江西省典型矿区农村饮用水源地重金属污染分析

王涛 刘足根 陈宏文 许秋瑾 彭昆国

摘要：在江西省典型矿区选取２个涉重企业作为污染源，在其附近布点采样，分析地表水／地下水、土壤中重金属的污染特征，以期为农村饮用水源地的划分和保护提供科学依据。结果表明，污染源Ａ附近饮用水源水质保护较好，未受重金属污染；污染源Ｂ附近饮用水地表水源已受到镉和铅的污染，地下水源已轻微受到铅的污染；对于调查区域来讲，在枯水期要特别注意水源地锌和铅的污染，而在丰水期要特别注意铬和镉的污染；水源地附近土壤中锌和铅在枯水期更易于检出，特别是锌，丰水期时未检出，而枯水期的检出量都在１００ ｍｇ／ｋｇ以上；除个别点外，铜在枯水期的检出量也较高；不同时期不同地点铬的检出量变化较大。

关键词：农村；饮用水源地；重金属；污染特征；江西省

中图分类号：Ｘ５０２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）16－3597-04

Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏn Ｈｅａｖｙ Ｍｅｔａｌ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ａｔ Ｄｒｉｎｋｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ Ｃｏｕｎｔｒｙｓｉｄｅ ｉｎ Ｔｙｐｉｃａｌ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ

ＷＡＮＧ Ｔａｏ１，ＬＩＵ Ｚｕ－ｇｅｎ１，ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ－ｗｅｎ１，ＸＵ Ｑｉｕ－ｊｉｎ２，ＰＥＮＧ Ｋｕｎ－ｇｕｏ１

（１． Ｊｉａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００２９， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１２， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｗｏ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｔｙｐｉｃａｌ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ｃｈｏｓｅｎ ａｓ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ where ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｓｅｔ ａｎｄ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ／ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｓｏｉｌｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ， ａｎｄ ｉｔ would ｐｒｏｖｉｄｅd ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｃｏｕｎｔｒｙｓｉｄｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗed ｔｈａｔ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ waｓ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ｗｅｌｌ ｎｅａｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ Ａ ａｎｄ ｎｏｔ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ； ｎｅａｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ Ｂ， ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｈａd ｂｅｅｎ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｂｙ Ｃｄ ａｎｄ Ｐｂ， ｗｈｉｌｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｗａｔｅｒ waｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｂｙ Ｐｂ； ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｒｅａ， ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ of Ｚｎ ａｎｄ Ｐｂ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ ｎｅｅｄed ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｉｎ ｗｅｔ ｓｅａｓｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ of Ｃｒ ａｎｄ Ｃｄ ｎｅｅｄed ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ； Ｚｎ ａｎｄ Ｐｂ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｎｅａｒ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ ｃould ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｅａｓｉｌｙ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ Ｚｎ， ｗｈｉｃｈ couldnt ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｗｅｔ ｓｅａｓｏｎｓ， ｂｕｔ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ were ｏｖｅｒ １００ ｍｇ／ｋｇ； ｅｘｃｅｐｔ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｓｉｔｅｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｕ ｉｎ ｓｏｉｌｓ were ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎｓ； ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｒ ｉｎ the ｓｏｉｌ ｏｆ ｓｏｍｅ ｓｉｔｅｓ were ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎｓ， ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｉｎ ｓｏｍｅ ｓｉｔｅｓ were ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｗｅｔ ｓｅａｓｏｎｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｕｎｔｒｙｓｉｄｅ； ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ； ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ； ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ； Jiangxi province

重金属作为环境中的一类持久性污染物，进入环境后不能通过微生物降解等作用去除，而是在多种介质中以复杂的形态存在并累积。环境中的重金属可通过多种途径进入人体［１－３］，并在体内累积，对人体的健康产生影响［４－６］。饮水是重金属进入人体的主要途径之一，饮用水及水源地重金属污染受到了研究者的广泛关注［７－９］。

江西省矿产资源丰富，矿产开采及矿产品加工已有上百年的历史，在带动经济迅速发展的同时，也给周边环境带来了重金属污染。有学者对江西省典型矿区土壤、河流及底泥中重金属的污染特征做了调查［１０－１２］，还有学者对农村地区不同类型饮用水水质进行了分析［１３］，但对饮用水源地表水／地下水、土壤中重金属的污染特征尚缺乏系统调查，特别是有关广大农村饮用水水源地重金属污染特征调查分析方面的报道更为鲜见。本文对江西省典型矿区农村饮用水源地表水／地下水、土壤中重金属的污染特征进行调查分析，以期为农村饮用水水源地的划分与保护提供科学依据。

１材料与方法

１．１污染源选取与采样布点

在江西省典型矿区选取两个涉重企业Ａ和Ｂ作为污染源，其中污染源Ａ排放的废水经一条小溪（图１中未显示）汇入河流ＬＡＨ，污染源Ｂ排放废水的受纳水体为ＳＱＨ。采样布点以污染源为中心，在距污染源不同距离的范围内选取有代表性的乡（镇）进行布点采样（图１），采样在同一年度的枯水期（２月）和丰水期（７月）各采集１次。

１．２样品采集

１．２．１水样对以地下水为饮用水源的农村，选取有代表性的水源采集地下水样；对于以自来水为饮用水的乡（镇），在自来水取水口采集水样，水样采集后立即滴加ＨＮＯ３保护，带回实验室分析。

１．２．２土壤样土壤样品采集的布点方式同水样，布点位置为水源地附近农田。土壤样品采集耕层土壤（０～２０ ｃｍ），样品采集后立即装入密封袋中带回实验室处理。

１．３方法

１．３．１水样处理方法采回的水样如不能及时分析，放冰箱中４ ℃冷藏，分析前，水样经０．４５ μｍ微孔滤膜过滤后直接测定。

１．３．２土壤样处理方法采回的土壤样品室温下自然风干，拣出其中的石块及植物根系，磨碎后过２０目筛备用，分析前，采用四分法缩分至分析用量，并在玛瑙研钵中研磨，过２００目筛，称取０．３００ ０ ± ０．０００ ２ ｇ至聚四氟乙烯坩埚中，采用ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４－ＨＦ消解后测定。

１．４样品分析

水样的测定参照《水和废水监测分析方法（第四版）》［１４］，土壤样的测定参照《土壤农业化学分析方法》［１５］。样品的分析指标为Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｄ和Ｐｂ，用原子吸收分光光度计（Ａｎａｌｙｔｉｋ Ｊｅｎａ ＺＥＥｎｉｔ ７００Ｐ）测定。

２结果与分析

２．１水样中重金属污染特征分析

研究区饮用水源地表水及地下水中重金属含量如表１和表２所示，由表１可知，在污染源Ａ附近，ＬＡＨ在丰水期有Ｃｒ检出，ＺＪＦ在枯水期有Ｚｎ检出、在丰水期有Ｃｒ检出，其余样点均未有重金属检出；在污染源Ｂ附近，ＳＱＨ在枯水期和丰水期均有Ｚｎ检出，且枯水期的检出量要高于丰水期，ＱＳＫ在丰水期有Ｃｄ检出，而Ｐｂ在枯水期和丰水期均有检出，且枯水期的含量要远高于丰水期的含量，ＬＳ在丰水期有Ｃｒ检出，在枯水期有Ｐｂ检出，其余样点均未有重金属检出。

由表２可见，在污染源Ａ附近，ＺＪＦ的枯水期和丰水期均有Ｚｎ检出，且枯水期的含量要高于丰水期，在丰水期有Ｃｒ检出，ＸＪＦ在丰水期有Ｃｒ检出，其余样点未有重金属检出；在污染源Ｂ附近，ＬＳ在丰水期有Ｃｄ检出，在枯水期有Ｐｂ检出，其余样点未有重金属检出。

从检出量来看，污染源Ａ附近地表水和地下水水质保护较好，未受到重金属的污染；地表水中污染源Ｂ附近ＱＳＫ在丰水期Ｃｄ的检出量超过了《地表水环境质量标准（ＧＢ ３８３８－２００２）》中集中式生活饮用水地表水源地二级保护区的水质（ＩＩＩ类）标准限值，而Ｐｂ无论在丰水期还是枯水期，其含量都超过了集中式生活饮用水地表水源地二级保护区的水质（ＩＩＩ类）标准限值，这表明ＱＳＫ饮用水地表水源地已受到重金属Ｃｄ和Ｐｂ的污染；地下水中，污染源Ｂ附近ＬＳ点在枯水期Ｐｂ的检出量略超《地下水质量标准（ＧＢ １４８４８－９３）》中集中式生活饮用水水源水质（ＩＩＩ类）标准限值，这表明该地的饮用水源已轻微受到重金属Ｐｂ的污染。因《地表水环境质量标准（ＧＢ ３８３８－２００２）》和《地下水质量标准（ＧＢ １４８４８－９３）》中未对总Ｃｒ的含量作出规定，故本研究未评价饮用水源地总Ｃｒ的污染状况。

从检出规律来看，Ｚｎ和Ｐｂ在枯水期的检出量要高于丰水期，而Ｃｒ和Ｃｄ更易在丰水期检出，因此，对于调查区域来讲，在枯水期要特别注意饮用水中Ｚｎ和Ｐｂ的污染，而在丰水期要特别注意Ｃｒ和Ｃｄ的污染。

２．２水源地附近土壤中重金属污染特征分析

调查区水源地附近土壤中重金属的含量如表３所示，由表可见，污染源Ａ附近ＺＪＦ在枯水期时土壤中Ｃｕ含量超标严重，是《土壤环境质量标准（ＧＢ １５６１８－１９９５）中ＩＩ类标准（农田）限值的５倍，在枯水期土壤中Ｃｕ含量也略有超标，此外，ＸＪＦ土壤中Ｃｕ含量也有超标，这表明污染源Ａ附近ＺＪＦ和ＸＪＦ的土壤已受到不同程度的Ｃｕ污染，这与该地长期铜矿开采和加工有关；污染源Ｂ附近样点土壤的环境质量相对较好，未受到重金属的污染。

从检出量来看，Ｚｎ和Ｐｂ在枯水期更易于检出，特别是Ｚｎ，丰水期时未检出，而枯水期的检出量都在１００ ｍｇ／ｋｇ以上，这与水样中Ｚｎ的检出规律一致；除个别点外，Ｃｕ检出量也是在枯水期高些；Ｃｒ检出量在有些点枯水期高，而在有些点则丰水期高；Ｎｉ和Ｃｄ在供试土壤中均未检出。

３小结与讨论

３．１水源地划分与保护

根据研究结果，污染源Ａ附近的饮用水源地保护较好，应进一步结合实地调查，划分出一定范围的保护区，加强对水源地的保护；污染源Ｂ附近的饮用水源地已受到不同程度的重金属污染，建议更换饮用水源地，或进一步强化饮用水的预处理，经处理达标后方可作为饮用水，同时应加强对水源地周边环境的整治，切断污染源，重新划定保护区。

３．２水源地附近土壤保护

污染源Ａ附近受重金属污染的土壤，建议改种对重金属有一定富集能力的观赏植物，待土壤中重金属含量降低符合标准后再改种可食农作物；污染源Ｂ附近土壤未受重金属污染，应划分保护区加强对农业用地的保护。

３．３水源地环境监管

加强对调查饮用水源地的环境监管，强化相关企业的环境污染防治责任，实现污染物的达标排放，并进一步加大资金投入，对水源地进行环境整治，加强对水源地的水质监测，及时掌握水质动态变化，同时应改进该水源地的供水工程设计，以确保当地居民的饮水安全。

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