子吸收测定(原子吸收光谱法)。
鱼体处理:实验所用的鱼样为西江干流浔江流域虾虎鱼,根据事先所选定的采样点进行鱼样采集与处理。具体处理方法为:
将采集的鱼样进行清洗、取样、称重、消解、定容、检测。取样:将鱼解剖后取出鱼类的鳃、肌肉、内脏待称重。
称重:称取以上样品,重量在1g左右。
消解:鱼样消解一般有三种方法,即干灰化法、湿法消解、微波消解。
定容:将消解好的样液加酸和蒸馏水并定容至50mL,待测。
检测:将定容好的样液检测其重金属含量(原子吸收光谱法)。
水体中pH、DO、电导率现场测量数据见表1。
表1 水体中pH、DO、电导率测量数据
水体中的总氮总磷及COD的含量见表2。
表2 水体中总氮总磷及COD测量含量
水体中重金属和类金属的含量见表3。
表3 水体中重金属和类金属测量含量
鱼体中重金属和类金属的含量见表4。
表4 鱼体中重金属和类金属测量含量
3.3.1 水体pH及污染程度分析
pH在采样点A1、A2、A3、A4、A5的测量数据分别为6.720、8.783、6.980、7.623、7.763,对应国标分析点A1、A2、A3、A4、A5的pH在6.5~8.5,属于Ⅰ~Ⅳ类水。
3.3.2 水体DO及污染程度分析
DO在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为5.597mg/L、6.693mg/L、11.287mg/L、5.643mg/L、5.800mg/L,样 点A2、A3对应国标分析大于6mg/L,属于类Ⅰ水,样点A1、A4、A5对应国标小于6mg/L,属于Ⅱ类水。
3.3.3 水体电导率及污染程度分析
电导率在采样点A1、A2、A3、A4、A5的测量数据分别为59.267、64.667、122.067、260.700、277.000,样点A2对应国标小于0.02mg/L,属于Ⅰ类水,样点A1、A3、A4、A5对应国标分析大于0.3mg/L,属于Ⅴ类水。
3.3.4 水体中总磷含量及污染程度分析
总磷在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.84mg/L、0.01mg/L、7.46mg/L、4.81mg/L、6.92mg/L,样点A2对应国标小于0.02mg/L,属于Ⅰ类水,样点A1、A3、A4、A5对应国标分析大于0.3mg/L,属于Ⅴ类水。
3.3.5 水体中总氮含量及污染程度分析
总氮在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.67mg/L、0.31mg/L、0.74mg/L、1.36mg/L、1.42mg/L,样点A2对应国标分析在0.2mg/L到0.5mg/L,属于Ⅱ类水,样点A1、A3对应国标分析在0.5mg/L到1.0mg/L,属于Ⅲ类水,样点A4、A5对应国标分析在1.0mg/L到1.5mg/L,属于Ⅳ类水。
3.3.6 水体中COD含量及污染程度分析
COD在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度均小于10mg/L,对应国标分析小于15mg/L,属于Ⅰ类水。
3.3.7 水体中Cu含量及污染程度分析
铜在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.005mg/L、0.034mg/L、0.006mg/L、0.009mg/L、0.02mg/L,样点A1、A3、A4、A5对应国标分析小于0.01mg/L,属于Ⅰ类水,样点A2对应国标分析在0.01mg/L到1.0mg/L,属于Ⅱ类水。
3.3.8 水体中Zn含量及污染程度分析
锌在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.046mg/L、0.009mg/L、0.016mg/L、0.025mg/L、0.050mg/L,样 点A1、A2、A3、A4、A5对应国标分析均小于或等于0.05mg/L,属于Ⅰ类水。
3.3.9 水体中Pb含量及污染程度分析
铅在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.02mg/L、0.001mg/L、0.02mg/L、0.02mg/L、0.02mg/L,样点A2对应国标分析小于0.01mg/L,属于Ⅰ类水,样点A1、A2、A3、A4、A5对应国标分析在0.01mg/L到0.05mg/L,属于Ⅲ(或Ⅳ)类水。
3.3.10 水体中Cd含量及污染程度分析
镉在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.002mg/L、0.001mg/L、0.001mg/L、0.002mg/L、0.002mg/L,样 点A2、A3对应国标分析等于0.001mg/L,属于Ⅰ类水,样点A1、A4、A5对应国标分析在0.001mg/L到0.005mg/L,属于Ⅱ类水。
3.3.11 水体中Cr含量及污染程度分析
镉在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.004mg/L、0.004mg/L、0.004mg/L、0.004mg/L、0.004mg/L,样 点A1、A2、A3、A4、A5对应国标分析小于0.01mg/L,均属于Ⅰ类水。
3.3.12 水体中Hg含量及污染程度分析
汞在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.000 05mg/L、0.000 09mg/L、0.000 63mg/L、0.000 07mg/L、0.000 35mg/L,样点A1对应国标分析等于0.000 05mg/L,属于Ⅰ类水,样点A2、A4对应国标分析在0.000 05mg/L到0.000 1mg/L,属于Ⅲ类水,样点A3、A5对应国标分析在0.000 1mg/L到0.001mg/L,属于Ⅴ(或Ⅳ)类水。
3.3.13 水体中As含量及污染程度分析
砷在采样点A1、A2、A3、A4、A5的浓度分别为0.000 3mg/L、0.000 3mg/L、0.001mg/L、0.001 3mg/L、0.011mg/L,样点A1、A2、A3、A4、A5对应国标分析小于0.050mg/L,均属于Ⅰ类水。
3.3.14 鱼体中Cu含量及污染程度分析
鱼体中铜在采样点B1、B2、B3的浓度分别为1.53mg/kg、1.31mg/kg、1.23mg/kg,可知,样点B1、B2、B3的Cu含量均低于中国标准。
3.3.15 鱼体中Zn含量及污染程度分析
鱼体中锌在采样点B1、B2、B3的浓度分别为44.33mg/kg、66.25mg/kg、51.20mg/kg,可知,B1处样品中的Zn含量低于中国标准,B2、B3处样品中的Zn含量高于中国标准。
3.3.16 鱼体中Pb含量及污染程度分析
鱼体中铅在采样点B1、B2、B3的浓度分别为0.2mg/kg、0.2mg/kg、0.53mg/kg,可知,B1、B2处样品中的Pb含量低于中国标准、CAC标准、欧盟标准。B3处样品中的Pb含量高于中国标准、CAC标准、欧盟标准。
3.3.17 鱼体中Cd含量及污染程度分析
鱼体中镉在采样点B1、B2、B3的浓度分别为0.07mg/kg、0.11mg/kg、0.22mg/kg,可知,B1处样品中的Cd含量低于中国标准、CAC标准,B2、B3处样品中的Cd含量高于中国标准、欧盟标准。
3.3.18 鱼体中Cr含量及污染程度分析
鱼体中铬在采样点B1、B2、B3的浓度分别为5.96mg/kg、9.48mg/kg、2.98mg/kg,可知,B1、B2、B3处样品中的Cr含量均高于中国标准,且超标严重。
3.3.19 鱼体中As含量及污染程度分析
鱼体中砷在采样点B1、B2、B3的浓度分别为0.01mg/kg、0.72mg/kg、0.26mg/kg,可知,B1处样品中的As含量低于中国标准、CAC标准,B2、B3处样品中的As含量高于中国标准、CAC标准,且B2处样品超标严重。
3.3.20 鱼体中Hg含量及污染程度分析
鱼体中汞在采样点B1、B2、B3的浓度分别为0.24mg/kg、0.034mg/kg、0.126mg/kg,可知,B1、B2、B3处样品中的Hg含量均低于中国标准、CAC标准、欧盟标准。
综上所述测量含量,对照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)分析各采样点水质所属类别得知水样采样点A1属于Ⅴ类水,主要超标污染物为总磷,所以重点治理总磷;采样点A2属于Ⅲ类水,各指标均未超标;采样点A3属于Ⅴ类水,主要超标污染物为汞,所以重点治理汞;采样点A4属于Ⅴ类水,主要超标污染物为总磷、总氮,所以重点治理总磷、总氮;采样点A5属于Ⅴ类水,主要超标污染物为总磷、总氮、汞,所以重点治理总磷、总氮、汞。
讨论:在采样点整段总磷、总氮超标的原因可能是受当地居民生活污水的影响;汞超标可能是受当地工厂污水排放的影响。
通过鱼样对比国家限量标准超标情况得知鱼样采样点B1只有铬超标,其他各项指标均未超标,采样点B2锌、镉、铬、砷超标,其他各项指标均未超标。采样点B3锌、铅、镉、铬、砷超标,其他各项指标均未超标。
综上所述,珠江流域浔江段中的总磷、总氮和汞存在超标现象,总磷尤为显著,量级足够给当地生态造成严重损害。Pb也有轻度的污染,Cu、Zn、Cd、Cr、As未形成污染。所以,可以得出结论,目前珠江流域浔江段段水体受到了部分元素的污染,治理迫在眉睫。