水环境中的汞

第一篇：水环境中的汞

环境中污染物的控制及处理技术进展

水环境中的汞的污染与控制

邹月

（中南大学 化学化工学院 应用化学1103班，湖南 长沙，410012）

摘要：汞是水环境中毒性最大的污染物之一，但其生态及毒性作用取决于其存在的化学物种。不同的汞化合物在自然水环境中的迁移及转化与各种物理，化学及生物等因子相关，由于特殊的物理化学性质和强的毒性,汞已经成为全球关注的污染物。本文综述了当前对于汞在水环境中的物化性质，汞污染与健康的关系，主要是汞污染来源与处理技术。

关键词：汞污染，汞污染与健康，污染来源，处理技术

1、前言

重金属元素对环境和人类健康造成极大的危害，其中尤以汞，铅，铬等毒性为最大。而汞的毒性排列首位。汞：又称为水银，呈现银白色金属一种有毒一价和二价金属元素又是常温下唯一的液体金属而随着现代社会发展汞的污染问题已日严重。

作为毒性元素的汞在自然界分布广泛，自然条件下水环境中的汞含量很低。但是由于过去工业化对于汞及其化合物的大量应用，再加上在农业中普遍使用的有机汞，造成汞对表层水及沉积物的严重污染.由化石及其他燃料燃烧所释放出来的汞通过大气的长距离传播使得淡水系统及相应生物圈乃至远离直接人为污染源地区的汞含量也大幅增高。

由于汞化学的复杂性，很难预测汞污染物在自然环境中的行为。沉积物既可储存汞也可作为汞源。而沉积物一旦被污染，就可持续很多年对水生物产生污染。依据不同的物理，化学及生态条件，水环境中各种汞化合物可互相转化，可从沉积物释放到水相，可被水生物吸收，可逸散到大气中，亦可随沉积物传输到未受污染的区域[1]。

汞的生态及毒性效应主要取决于其存在的化学形式或类别。汞中毒会对人体脏器产生许多影响。导致脑组织损害先于其他各组织，主要损害部位为大脑皮层，小脑和末神经，中毒症状主要：头疼，疲乏，健忘和精神异常等等。

无机汞化合物可转化为对水生物毒性大的多的有机形态甲基化合物。作为有效的神经毒素，甲基汞的生成犹为重要。甲基汞易透过胎盘从母体转移胎儿。对经常使用含甲基汞鱼的正常妊娠妇女研究表明，胎儿的红血胞中甲基汞量比母体高30%。因胎盘转移使胎儿产生严重的胎儿性甲基汞中毒的在日本已有多起报道。从而重金属的环境问题进越来越受到人们极大关注[2]。

2、汞污染来源

汞污染来源分为两个：一是来于人为造成汞污染，二是来于自然源。自然源有：火山，1

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自然风化，土壤排放和植被释放等。而汞在岩石的浓度0.3mg/g汞在自然环境中的本底值不高, 在森林土壤中约0.029-0.100mg/g耕地中0.300 ～ 0.700μg/ g ,更低粘土中0.03～0.034 μg/ g;大气中为0.5～5 ×10-2 μg/ m3;河水中1.0 μg/ L , 海水中0.3, μg/ L ,雨水中0.2 μg/ L , 但某些泉水中可达80μg/ L以上[1]。世纪以来,随着工业的发展,汞的用途越来越多,汞的产量剧增,从而使大量的汞进入环境。目前全世界每年开采利用的汞量约为1 万吨以上,其中大多部分成为三废进入环境。如:在氯碱工业中每生产1 吨氯,就流失100～200 g 汞;生产1 万吨乙醛就有500～1500 g 汞排入环境。采金工业中,用汞提金是简单廉价的工艺,但也造成了大量的汞污染环境。我国是燃煤大国,煤中的汞使大气中汞浓度大大增加,发电厂附近的土壤、水体中汞的含量也随之增高,因此,农产品中汞含量也增加。在日常生活中,大量废弃日光灯和电池中的汞也污染环境。其他如矿藏的开采冶炼,火山的喷发,都是环境中汞的重要来源。

3、汞对人类健康的影响

汞进入人体后,无机汞50 %与血浆蛋白结合,有机汞90 %与红细胞结合,依次分布到脑、肾、肝、肠、心、肺、呼吸道黏膜和皮肤。机体吸收的汞化合物约80 %积蓄于肾近曲小管中,睾丸、甲状腺、头发、指甲中亦有一定的含量。汞具有很强的神经毒性,金属汞中毒主要有头痛、头晕、乏力等全身症状;过量吸收汞蒸汽的主要靶器官是中枢神经系统,主要表现为兴奋性增高,震颤和植物神经功能紊乱;口腔消化道症状主要可引起口腔炎、齿龈肿痛、糜烂出血等,消化道出现恶心、呕吐、腹痛腹泻、食欲不振等;头面及四肢皮肤可出现红色斑丘疹;个别病人可出现间质性肺炎。无机汞中毒,可致腐蚀性肠炎,出现消化道症状,严重者出现虚脱、休克。有的病人出现腰痛、尿少,蛋白尿等肾损害,重者出现急性肾功能衰竭等。

汞对人体的毒性,在很大程度上决定其存在形式。汞和甘汞(氯化亚汞)等难溶于水,因此肠道的吸收率小于5 % ,毒性小。但是,经呼吸道吸入则易使机体中毒,因为肺泡的吸收率高达80 %。而升汞(二氯化汞),其毒性很强。甲基汞、乙基汞、二甲基汞等有机汞化合物,其毒性更强。由于它们能溶入人体的一切组织,与各种酶及蛋白质等结合,破坏机体功能。值得注意的是,自然界的汞、无机汞能在微生物的作用下转化为有机汞,在鱼体、其他动物及人体中的无机汞也会转化为有机汞。因此,汞的慢性中毒实际上都是有机汞作用的结果[3]。

4、汞污染处理技术

4.1 物理和化学法处理含汞废水

处理含汞废水的方法很多，但主要针对无机汞，对有机汞的处理方法目前尚处于研究阶段。含汞废水的处理及回收汞通常是同时考虑的，其传统的处理方法主要有化学沉淀法、金属还原法、活性炭吸附法、离子交换法、电解法、微生物法等。4.1.1 化学沉淀法

化学沉淀法是应用较普遍的一种汞处理方法，能处理不同浓度、不同种类的汞盐，尤其 2

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当汞离子在水溶液中浓度较高时，应首先考虑化学沉淀法，常用的方法有混凝沉淀法和硫化物沉淀法两种。

混凝沉淀法其原理是在含汞废水中加入混凝剂(石灰、铁盐、铝盐)，在pH为8~10的弱碱性条件下形成氢氧化物絮凝体对汞有絮凝作用，使汞共沉淀析出。一般铁盐除汞效果比铝盐好。

硫化物沉淀法利用弱碱性条件下Na2S、MgS中的S与Hg之间有较强的亲和力生成溶度积极小的硫化汞沉淀而从溶液中除去。

用化学沉淀法易于快速去除大量的金属离子，但由于受沉淀剂和环境条件的影响，出水浓度往往达不到排放要求“因此还需进一步处理”产生的沉淀物必须很好地处理和处置，否则会造成二次污染。4.1.2 电解法

电解法是利用金属的电化学性质，在直流电作用下，汞化合物在阳极离解成汞离子，在阴极还原成金属汞而除去废水中的汞。该方法是处理含有高浓度无机汞废水的一种有效方法，处理效率高。但这种方法缺点是水中的汞离子浓度不能降得很低，所以电解法不适用于处理含低浓度的汞离子废水，并且此种方法电耗大、投资成本高，容易产生汞蒸汽形成二次污染。

4.1.3 离子交换法

离子交换法与沉淀法和电解法相比，它能从溶液中去除低浓度的汞离子。离子交换法在离子交换器中进行，用大孔巯基离子交换树脂吸附汞离子，达到去除水中汞离子的目的。这个过程是可逆的，离子交换树脂可以再生，一般用于二级处理。废水的pH值一般调到中性至偏酸性较好，用强碱性离子交换树脂和螯合型树脂都较好，但该法受废水中杂质的影响以及交换剂品种、产量和成本的限制。4.1.4 活性炭吸附法

活性炭具有极大的表面积，在活化过程中形成一些含氧官能团，使活性炭具有化学吸附和催化氧化、还原的性能，能有效去除重金属。用活性炭处理含汞量较高的废水，可以得到很高的去除率(85%~99%)。处理含汞量较低的废水，虽然去除率不够高，但可以得到含汞量很低的出水。该方法只适用于含汞废水成分单一且浓度较低情况下的处理。处理后的活性炭可回收再生，重复使用。但由于活性炭价格昂贵，不适于大规模处理含汞废水。4.1.5 金属还原法

根据电极电位理论，利用铜、锌、铝、镁、锰等毒性小而电极电位又低的金属(屑或粉)从废水中置换汞离子，其中以铁、锌效果较好。金属还原法适用于处理成分单一的含汞废水，其反应速率较高，可直接回收金属汞，但脱汞不完全，需和其他方法结合使用。

上述这些传统方法的一个共同缺点是用于处理汞质量浓度为1~100mg/L的废水时往往操作费用和原材料成本相对过高，经济上不合算。[4]

2-2+ 3

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4.2 微生物法处理含汞废水

微生物法与传统的物理化学方法相比，它具有以下优点-运行费用低，需处理的化学或生物污泥量少.；去除极低浓度重金属离子的废液效率高.；操作pH及温度范围宽(pH3~9，温度4~90度)；高吸附率，高选择性，并且微生物法处理汞质量浓度为1~100mg/L的废水时特别有效"，微生物法弥补了现有工艺不能将污水中汞离子质量分数降至10级的不足，它将以其新颖、独特的优势受到越来越多的重视。4.2.1 生物吸附法

国内外关于用生物吸附技术处理含汞废水的研究很多，主要集中在纯菌种的分离提取、基因工程菌的构造、混合菌的培养等方面。主要包括单一菌种、基因工程菌和混合菌。4.2.1 生物强化法

随着工业的发展，废水的成分日益复杂，尤其当废水中含有有毒、难降解的有机污染物时，由于对该类有机物具有专项降解能力的微生物在环境中的种类和数量较少，同时它在种间竞争中处于劣势，因此，传统的生物处理技术面临极大挑战。如果在传统的生物处理体系中投加具有特定功能的微生物或某些基质，增强它对特定污染物的降解能力，从而改善整个污水处理体系的处理果这种技术称为生物强化技术。主要技术包括固定化微生物技术、投菌活性污泥法。其中固定化微生物技术克服了生物细胞太小、与水溶液分离较难、易造成二次污染的缺点，具有效率高、稳定性强，能纯化和保持菌种高效的优点，在废水处理领域中有广阔的应用前景。

[5]

-95、汞污染防治措施

5.1 加强技术研究,减少污染源

对采矿和汞排放企业进行严格控制,严格管理,改进落后工艺,逐步减少汞排放。生产过程中,应采取净化措施和回收废金属的办法。尽可能采用取代汞的材料和工艺。如,用隔膜电解法代替汞电极法消除氯碱生产中的汞污染。5.2 利用生态工程治理水体中的污染

由于水体中汞在鱼类等生物中的蓄积,最终进入人体。因而必须减少水体中的汞的含量,然而,水体中重金属污染的修复是一项非常艰巨的工程,以往的物理化学修复不仅投资大效果也不理想,而植物修复投资小、效率高,是当今治理研究中的一个新热点。5.3 加强宣传教育,预防生活中的汞中毒

日常人们生活中常用的体温计、血压计是最简便的含汞医疗器械,使用不当,容易破碎,造成汞外泄,在室内会蒸发,造成汞污染。因此要进行宣传教育,告诉群众汞的危害。生产厂家则加强产品的后续服务,并研制取代产品。含汞的废电池,不能任其丢弃,应加强回收。5.4 改善燃煤技术,减少汞的排放

我国是一个能源消耗大国。在能源使用中,煤炭占73 %,仅1997 年就达12 亿吨,其中, 4

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相当一部分是高硫煤,含汞量高。加上燃煤技术落后,污染严重。造成大面积燃煤污染型酸沉降,引起汞的陆地生态系统的迁移富集。为此,必须改善燃煤技术,才能从根本上解决大气中汞的污染问题。5.5 种植绿色植物

利用植物来降低含汞废气是继物理、化学方法后的一种新方法，植物体通过对汞废气的吸收、迁移、分布、蓄积及转化过程使废气中汞浓度降低。植物不仅能够美化环境，还是降汞的好材料。[5]

6、结束语

随着人们对自身健康程度的不断关注．汞污染已经是一个迫待解决的问题。如何从源头上杜绝汞。怎样合理利用汞、处理汞将很大程度的影响人类今后的发展。本文旨在提高人们对于汞污染的重视程度．加强人们的环保意识．走一条真正的可持续发展道路．使我们和我们的子孙生活在一片没有污染的蓝天下。

【参考文献】

[1]方风满，王起超．大气汞的来源、形态及环境过程研究现状册．环境导报．2001．28(2)：238—240． [2]关铭，张立，张贵荣．不同孕周胎儿5种脏器中甲基汞含量的测定与研究[J]．巾围公共卫生学报，1997，16(2)：87—89．

[3]鲁洪娟，倪吾钟，叶正钱．等．土壤中汞的存在形态及过量汞对生物的不良影响[J]．十壤通报，2007。38(3)：597—599．

[4]戴前进。冯新斌。唐桂萍．土壤汞的地球化学行为及其污染的防止对策[J]．地质地球化学，2002，（4)：75—79．

[5]工维岗，哑库甫江·吐尔逊．环境的重金属污染物来源和毒理作用啊．生态环保，2004(2)：39—40．

第二篇：汞性质简介

土壤中汞的背景值为0.01～0.15 μg/g。除来源于母岩以外，汞主要来自污染源，如含汞农药的施用、污水灌溉等，故各地土壤中汞含量差异较大。来自污染源的汞首先进入土壤表层。土壤胶体及有机质对汞的吸附作用相当强，汞在土壤中移动性较弱，往往积累于表层，而在剖面中呈不均匀分布。土壤中的汞不易随水流失，但易挥发至大气中，许多因素可以影响汞的挥发。土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机汞和有机汞，在正常的pE和pH范围内，土壤中汞以零价汞形式存在。在一定条件下，各种形态的汞可以相互转化。进入土壤的一些无机汞可分解而生成金属汞，当土壤在还原条件下，有机汞可降解为金属汞。一般情况下，土壤中都能发生Hg2+===Hg2++HgO反应，新生成的汞可能挥发。在通气良好的土壤中，汞可以任何形态稳定存在。在厌氧条件下，部分汞可转化为可溶性甲基汞或气态二甲基汞。

阳离子态汞易被土壤吸附，许多汞盐如磷酸汞、碳酸汞和硫化汞的溶解度亦很低。在还原条件下，Hg2+与H2S生成极难溶的HgS；金属汞也可被硫酸还原细菌变成硫化汞；所有这些都可阻止汞在土壤中的移动。当氧气充足时，硫化汞又可慢慢氧化成亚硫酸盐和硫酸盐。以阴离子形式存在的汞，如HgCl3-、HgCl42-也可被带正电荷的氧化铁、氢氧化铁或黏土矿物的边缘所吸附。分子态的汞，如HgCl2，也可以被吸附在Fe,Mn的氢氧化物上。Hg(OH)2溶解度小，可以被土壤强烈的保留。由于汞化合物和土壤组分间强烈的相互作用，除了还原成金属汞以蒸气挥发外，其他形态的汞在土壤中的迁移很缓慢。在土壤中汞主要以气相在孔隙中扩散。总体而言，汞比其他有毒金属容易迁移。当汞被土壤有机质螯合时，亦会发生一定的水平和垂直移动。

汞是危害植物生长的元素。土壤中含汞量过高，它不但能在植物体内积累，还会对植物产生毒害。通常有机汞和无机汞化合物以及蒸气汞都会引起植物中毒。例如，汞对水稻的生长发育产生危害。中国科学院植物研究所水稻的水培实验表明，采用含汞为0.074 μg/mL的培养液处理水稻，产量开始下降，秕谷率增加；以0.74 μg/mL浓度处理时，水稻根部已开始受害，并随着试验浓度的增加，根部更加扭曲，呈褐色，有锈斑；当介质含汞为7.4 μg/mL时，水稻叶子发黄，分蘖受抑制，植株高度变矮，根系发育不良。此外，随着浓度的增加，植物各部分的含汞量上升。介质浓度为22.2 μg/mL时，水稻严重受害，水培水稻受害的致死浓度为36.5μg/mL。但是，在作物的土培实验中，即使土壤含汞达18.5 μg/g，水稻和小麦产量也未受到影响。可见，汞对植物的有效性和环境条件密切相关。不同植物对汞的敏感程度有差别。例如，大豆、向日葵、玫瑰等对汞蒸气特别敏感；纸皮桦、橡树、常青藤、芦苇等对汞蒸气抗性较强；桃树、西红柿等对汞蒸气的敏感性属中等。

汞进入植物主要有两条途径：一是通过根系吸收土壤中的汞离子，在某些情况下，也可吸收甲基汞或金属汞；其次是喷施叶面的汞剂、飘尘或雨水中的汞以及在日夜温差作用下土壤所释放的汞蒸气，由叶片进入植物体或通过根系吸收。由叶片进入到植物体的汞，可被运转到植株其他各部位，而被植物根系吸收的汞，常与根中蛋白质发生反应而沉积于根上，很少向地上部分转移。

植物吸收汞的数量不仅决定于土壤含汞量，还决定于其有效性。汞对植物的有效性和土壤氧化还原条件、酸碱度、有机质含量等有密切关系。不同植物吸收积累汞的能力是有差异的，同种植物的各器官对汞的吸收也不一样。植物对汞的吸收与土壤中汞的存在形态有关。

土壤中不同形态的汞对作物生长发育的影响存在差异。土壤中无机汞和有机汞对水稻生长发育影响的盆栽实验表明，当汞浓度相同时，汞化合物对水稻生长和发育的危害为：醋酸苯汞＞HgCl2＞HgO＞HgS。HgS不易被水稻吸收。即使是同一种汞化合物，当土壤环境条件变化时，可以不同的形态存在，对作物的有效性也就不一样。

第三篇：汞离子的检测

水环境中汞离子的检测

引言：汞是唯一在常温下呈液态且易流动的金属，主要用于科学仪器、汞锅炉、汞泵及汞气灯中，在医药上也广泛应用，长期以来，汞产品在人们的生活中随处可见。环境中的汞能被动植物富集，经生物转化作用转变成毒性更大的有机汞，各种形式的汞可通过水体及食物链进入人体，对机体产生毒性作用，长时间暴露在高汞环境中，可以导致脑损伤和死亡。因此，环境中的痕量汞检测极为重要。目前检测痕量汞的方法主要有原子吸收法、原子荧光法、紫外分光光度法等等。关键词：Hg2+ 检测

荧光法

紫外分光光度法一、二硫腙单色法

二硫腙单色法，通常用王水分解试验，以EDTA、柠檬酸钠为隐蔽剂，于pH 2～5用二硫腙—苯萃取汞。二硫腙汞的黄色络合物与过剩的二硫腙同时萃取至苯层中，与铁、钙、铜、铅、锌、铊、铋、镉、镍、钴、锰、金、银、铂和钯等分离。然后吸取有机相，用碱性洗液洗除有机相中过量的二硫腙，利用苯层中二硫腙汞的橙黄色进行比色。

实验方法： 二硫腙贮备液0.1% 称取0.1克二硫腙，放于烧杯中，加50毫升苯溶解，移入分液漏斗中，加10%氢氧化铵溶液30～40毫升、饱和亚硫酸钠溶液2毫升、EDTA—柠檬酸钠混合溶液3毫升，萃取1分钟。静置分层后，将水相放入另一分液漏斗中，苯相再按上述方法用氨水、亚硫酸钠、EDTA—柠檬酸钠洗两次。合并水相，弃去苯相。水相再用20～30毫升苯洗1次，弃去苯相。然后将水相用1∶1盐酸酸化至二硫腙变绿（或析出沉淀），加20～30毫升苯萃取，静置分层后，将苯相放入100毫升容量瓶中，水相再用苯萃取一次。合并苯相并用苯稀释至刻度、摇匀，保存于暗处，备用。

称取1克试样，通过长颈玻璃小漏斗，装入单球玻管的玻球内。置于电炉上灼烧15～30分钟，继在喷灯上灼烧，待玻球软化后，将其拉去。稍冷，立即加入盐酸、硝酸混合酸2毫升于玻管内，将玻管置于盛沸水的烧杯中，煮沸10分钟。将溶液移入盛有5毫升碱性洗液的10毫升具塞比色管中，摇匀。待冷却后，加入0.005%二硫腙工作溶液1毫升，振摇150次以上，分层后与标准系列进行目视比色。

二、荧光法[1]

通过设计荧光染料标记的DNA序列实现荧光法检测Hg2+的法，干扰小，比较利于复杂样品中Hg2+的检测。

实验方法：仪器采用日立F-2700型荧光分光光度计（日本）用于表征荧光光谱；Phs-3C型酸度计（上海雷磁仪器公司）用于调节体系的pH值；QL-901型旋涡混合器（上海天呈医流生物医学公司）用于混合溶液。

材料采用碳纳米管（CNTS）购买自中国科学院成都有机化学研究所（经混酸处理后备用）。DNA（TAMRA－polyT）购自上海生工生物工程技术服务有限公司中国），用去离子水溶解配成溶液后于4℃冰箱中避光保存。实验中使用0.1mL磷酸盐缓冲，其他试剂均为分析纯。

向1.0mL离心管中，保持V总为500 L的条件下，按顺序依次加入上述50 L缓冲溶液（pH值为7.0），一定量的TAMRA－polyT溶液和HgCl2溶液，反应一段时间后，加入CNT s，再反应一段时间后以15000r/min的速度离心15 min，测定上清液荧光，激发波长为550 nm发射波长为579 nm，狭缝均为5.0 nm，电压为700V，室温检测。

按实验方法，在优化条件下,发现体系在波长为579 nm处的荧光强度(IF)与Hg2+的浓度在0.2μｍ～0.9μｍ范围内呈线性关系。线性回归方程为：IF=-18.5+698.9 c，相关系数为0.9920，检出限为0.025μｍ。此外，用达州洲河水进行了实际样品检测，Hg2+的回收率在97.4％～103.8％之间，相对标准偏差小于2.3％。

三、金纳米-金属硫蛋白紫外分光光度法[2]

基于金纳米、金属硫蛋白、汞离子形成复合物，导致紫外吸收发生变化，且在一定范围内与汞离子浓度成正比，建立了一种紫外分光光度法检测汞离子的新方法。

实验方法： 采用UV-2550 紫外可见分光光度计;AB204-S 电子分析天平;PB-20 精密酸密计;SHHW21-60 型电热恒温水浴箱。

试剂所用为硝酸汞、金属硫蛋白、氯金酸、柠檬酸三钠等均为分析纯;实验用水为二次蒸馏水。

合成金纳米粒子(AuNPs)取 50 mL 1.0 mmol / L 的氯金酸于 100 mL 锥形瓶中，加热并持续搅拌冷凝回流，迅速加入5 mL 38.8 mmol/L 柠檬酸三钠，持续加热搅拌，溶液颜色由淡黄色变成酒红色，15 min 后移去热源。继续搅拌，冷却至室温，用0.22μm 滤膜过滤后备用。用紫外可见分光光度计扫描所制备金纳米的吸收光谱，最大吸收峰为520.0 nm。

在 2 mL EP 管中，依次加入 pH 7.0 TAE 缓冲液50μL，适量双蒸水，AuNPs 50μL，1.0μmol / L 金属硫蛋白 50 μL，不同体积的10.0μmol / L 汞标准液，混匀。在室温下(10 ℃)反应 60 min 后，用紫外可见分光光度计进行吸收光谱扫描，以 626 nm(A626)和 524 nm(A524)的比值即A626/ A524进行定量。

按实验方法,发现金纳米、金属硫蛋白、汞离子反应形成复合物，使紫外吸收产生改变，且在一定范围内与汞离子浓度成正比，据此建立了检测汞离子的新方法。经优化,选择 pH 7.0，AuNPs 用量50μL，MTs 用量50μL，反应温度10℃，反应时间60 min 为本实验最佳反应条件。20倍的Fe2 +、Ba2 +、Ca2 +、K+、Na+、NO3－、SO42－、Cl－,10倍的 Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +、Mn2 +、Sn2 +、F－不影响检测。本实验检出限为1.68×10-8mol / L，RSD为2.83%～4.35%。该方法简单、快速、灵敏，可用于环境水样中痕量汞的测定。

参考文献

[1]吴狄； 王坤； 邓祥； 黄小梅；荧光法快速检测汞离子研究[J].绿色科技.2012年05期.[2]王永松； 王永生； 王嘉成； 尹纪成； 钱秋梅；金纳米-金属硫蛋白紫外分光分度法检测汞离子[J].应用化工.2013年03期.

第四篇：水环境保护

水环境保护

一、什么是农业面源污染？

农业面源污染是指由沉积物、农药、废料、致病菌等分散污染源引起的对水层、湖泊、河岸、大气等生态系统的污染。与点源污染相比，面源污染的时空范围更广，不确定性更大，成分、过程更复杂，更难以控制。在农业活动中，非科学的经管理念和落后的生产方式是造成农业环境面源污染的重要因素，如剧毒农药的使用、过量化肥的施撒、露天焚烧秸秆、禽畜粪便不做无害化处理随意堆放等。这些污染源对环境造成污染，尤其对水环境的污染影响最大，据统计，农业面源污染占河流和湖泊富营养问题的60%～80%。

二、如何减少农业面源污染？

发展生态农业可以使农业生产中的能量和物质流动实现良性循环，实现经济和生态环境协调发展。对农业废弃物实行综合利用，实现资源化处理，可以使其对环境的不良影响减少到最小。

1、应用栽培管理措施消灭病虫害，加强果园土肥水管理、精细修剪、疏花疏果、套袋、采取炎夏或隆冬深翻。

2、采用有效物理措施，针对病虫对某些物质或条件的强烈趋向习性，采用物理措施集中消灭。如利用糖醋液、黑光灯、黄板、树干束草等诱杀多种害虫；保护和利用害虫天敌，如草蛉、瓢虫、赤眼蜂等害虫天敌。在天敌发生期，严格控制用药种类，不用药或少用药，在果园间种植牧草，以利于天敌繁衍，消灭害虫。

3、利用化学防治措施，使用低毒化学农药，科学使用多菌灵、咪鲜胺、吡虫啉、除尽、齐螨素、Bt等高效低毒新药剂

三、农药化肥的使用对水资源如何影响？

化学农药的使用，对防治农作物病虫草害，促进农业高产稳产，具有极为重要的作用。如果不合理使用，会造成对环境及农产品污染。农药在田间使用后，除少部分附着在作物体表外，大多逸散在大气中或降落在农田土壤上；大气和土壤中农药，随着雨水的冲淋，又会进入邻近的水体；附着在作物体表的农药及进入土壤中的农药，又可被作物吸收而进入作物体内及农产品中。过量施用化肥，不但降低化肥的增产效益，提高农业生产成本，而且会破坏土壤的理化性质，影响作物根系对水分的吸收，诱发土壤中某些必需元素转化为难溶性化合物而导致作物缺素症、污染农产品等；散失的肥料由于雨水下渗或流散等原因，使施入的化肥（主要是氮素和磷素肥）污染地表水体及地下水源，造成水体的富营养化污染。

四、科学使用农药的基本原则是什么？

1、根据农药特性及防治对象选用农药。

2、根据病虫害发生特点和环境条件适期用药，合理确定用药浓度和用药量。

3、根据防治对象和农药性能确定用药方式，合理轮换和混用农药。

水环境安全提示

1、我们只有一个地球，共在一片蓝天下。

2、让我们采取新行动保护和净化我们的地球。

3、控制全球变暖刻不容缓

4、西部开发环保先行

5、家园只有一个 地球不能克隆

6、保护环境就是保护生命

7、地球是万物生灵共同的家园，共生共荣来自万物的和谐。

8、保护赖以生存的海陆环境需要我们人类的节制和努力！

9、洁净的空气、幽雅的环境是我们共享的，每个人都应对环境保护尽一份义务。

10、沙化、风尘、赤潮是环境对人类的惩罚。

11、拯救地球，从生活中的细节做起。

12、保护生态环境，造福子孙后代。

13、美好的环境来自我们每个人的珍惜和维护。

14、善待自然也便是人类自珍自重。

15、改善环境，创建美好未来是我们共同的愿望。

16、水是生命的源泉，珍惜水源也就是珍惜人类的未来。

17、保护环境，功在当代，利在千秋。

18、人类若不能与其它物种共存便不能与这个星球共存。

19、让我们共同行动，还家园碧水、蓝天。20、保护自然平衡，拯救绿色环境。

21、保护海洋，防止赤潮。

22、搞好水土保护，改善生态环境。

23、森林是地球的肺，我们要保护森林。

24、发展经济不能以牺牲环境为代价。

25、为了地球上的生命，清除白色污染。

26、人与自然需要和谐共存。

27、早一天保护环境，多一份生命保证

28、保护生态，改善环境是一项长期而艰巨的任务。

29、请您以宽宏大量之心给生而自由的动物们以自已的空间，善待动物就是善待我们自已。30、污染环境，害人害已

31、保护环境，持续发展

32、破坏环境就是自掘坟墓

33、保护碧水蓝天，共建绿色家园

34、保护野生生物，人与自然共存

35、锁住黑龙保蓝天，治理污水护家园

36、为了子孙的幸福，请您珍爱环境

37、谁污染，谁治理，谁开发，谁保护

38、上项目必须先办环保审批手续

39、烟尘污染要减轻，集中供热是途径 40、发展生态农业，改善生态环境

41、要做保护环境的有为之人，不做污染环境的负罪之辈

42、污染环境 千夫指 保护环境 万人颂

43、开展环境综合整治，强化城市改革开放功能

44、动员起来，为拯救我们的地球掀起一场环境革命 4．无污染旅游——除了脚印什么都不要留下；除了记忆，什么都不要带走 5．地球资源有限，尽量不用一次性消耗品 6．21世纪拒绝含铅汽油 7．垃圾是放错位置的资源 8．废塑料的用途 9．拒食野生动物 10．我们的母亲河

11．提布袋购物是一种时尚 12．多乘公交车，少用私家车 13．请选用无磷洗衣粉 14．废旧电池随处丢弃的危害 15．使用农药、化肥、农膜的环境安全准则 16．养殖业的环境安全准则 17．农村面源污染的危害 18．选用无氟制品，保护臭氧层 19．酸雨是地球万物的共同敌人 20．保护生物多样性 21．保护海洋环境，禁止向海洋倾倒有毒有害废弃物 22．购买尾气排放达标的汽车 23．种树种草，有利环保 保护环境 就是保护生产力 水-----20亿人生命之所系 既要金山银山 更要青山绿水 提倡绿色生活 实施清洁生产 树立节水意识 反对浪费水源 保护环境 抗击非典 提高环境道德水平建设文明小康城区 保护环境 造福后代 全面建设小康社会 同心共创美好家园 当环保卫士 做时代公民 让大气清新、让天空蔚蓝、让河山碧绿 企业求发展 环保须先行 别让眼泪成为地球上的最后一滴水 提高环境保护意识 爱护我们共有家园 天蓝水清 地绿居佳 合理利用资源 保护生态平衡

第五篇：桂林水环境

桂林水环境

摘要本文分析了桂林市面临的缺水、水污染严重、水环境设施不足、水旱灾害加剧等水环境 问题及原因, 并探讨了解决问题的对策: 对水资源的保护与开发实行统一规划和管理;保护水源 林, 提高林木覆盖率;采取适当的蓄水补水工程措施;提高环保投入, 加强污染综合防治;节约用 水大有潜力;合理布局, 优化产业结构。

关键词水环境;水资源;给水排水;水污染

一、桂林市水环境状况

(一)桂林市的水系

桂林市境内主要河流有漓江及桃花江、桂柳运河(相思埭)、义江、大江、金宝河、遇龙河、大源河等, 均属珠江流域西江水系。全市境内河流总长度692.97km , 集水面积约3 971.09km 2。大部区域属漓江流域, 另有一部分属柳江流域。

漓江是桂林市及桂林地区的主要河流, 发源于猫儿山东麓, 属西江水系桂江上游, 大溶江汇合口至平乐一段称为漓江;流经桂林、阳朔部分总长度116km , 其中市区部分约40km。桂林上 游集水面积2 860km 2, 多年平均流量为120m 3.s, 最大流量3 920m 3.s, 最小流量3.8m 3.s ,年平均径流量37174 亿m 3。年平均含沙量01020～01091kg.m 3。桃花江是漓江最大的支流, 集水 面积300km 2。此外漓江的支流还有小东江、相思江、南溪河、宁远河以及灵剑溪等。

桂林市的湖塘主要有芳莲池、桂湖、榕湖和杉湖, 芳莲池位于城市西北郊, 桂湖、榕湖和杉 湖位于城市中心区, 这些湖塘与漓江及其各支流构成了桂林市水系, 历史上所有这些水体都是相通的。

桂林市地下水主要有孔隙水、岩溶水和裂隙水三大类, 市区有地下河9 条, 地下水量丰富, 埋藏浅、分布广, 贮藏量约为3012 522 亿m 3。

(二)给水状况

桂林市的给水事业发展很快, 解放初期全市供水能力仅3 000t.d , 用水普及率约10% , 人均用水量为22L.d。桂林市现有自来水厂四座, 全部以漓江水为水源。总供水能力3215 万t/d, 1994年全年供水8 217 万t, 供水管网总长22015km , 服务人口3615 万, 用水普及率97．7% , 人均用水量达到278．3L/d。另有自备水源200 多处, 其中以地表水为水源的为17．5 万t/d, 以地下水为水源的12．5 万t/d。

(三)排水状况

1994 年桂林市区工业废水排放量为2 913 万t, 其中直接排放江、河、湖的废水量为2 093万t, 排入城市污水集中处理厂的废水量为603 万t, 符合排放标准的废水量为2 063 万t。废水中的污染物排放总量为6 447t。

桂林市纳污水体主要有漓江干流及小东江、桃花江、宁远河、南溪河等支流。1994 年, 排入漓江干流的工业废水量为638．02 万t, 排入小东江的工业废水量为139．96 万t, 排入桃花江397．69 万t, 排入宁远河126．59 万t, 排入南溪河301．64 万t。

桂林现有污水处理厂四座, 处理能力共17．85 万t/d, 排水管总长161km , 按建成区面积计 算的下水道普及率为55% , 污水处理率36．7%。处理厂及管网的规模远远不能适应城市建设的 发展, 大量污水未经处理直接排放, 导致河、湖水质恶化, 其中污染最严重的小东江8 项指标超 过地面水V 类水标准, 严重威胁沿江居民健康并破坏了景观价值。

(四)防洪状况

桂林市目前已建成防洪堤20 余处, 总长18．24km。但大多数堤防没有经过正式的设计, 多 属挡土墙性质, 防御洪水能力较低, 防洪工程设施尚达不到10 年一遇的洪水标准。桂林以上漓江流域已建有水库20 座, 总有效库容量4．572 亿m 3, 水库总集水面积597．6km 2, 占流域20．9%。其中除青狮潭水库外, 均属小型水库, 调节能力差, 防洪效果

不大。并且各水库普遍存在着工程质量差的问题。

二、主要问题及原因分析

(一)缺水

桂林市是全国年降雨量最高的城市之一, 多年平均降雨量1 894．39mm , 市域内水系发达地表水及地下水资源可谓丰富, 说桂林市缺水似乎是杞人忧天。然而, 桂林市不仅存在潜在的缺水威胁, 而且目前已初露端倪。根据人畜饮用水、工农业生产用水、旅游航运用水以及维持环境态平衡等需要, 漓江在枯水期缺水113 亿m 3;按照桂林市社会经济发展预测结果, 到2010年桂林市将缺水2．08 亿m 3, 到2010 年将缺水4．59 亿m 3。桂林市的缺水问题表现如下:

1．水体污染引起的暂时性供水不足或中断

桂林市的净水厂均以漓江为水源,近些年由于漓江有机污染加重, 藻类大量繁殖, 从而导致 的供水事故时有发生。特别是枯水期, 因水量严重不足、污染加剧, 使得问题更为突出。最严重 的一次曾导致水厂停产三天, 全市水荒, 严重危及人民生活和工农业生产, 造成巨大损失

2．漓江枯水期航运用水严重不足

漓江枯水期是指月径流量低于全年径流量5% 的时期。漓江维持正常航运所需的流量是不 低于30m 3/s, 而枯水期平均流量不足10m 3/s, 严重地制约了桂林市水运及旅游航运的发展,并且 呈现出恶化的趋势。表现为两点: 一是枯水期延长, 已由过去的3～4 个月延长到目前的6 个月;二是枯水期流量逐年减少, 已由过去的12～16m 3/s 减少到8m 3/s 以下。究其原因, 主要有以 下几点:

(1)水源林面积减少、单位蓄积量下降、郁闭度降低, 导致土壤腐植质层减少、紧实度增加, 调 节水量、涵养水源的能力急剧下降, 水土流失严重, 流水暴涨急落现象加剧。据调查, 30 年内水 源林蓄积量共减少184 万m 3, 总共下降了34．2%;

(2)农业用地大量施用化肥, 造成土壤板结, 土壤含水量大为减少, 使枯水期地下水补给越来越 少;

(3)在河道上挖沙取石、盲目的疏浚航道不仅破坏了河床的自然形态和景观效果, 而且造成水位 下降加剧了枯水状况。据桂林市水文站1988～1989 年观测, 流量30, 15, 7m 3／s 的相应水位 比前30 年同级流量水位分别下降15, 28, 37cm。

3．设施不足和老化引起的供水不足

桂林市市区自来水普及率97．7% , 这说明至少有2．3% 的人口, 亦即有近1 万人缺少供水保障。此外, 在老城区由于供水设备老化, 时常因维修而短时中断供水。

(二)水污染态势堪忧

桂林市水环境状况总体上不错, 漓江干流绝大多数指标好于国家地面水环境质量标准规定的类水体水质标准, 其主要支流及市内风景湖塘的水质亦基本符合iii 类水体水质标准。但是桂林市水环境污染态势十分堪忧, 表现如下: ①地表水总体趋于恶化, 尤其是石油类污染、有机污染和生物性污染十分严重, 反应水体富营养化程度的含氮类指标呈上升趋势, 个别湖塘已富营养化;②地下水总体污染水平呈上升趋势, 氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及铁、锰等指标超标严重, 水质较差的地下水分布面积达7．2km 2。

造成桂林市水体污染的原因主要有以下几点:

(1)水体自身的脆弱性。漓江及其支流是以雨水补给为主的河流, 最大流量与最小流量相差 一千多倍, 枯水期水环境容量过小, 极易受到污染, 而洪水来时, 由于夹带大量垃圾及农业污染 物, 使得水质更差。风景湖塘如桂湖、榕杉湖等, 面积不大、流动不畅、换水周期很长、死角太 多, 加之底泥积年不清, 大量有机残物沉积和有害物质富集, 环境容量极为脆弱。桂林市以岩溶 地貌为主, 地表水与地下水转化快, 土壤渗透性强, 地下水防护能力较差, 易受地上污染的影响。

(2)污染源控制不力。工业污染源虽有所控制, 特别是重金属污染基本得到了控制, 但是每年仍有约2 000 万t 工业废水直接排入江河湖库, 带入大量的有机污染物、悬浮物和石油类物质, 是水体污染的主要根源;生活污染源控制不力, 城市污水处理率36．7%(1994 年数据),未经处理的生活污水溢流或直接排入漓江, 排污口附近河段水质明显恶化;农业面源污染难于控制, 漓江 两岸农田大量施用化肥, 造成土壤板结, 加剧了水土流失, 暴雨季节大量农作物秸秆、人畜粪便、垃圾等等随径流进入漓江, 致使漓江洪水期水质最差。此外, 游船将各种垃圾直接排入漓江也是 不容忽视的污染源。

(3)缺乏集中统一的全流域规划和管理。漓江上游及中游的一部分在兴安和灵川县, 由桂林

地区管理, 中游临桂、阳朔县由桂林市管理, 为漓江蓄水和补水的青狮潭水库则由广西自治区管 理;水源林的保护和开发归林业部门负责, 水资源的开采和利用由水利部门管理, 工业废水的处 理与排放受环保部门监督, 城市污水的收集与处置则由市政部门管理;此外, 漓江的保护和开发 还直接关系到旅游部门、农业部门和航运部门等等机构。这就给水环境的保护带来很多困难。

(三)水环境基础设施不足

水环境基础设施不足主要指污水处理厂及其配套的管网设施不足。桂林市目前城市污水处理 能力为1718 万t.d, 污水处理率3617%。这在国内同类城市中已经是相当高的了, 但是与桂林市 水污染控制的需要相比, 与发达国家同类城市相比, 则差距很大。

桂林市排水管总长161km , 按建成区面积计算的下水道普及率为55%。目前旧城区仍是雨

污合流制, 有的新建住区有污水干管却无配套支管, 还有的城区污水管长期超负荷, 大量污水直 接溢流。由于污水收集系统不完善致使已经形成的污水处理能力不能充分发挥作用, 造成极大的 浪费。

(四)水旱灾害加剧

据史料记载, 从宋崇宁四年(1105 年)至清光绪三十三年(1907 年)的802 年间, 桂林市共 发生水灾31 次, 频率为3187% , 其中从清顺治七年(1650 年)至光绪三十三年仅257 年中就发 生了19 次, 频率为7139%。然而, 从1913 年至今的80 余年中, 已发生水灾19 次, 频率高达 23175% , 水灾越来越频繁由此可见一斑。桂林市地处丰水区, 旱灾是极其罕见的。然而, 1989 年 夏末干旱、秋旱与冬旱相连, 竟使得市域内66 条溪河中有34 条断流, 374 处山塘和水库竟干涸 了373 处, 漓江的流量也曾一度降至4m 3/s, 东镇路等三个总生产能力为20 万t/d 的水厂, 因取 水头露出水面10～30cm , 供水能力骤然降至218 吨/日, 停产三天, 整个城市发生严重水荒, 市 郊亦有2 万余人饮水困难。

为什么水灾越来越频, 而且又出现了旱灾呢? 主要原因还是自然生态系统日益受到破坏。枯 水期越来越长、枯水流量越来越小, 必然伴生着洪水愈演愈烈以至成灾的局面。所以说缺水与水 患加剧是同一个问题的两个方面;此外, 桂林市防洪设施总体防洪能力不足, 只能抗10 年一遇 的洪水, 大量湖塘被填, 湖塘数由1957 年统计的63 个减至现在的20 个, 并且淤积严重,造成洪 水的自然调蓄能力下降, 也是一个重要原因。

三、对策

桂林市水环境面临的上述问题不是孤立的, 缺水、水污染、水患加剧、设施不足, 这些问题 相互关联, 有的互为因果, 因此, 必须视其为一个整体, 针对问题的根源, 采取措施加以解决。

(一)对水资源的保护与开发实行统一规划和管理

建议成立一个强有力的漓江流域水资源管理机构, 改变政出多门的局面, 对漓江从源头到下

游实行全流域控制, 正确处理好中、下游的经济效益与上游生态效益相互依赖、相互促进的辩证 关系, 协调好自然生态系统与社会经济系统之间的矛盾, 协调好漓江上下游不同政府部门之间的 利益及责任冲突, 运用生态学和系统工程的原理, 对漓江流域的水源林保护、蓄水补水工程、污 染控制、旅游、航运、以及资源的开发和利用等活动, 进行统一规划和管理, 推进水资源的永续 利用。

(二)保护水源林, 提高林木覆盖率

水源林是漓江的“根本”, 保护好水源林就是“治本”。常绿阔叶林是天然的“绿色水库”, 涵养

水源和调节水量的功能很强, 据测算, 对于一次降雨过程, 林下枯枝落叶层和土壤含水量达到饱

和时, 贮有的水量占总降雨量的30．4%。全年调节水量的功能是林外草坡的2．4～2．6 倍。目前漓江上游的水源林覆盖面积锐减, 群落结构受到严重破环, 郁闭度降低, 已带来严重后果。要使上游水源林覆盖率得以恢复并扩大, 任务十分艰巨, 不仅要立刻停止一切破坏活动, 保护好 现存的水源林, 而且要采取鼓励营造水源林的政策, 有计划地开展育林活动, 同时要调整水源林 区域的有关农、林业生产政策, 调整能源结构, 以减轻对林木采伐的压力, 使水源林保护落到实 处。

保护水源林虽然不能迅速改善桂林的水环境状况, 但是却可以带来长期稳定的生态效益,据 测算, 保护好漓江上游现存的森林面积, 再增加2．65 万公顷常绿阔叶林, 使阔叶林覆盖率达 32．95% , 森林覆盖率达60．4% , 就可使漓江枯水期各月增加流量4m 3/s, 从而使平均最

低流量达到14．8m 3/s, 枯水期可缩短至2 个月。再配以适当的蓄水补水工程, 则桂林市缺水的 问题必能得以解决。

(三)采取适当的蓄水补水工程措施

修筑水库, 蓄洪补枯, 是解决水资源在时间上分布不均的有效措施, 可以大大提高水资源的 利用程度, 减少浪费。在桂林以上漓江流域已建有20 座水库, 总有效库容为4．572 亿m 3, 水 库总集水面积597．6km 2, 占流域面积的20．9%。可是除青狮潭外, 其余水库均属小型水库, 库 容量小, 调蓄能力有限, 防洪效果不大。因此, 应全面考察漓江上游的地质及生态环境, 在条件允 许的地方兴修蓄水设施。

跨流域调水可以缓解水资源空间分布不均, 是解决水资源供求矛盾的重要途径。桂林市有就近跨流域调水的有利条件, 目前正在规划中的调水工程主要有: ①北水南调工程: 拟在浔江龙胜江乡段修建高坝拦蓄洪水, 枯水期通过隧洞引库水入青狮潭水库, 再补水给漓江。引水隧洞长16km , 设计流量30m 3/s , 估算总投资9．2 亿元。②义江引水工程: 义江流域上拟建华境、平水江水库和黄沙电站群, 该项目综合利用这些水电工程的尾水, 开挖浔江至义江和义江至桃花江两条引水渠, 引水至桃花江再至漓江。两条引水渠总长21．7km , 其中明渠18．3km ,隧洞3．14km ,枯水期可为漓江补水5～7m 3/s , 估算总投资3 444 万元。

(四)提高环保投入, 加强污染综合防治

(1)兴建城市污水集中处理厂, 集中控制工业废水和生活污水。桂林市现有城市污水处理能 力为17．8 万t/d, 预计到2000 年需增加4～6 万t/d 的污水处理设施, 以保证处理率超过40%;到2010 年需再增加26 万～30 万t/d 的污水处理设施, 以保证处理率达到80%。

(2)推广生态农业, 控制农业污染。生态农业建设可以减少农业生产对化肥农药的依赖,减轻 水土流失, 可以综合利用和处理处置农作物秸秆、养殖业粪便、生活垃圾等等固体废弃物,可以改 善能源结构, 减轻对用材林的压力, 可以在提高农村经济效益的同时, 有效地控制农业面源污 染。

(3)控制旅游污染。随着旅游业的蓬勃发展, 旅游船舶不断壮大, 游船对漓江的污染越来越 不容忽视, 应制定相应的法规和行政管理措施, 防止旅游船舶垃圾继续污染漓江。

(五)节约用水大有潜力

(1)工业用水: 1994 年桂林市工业用水重复利用率只有29．79% , 而1993 年全国城市平均 水平已达60%;桂林市万元工业产值的废水排放量达43．83t/万元, 而全国城市平均水平是

38．13t/万元。可见桂林市工业节水大有潜力, 提高工业用水重复利用率不仅可以节约新鲜用水 量, 而且可以有效地减少废水排放量, 既降低费用又减少污染。

（2)生活用水: 桂林市人均日生活用水量为440L , 在全国城市中仅低于广州(542L), 而远远高于同处南方的北海(307L)、海口(385L)、深圳(271L)、珠海(322L)、厦门(154L)、上海(271L)等城市, 更高于北方城市, 这说明桂林市生活用水定额太高, 存在浪费, 必须加强节约生活用水 的措施。

(六)合理布局, 优化产业结构

依据最新城市总体规划, 未来实施的西部发展战略, 可把在其他城市组团限制或禁止发展的工业搬迁至西城临桂组团的工业开发区, 同时进行产业结构调整, 淘汰高能耗、高水耗、高污染 的产业, 对一时无法实施“关停并转迁”的老企业进行技术改造和限期治理, 推行清洁生产。