湘江衡阳流域水环境重金属污染调研报告冯涛，赵忆超，刘迎久（南华大学城市建设学院，湖南衡阳，421001）摘要：利用原子吸收光谱法（AAS）对湘江衡阳流域3个监测点上覆水水样中的重金属（Pb、Cd、Cu、Zn、Mn）含量进行检测，参照国内相关标准（GB3838—2002），分析得出该段水体为Ⅲ类水质（4月22日），污染较为严重。

文章在对湘江衡阳流域水体污染状况研究的基础上,进一步调查了重金属污染现状与己形成的影响, 对重金属污染来源进行了分析, 并提出了一些湘江重金属污染防治的对策与建议。

关键词：湘江，衡阳，重金属，污染，现状湘江是湖南省最大河流，为长江主要支流之一。

发源于湖南省永州市海拔近2000米的九嶷山脚蓝山县野狗山麓，上游称潇水，零陵以北开始称湘江，向东流经永州、衡阳、株洲、湘潭、长沙，至湘阴县入洞庭湖后归长江。

湘江是洞庭湖水系最大的河流, 长江第二大支流, 径流量占长江的7. 5% , 多年平均流量是黄河的1. 51 倍。

湘江流域是湖南省经济建设的重心, 也是连接长江和华南经济圈的通道和纽带。

湘江全长817公里，流域总面积92,300平方公里。

其中湖南省境内占90. 17% 。

湘江流经湖南省的衡阳、株洲、湘潭、长沙和岳阳等8 个地、市,人口占全省的59. 5% , 是湖南人名副其实的母亲河。

湘江原生水质良好, 水环境容量大, 但近几十年来, 湖南工农业的飞速发展、城市人口增长给湘江水资源及流域环境带来了严重的污染, 与此同时, 湘江上游径流量逐年下降, 近年来湘江长沙段在秋冬季节多次突破湘江出现历史最低水位, 局部的正常供水被打断, 生产、生活和生态用水极为紧张, 水源安全问题突出。

衡阳市位于湘江中游，是湘江流域上一座典型的有着多年采选矿业和冶炼业历史的工业城市，湘江呈南北向纵贯市区。

湘江衡阳段分布了水口山有色金属集团有限公司等厂矿28 个，污染源较多。

近年来水体重金属污染问题更是越发严重。

水质状况直接影响人体的健康和经济的可持续发展。

因此,调查研究湘江水体的污染状况，对提高衡阳市居民生活用水质量, 加强工业治污力度, 确保社会经济可持续发展等都具有重要的意义1 水质调研部分1.1 研究区域概况湘江衡阳流域全长256 公里, 大约占湘江全长的30%, 是全市人民生活用水及工农业生产的主要供应水源, 衡阳的减排治污对湘江水质有极为重要的作用。

衡阳是湖南省著名的有色金属之乡, 也是省内重要的非金属矿产资源基地。

近年来, 随着衡阳市经济发展加快, 带动了采矿业和冶炼业的发展, 同时也加剧了湘江的重金属污染问题。

目前湘江衡阳段的重金属污染处于污染源多, 污染面广的问题。

本次选区的调研区域为湘江衡阳流域东洲岛至来雁塔一段长约7.7公里的水域，该水域处于衡阳市市区，是负责市区供水的演武坪自来水厂取水口的所在地，也是衡阳市湘江沿江观光带的所在地。

该段水域的水质状况直接影响到衡阳市人民的饮用水安全和生活水平的提高。

1.2 布点与采样为研究湘江衡阳流域的水质状况，于2013年4月在湘江衡阳流域一段长约7.7公里的水域布设3个点（见图1）：A 衡湘公铁大桥（东经112゜36′03″，北纬26゜53′05″）、B演武坪自来水厂取水口（东经112゜36′35″，北纬26゜54′44″）、C 来雁塔（东经112゜38′25″，北纬26゜55′39″）。

使用深水取水器，在距岸边1.5米处取水面以下0.5米处的水样，使用塑料容器保存并贴上标签，带回检测。

图 11.3 水样分析对3个样品都进行Pb、Cd、Cu、Zn、Mn5种重金属的含量分析。

消解方法参照国标四酸(HCl - HNO3- HF - HClO4)消解法(《GB/T 17137~17140- 19976》), 用火焰原子吸收分光光度法测定。

1.4 检测结果分析及结论表1 4月22日水质检测结果表2 地表水环境质量标准基本项目标准限值单位：mg/L表3 集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值单位：mg/L图2 水质检测数据变化趋势图水质检测结果见表1。

根据对水质检测结果的分析可知：湘江水体中重金属含量从A点开始，基本呈上升趋势（见图2），C点的含量最高。

在所有的检测项目中，C点的金属镉含量超过国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）5.72倍。

3个点Pb、Cd、Cu、Zn、Mn的平均含量分别为0.0129 、0.0104、0.0136、0.3615、0.0660（mg/L），Pb铅超标1.29倍， Cd镉超标2.08倍，说明Cd镉是湘江衡阳段上覆水中污染最严重的重金属元素。

湘江衡阳流域水质整体达Ⅲ类水质标准（GB3838—2002）。

2 重金属污染现状与己形成的影响2.1 重金属污染历史与现状重金属污染是湘江最显著的特征, 其污染由来已久。

1966 年首次检测出Cr、Pb、Mn、Zn、As 元素含量超标； 1971 年部分江段饮用水重金属超标, 同年11 月衡阳发生了中国环境史上第一次因重金属超标而停水数天的事件； 1978 年, 中科院地理研究所指出, 湘江已成为国内污染最严重的河流之一。

根据湖南省环保厅历年对湘江水质监测数据, 湘江总体水质在自上世纪90 年代呈恶化趋势, 总体污染特征是以有机污染为主的重金属、微生物复合污染, 其中重金属污染特征尤为突出[1]。

以湘江衡阳段为例（见表4），该段4 个监测断面中As、Hg、Pb、Cd 均有超标, 其中松柏断面分别超标13. 58%、8. 94%、2. 32% 和27. 16%。

对历年湘江干流及其主要支流36 个断面监测资料进行统计（见表5），表5表明, Hg、Cd、Pb 是最主要的污染物,超标断面数分别达到10、8、8 个, 其中Hg、Cd 主要在干流, 尤其Cd 污染涉及衡阳以下各江段,影响面最广泛。

重金属污染已不再是局部污染, 而是一个流域的污染[2]。

表4 湘江衡阳段各污染指标监测数据统计结果表5 湘江历年各污染指标监测数据统计结果衡阳市是湖南省重要的工业城市，湘江呈南北向纵贯市区，径流长61.25 km。

此江段分布了水口山矿务局等厂矿28 个，排入湘江的废水量为 2 752×104 m3· a-1，尤以水口山四厂和铅锌矿所排废水中的重金属超标最为严重。

常宁市水口山铅锌矿，最早开采于宋朝，正式建矿于1896 年，至今已有110 多年的历史，享有“世界铅都”、“中国铅锌工业的摇篮”之美誉。

据报道，由于污染问题，每年该公司赔给周围农民经济损失的金额高达125万元以上。

湘江在衡阳段有蒸水和耒水汇入，在蒸水河两岸分布有化工厂、纺织厂、造船厂、酿酒厂、造纸厂等大小工厂近百家，工业废水排放量达 3.526×104 m3· a-1。

此外，部分工厂的废渣及居民生活垃圾的倾倒造成蒸水中含有大量的毒物和病原体。

孙树青等学者曾对湘江干流水环境进行健康风险评价，结果表明，湘江干流衡阳以上江段水质良好，衡阳以下江段水质较差[3]。

2.2 重金属污染造成的影响湘江重金属污染直接导致流域水环境质量严重下降, 饮用水安全问题突出。

目前, 湘江污染已对流域4000 万人口的饮用水安全构成严重威胁,以长沙市为例, 2007 年饮用水源地水质达标率仅6. 09% , 其上游人口密集区段, 如株洲霞湾江段、湘潭市区江段、松柏和衡阳江段, 饮用水安全也很不乐观[4]。

某些支流经城镇或工矿区的局部河段, 污染十分严重, 形成了长达数公里的岸边污染带。

重金属污染物也是导致水生生态及流域其他环境系统破坏的主要因素[5]。

近年来, 湘江鱼类大幅减少, 每年均有废水毒死鱼类的现象发生, 一些名贵鱼类如鳗、青鱼、铜鱼已不再常见。

此外,湘江重金属污染物也广泛地影响依靠湘江进行灌溉的数以千公倾的农田、土壤及作物, 造成了不可逆转性的污染。

郭朝晖等学者对湘江衡阳、长沙段沿岸采集的219 个土壤样品和48 个蔬菜样品进行分析表明, 土壤中As、Cd、Cu、Ni、Pb 和Zn 含量均大于背景值, 其中Cd 与Pb 分别为7. 97 和3. 69倍。

与GB15618- 1995 中II 级标准( pH 6. 5—7. 5)比较,As、Cd、Cu、Ni、Pb 和Zn 均有超标, 其中Cd 超标率达68. 5% ; 与GB2762- 2005 比较, 蔬菜As、Cd、Ni、Pb 含量超标率分别为95. 8% 、68. 8% 、10. 4%和95. 8%[6]。

水及水生物、土壤与作物等污染最终危及人类健康与安全。

众所周知, 重金属不能被生物降解, 但具有生物累积性, 通过食物链进入人体, 在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用, 使它们失去活性, 或在人体的某些器官中富集, 造成危害。

以金属镉为例，环境中镉污染的最主要来源是有色金属矿产开发和冶炼排出废气、废水和废渣。

煤和石油燃烧排出的烟气、含镉肥料的施用也是造成镉污染的原因之一。

此外，镉在电镀、制造合金、焊料、颜料、电池、雷达、电视机荧光屏、半导体元件、照相材料、化肥、杀虫剂、塑料、枪械弹药等生产中可用做原料或催化剂，其在生产过程中亦可向环境排放出含镉废物。

餐饮具和食品包装也存在镉污染。

如在上釉的陶中储存食品，尤其酸性液体食品，可引起明显的镉污染。

在日本神通川流域发生的骨痛病就是由于神通川上游锌矿冶炼排出的含镉废水污染了神通川，河水灌溉使镉进人稻田而被水稻吸收。

镉引起骨痛病的原因可能是由镉对肾功能的损害使肾中维生素Ｄ的合成受到抑制，影响人体对钙的吸收和成骨作用。

同时，镉使骨胶原链上的羟脯氨酸不能氧化产生醛基，妨碍骨胶原的固化与成熟，从而导致骨骼软化。

镉对胃肠粘膜也具有刺激作用，故口服镉化物可引起呕吐、腹泻、休克和肾功能障碍，人在生产活动中吸人大量的镉烟尘和蒸气也可引起急性中毒[7]。

3 湘江重金属污染来源与原因分析湘江重金属污染与地方产业结构直接相关。

湖南是全球极具盛名的有色金属之乡, 湘江流域创造了湖南省75% 的生产总值, 大部分大、中型企业, 尤其是有色金属和稀有金属矿藏的开采、冶炼企业在湘江流域齐聚, 形成了郴州三十六湾、衡阳水口山、株洲霞湾港、湘潭竹埠港等四大采选冶污染中心区, 代表性企业有株冶、株化、水口山矿务局、湘钢、311 厂等。

上游的采矿业、中游的采、选、冶行业和下游的冶炼业均较发达,例如，衡阳水口山号称“百年老矿”,有着悠久的采矿历史[8]。

唐文清[9]等人《河流底泥重金属污染现状分析及评价——以湘江衡阳段为例》研究显示：湘江(衡阳段)底泥中重金属的污染程度大小顺序为: Pb> Cd> As> Zn> H g> Cu> Cr , 其中Pb的污染最为严重,是重点治理对象, Cd 和As 的污染程度也相对严重。