李發(fā)榮，李曉銘，徐 瓊，楊樹(shù)平，房晟忠，黃 俊，王紅梅，邱令冰，余 冬，王 勁

（昆明市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，昆明綠島環(huán)境科技有限公司，云南昆明650228）

陽(yáng)宗海湖泊砷污染來(lái)源解析與防治

李發(fā)榮，李曉銘，徐 瓊，楊樹(shù)平，房晟忠，黃 俊，王紅梅，邱令冰，余 冬，王 勁

（昆明市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，昆明綠島環(huán)境科技有限公司，云南昆明650228）

2008年以來(lái)，云南陽(yáng)宗海湖泊發(fā)生了砷污染，導(dǎo)致水體功能下降，對(duì)周邊社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成了重要影響。通過(guò)對(duì)陽(yáng)宗海湖泊水環(huán)境、入湖河流、泉眼、周邊工業(yè)源的砷監(jiān)測(cè)分析以及地質(zhì)環(huán)境狀況的研究，弄清了陽(yáng)宗海深水湖泊砷污染的水平、時(shí)空變化規(guī)律、污染來(lái)源解析，研究結(jié)果顯示，其砷污染來(lái)源于陽(yáng)宗海南岸地下多個(gè)上升出露泉眼。

高原湖泊保護(hù)；砷污染；砷污染特征；砷來(lái)源解析；陽(yáng)宗海

陽(yáng)宗海（E102°59′～103°02′，N24°51′～24° 58′）是云南九大高原湖泊之一，為地質(zhì)構(gòu)造塌陷形成的湖泊［1］，南北長(zhǎng)12.7km，東西平均寬2.5km，平均深度22m，湖容量6.04億m3，湖面積31.9km2。湖泊水功能為地表水II類水，是良好的飲用水，并是下游宜良縣幾十萬(wàn)人口的重要飲用水源地。2008年以來(lái)由于受到周邊工業(yè)企業(yè)的排砷廢水廢渣污染，湖泊水體水質(zhì)下降到劣V類水質(zhì)。為此昆明市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心受上級(jí)指派，根據(jù)湖泊砷污染的狀況，對(duì)湖泊水質(zhì)、入湖河流以及可能的污染源開(kāi)展了專項(xiàng)調(diào)查監(jiān)測(cè)工作。

1 材料與方法

為了研究高原深水湖泊砷污染的特征、變化規(guī)律、污染來(lái)源，分別在陽(yáng)宗海水體布設(shè)了6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，其中3個(gè)為湖泊南、中、北各1個(gè)（常年監(jiān)測(cè)點(diǎn)位），圍繞污染泉眼周邊50m范圍布設(shè)3個(gè)；在陽(yáng)宗海南、北兩條進(jìn)入湖泊的陽(yáng)宗大河、擺衣河設(shè)置2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面；圍繞湖泊的泉眼設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)；并對(duì)湖泊周邊的企業(yè)的排放口布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。監(jiān)測(cè)指標(biāo)為與湖泊砷污染有關(guān)的砷、氟、磷。砷元素用原子熒光分光法分析，磷用過(guò)硫酸鉀氧化鉬銻抗光度法分析，氟化物用離子選擇電極法分析，pH用電極法分析。湖泊監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（2005—2012年）來(lái)自昆明市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心的陽(yáng)宗海水質(zhì)監(jiān)測(cè)年報(bào)，其余數(shù)據(jù)為專項(xiàng)調(diào)查監(jiān)測(cè)時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

2 湖泊污染演變

陽(yáng)宗海是云南九大高原深水湖泊之一，地表水功能區(qū)劃為II類水保護(hù)目標(biāo)，多年來(lái)一直沒(méi)有受到周邊環(huán)境污染影響，是當(dāng)?shù)亓己玫娘嬘盟?。?009年陽(yáng)宗海水體水質(zhì)變?yōu)榱覸類，不能飲用。按地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）表1中24項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，陽(yáng)宗海水體超標(biāo)污染物為砷，且從2008年就開(kāi)始出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，2008年超標(biāo)0.41倍，2009年超標(biāo)1.25倍，2010年超標(biāo)0.37倍。

表1 陽(yáng)宗海湖泊水質(zhì)近年水質(zhì)狀況監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)

3 陽(yáng)宗海水環(huán)境砷濃度年變化

對(duì)陽(yáng)宗海湖泊2005—2012年的砷濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析［2］，2006年以前湖泊水體中砷濃度年均值均在0.002mg／L以下，到2007年湖泊水體砷濃度略有上升，2008年整個(gè)陽(yáng)宗海湖泊水體中砷濃度迅速上升，2009年均值上升達(dá)到最大峰值0.112mg／L，比2005年年均值（0.0018mg／L）上升了61.2倍（圖1），之后隨著治理措施的投入，水體中砷的濃度開(kāi)始逐年下降，但其間的2012年10月陽(yáng)宗海水質(zhì)砷濃度又上升突破III類水的限值。

4 砷污染來(lái)源解析

4.1 湖泊周邊砷污染源分析

4.1.1 污染源分布

陽(yáng)宗海湖泊匯水區(qū)分布著各類工業(yè)企業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，經(jīng)調(diào)查匯流區(qū)主要有陽(yáng)宗海發(fā)電廠、云南鋁廠、可寶磷肥廠、錦業(yè)磷肥廠、柏聯(lián)溫泉等企業(yè)。為了弄清陽(yáng)宗海湖泊砷污染影響的原因，分別對(duì)這些企業(yè)的生產(chǎn)廢水進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示（表2）：錦業(yè)磷肥廠、柏聯(lián)溫泉的廢水含有砷污染物，其中錦業(yè)磷肥廠循環(huán)池廢水砷濃度高達(dá)62.86mg／L。

表2 陽(yáng)宗海岸邊主要排污企業(yè)廢水監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表） （mg／L）

4.1.2 入湖河流分布

陽(yáng)宗海湖泊匯水區(qū)共有3條河流進(jìn)入陽(yáng)宗海湖泊，分別為南邊的陽(yáng)宗大河、七星河，北邊的擺衣河。陽(yáng)宗大河是陽(yáng)宗海主要的天然入湖河流，年徑流量為2412萬(wàn)m3；七星河年徑流量為538萬(wàn)m3；擺依河多年平均來(lái)水量2474萬(wàn)m3。對(duì)入湖河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 （表3），結(jié)果表明，河流主要污染物為氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而砷濃度均達(dá)到地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)II類水的濃度限值。

表3 陽(yáng)宗海主要入湖河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果 （mg／L）

4.1.3 進(jìn)入湖泊泉眼分布

陽(yáng)宗海湖泊匯流區(qū)境內(nèi)地下水豐富，有巖溶水、裂隙水、孔隙水三種類型。湖泊周邊分布著眾多泉眼，主要為上升泉。對(duì)這些泉眼進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)（表4），結(jié)果顯示，陽(yáng)宗海西南部岸邊的譚葛營(yíng)的4＃、5＃泉眼水質(zhì)砷、磷濃度異常高，其他泉眼水質(zhì)砷濃度均未檢出，從而找到引起陽(yáng)宗海湖泊砷濃度升高的地點(diǎn)。

4.2 砷污染源排放狀況

經(jīng)以上調(diào)查監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，2001年以來(lái)，湖岸帶上的錦業(yè)公司先后技術(shù)改造改擴(kuò)建年產(chǎn)2.8萬(wàn)t硫化鋅精礦制酸生產(chǎn)線兩條、建設(shè)年產(chǎn)8萬(wàn)t磷酸一銨生產(chǎn)線一條。該廠沒(méi)有建設(shè)規(guī)范的生產(chǎn)廢水收集、循環(huán)、排放系統(tǒng)及廢固堆場(chǎng)。長(zhǎng)期將含砷生產(chǎn)廢水通過(guò)明溝及暗管直接排放到廠區(qū)內(nèi)一個(gè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)防滲處理的天然坑塘內(nèi)，將含砷固體廢物磷石膏在3個(gè)地點(diǎn)露天堆放。雨季降水量大時(shí)直接將生產(chǎn)廢水抽至廠外排放。自己開(kāi)挖3個(gè)洗礦廢水收集池，未做任何防滲處理，抽取含砷廢水進(jìn)行洗礦。經(jīng)監(jiān)測(cè)該廠循環(huán)水池內(nèi)的砷高達(dá)62.86mg／L，總磷204 mg／L，氟化物124 mg／L，pH 3.7。回用水池砷濃度為127.2～130.4mg／L，廠外磷石膏渣場(chǎng)外溢水砷濃度為19.72mg／L。固體廢物酸泥砷含量為12063.11mg／kg。而自然水池砷濃度為2.07～2.36mg／L，可見(jiàn)該廠污染源廢水中砷濃度相當(dāng)高。

表4 陽(yáng)宗海岸邊泉水、地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果 （mg／L）

4.3 砷污染來(lái)源途徑分析

分析研究陽(yáng)宗海湖泊砷污染物的來(lái)源途徑，對(duì)于治理湖泊砷污染，恢復(fù)湖泊水環(huán)境質(zhì)量，解除 “三禁 （禁飲、禁魚(yú)、禁灌）”意義重大。經(jīng)過(guò)對(duì)陽(yáng)宗海的入湖河流、周邊工業(yè)污染源的監(jiān)測(cè)分析，排除了砷污染源來(lái)自陽(yáng)宗海入湖河流及除錦業(yè)以外污染源。從湖區(qū)西南部岸邊譚葛營(yíng)出露泉眼水的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析 （表5），4＃、5＃泉眼砷濃度高達(dá)56.9～73.3mg／L，此外當(dāng)砷濃度高時(shí)，總磷濃度也同時(shí)高，從而得出砷污染物來(lái)自地表磷化工污染物滲漏進(jìn)入地下，再通過(guò)地下的泉眼進(jìn)入陽(yáng)宗海湖泊。

表5 陽(yáng)宗海砷污染來(lái)源解析（mg／L）

4.4 高砷泉水出露規(guī)律

對(duì)陽(yáng)宗海湖泊周邊上升泉和下降泉的水質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，高砷泉僅出現(xiàn)在湖泊西南岸邊的譚葛營(yíng)村一帶，從實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，岸邊共有5個(gè)出露泉眼，但從水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，岸邊5個(gè)泉眼中只有3個(gè)泉眼砷濃度較高（表6）。另外從距岸50m水下不同深度分層水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析［3］，發(fā)現(xiàn)該處水域底層的砷濃度高于表層，表明岸邊底部有泉眼存在。因此該區(qū)域岸邊非淹沒(méi)和淹沒(méi)區(qū)均有泉眼向陽(yáng)宗海湖泊排放高濃度砷污染物。

表6 陽(yáng)宗海西南部譚葛營(yíng)村泉水砷濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果 （mg／L）

5 地質(zhì)構(gòu)造脆弱性影響分析

陽(yáng)宗海湖泊為高原斷陷湖泊，流域面積192km2。在匯水邊界內(nèi)地下水獲得的補(bǔ)給量全部在湖盆內(nèi)排泄，湖盆四周碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶發(fā)育，多有大泉、暗河出露，水文地質(zhì)類型為匯水型巖溶斷陷湖盆，水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐忠詭r溶水為主。

根據(jù)流域內(nèi)水文地質(zhì)條件的差異性及地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件分析，譚葛營(yíng)高砷泉的水文地質(zhì)單元為裸露型 （圖2），該水文地質(zhì)單元主要含水層為Ch＋m均勻狀純灰?guī)r，巖溶發(fā)育，地表多見(jiàn)溶溝、溶槽，地下以裂隙、溶孔為主，降水等地表水入滲率高，富水性極強(qiáng)。局部區(qū)域基巖被第四系粘土層覆蓋，但覆蓋區(qū)地勢(shì)平緩，有巖溶洼地發(fā)育，成為地表水的匯流區(qū)，降水匯集后較均勻地補(bǔ)給地下水，因此覆蓋層起不到隔水作用，地質(zhì)構(gòu)造脆弱［4］，地下水極易受到污染［5］。錦業(yè)磷化工廠的磷石膏堆場(chǎng)、砷酸泥排放場(chǎng)、廢水池就位于該地質(zhì)單元處，所排放的砷、磷污染物可通過(guò)地下溶巖途徑進(jìn)入到陽(yáng)宗海造成湖泊水體污染。

6 防治對(duì)策

陽(yáng)宗海被砷污染后，水質(zhì)由地表水II類降為劣V類，喪失了飲用功能。為此，治理湖泊砷污染所采取的思路是控源截污，源面結(jié)合，分析污染特征，調(diào)查診斷污染來(lái)源，根據(jù)砷元素的化學(xué)物理性質(zhì)，分別在湖面噴灑鐵鹽抑制劑［6］和絮凝劑［7］，使砷與抑制劑和絮凝劑結(jié)合被鎖定沉積到湖底。對(duì)磷石膏堆場(chǎng)、砷酸泥排放場(chǎng)、廢水池進(jìn)行搬遷處理，同時(shí)在有熔巖的地表鉆孔直接投放鎖砷劑，使砷難以溶入水體。經(jīng)過(guò)綜合治理，使湖體水質(zhì)恢復(fù)到原來(lái)的II類水。同時(shí)應(yīng)積極開(kāi)展湖泊水環(huán)境、底質(zhì)環(huán)境、魚(yú)類的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［8］，加強(qiáng)湖泊匯流區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的分析評(píng)估［9-11］，確保湖區(qū)生態(tài)健康。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）陽(yáng)宗海是當(dāng)?shù)亓己玫娘嬘盟?。?008年出現(xiàn)砷超標(biāo)現(xiàn)象，導(dǎo)致水體由II類水功能變?yōu)榱覸類水質(zhì)，經(jīng)治理后，2010年10月湖體砷濃度恢復(fù)到地表水III類水水平。

（2）分析研究陽(yáng)宗海湖泊砷污染物的來(lái)源途徑，對(duì)于治理湖泊砷污染，恢復(fù)湖泊水環(huán)境質(zhì)量具有實(shí)質(zhì)性的意義。經(jīng)對(duì)陽(yáng)宗海周邊入湖河流、工業(yè)污染源、地下水進(jìn)行砷污染物來(lái)源解析，弄清了陽(yáng)宗海湖泊砷污染物的來(lái)源。西南部岸邊譚葛營(yíng)出露泉眼水的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析顯示，4＃、5＃泉眼砷濃度高達(dá)56.9～73.3mg／L，從而鎖定污染源所在區(qū)域。

（3）經(jīng)對(duì)高砷泉眼地質(zhì)環(huán)境分析，譚葛營(yíng)的水文地質(zhì)單元主要含水層為Ch＋m均勻狀純灰?guī)r，巖溶發(fā)育，地表多見(jiàn)溶溝、溶槽，地下以裂隙、溶孔為主，降水等地表水入滲率高，成為地表水的匯流區(qū)，降水匯集后較均勻地補(bǔ)給地下水，地下水極易受到污染。企業(yè)的磷石膏堆場(chǎng)、砷酸泥排放場(chǎng)、廢水池就位于該地質(zhì)單元處，所排放的砷、磷污染物可通過(guò)地下溶巖途徑進(jìn)入到陽(yáng)宗海造成湖泊水體污染。

（4）治理湖泊砷污染所采取的思路是控源截污，源面結(jié)合，分析污染特征，診斷污染來(lái)源，根據(jù)砷元素的化學(xué)物理性質(zhì)，分別在湖面噴灑鐵鹽抑制劑和絮凝劑，使砷與抑制劑和絮凝劑結(jié)合被鎖定沉積到湖底。同時(shí)在有熔巖的地表鉆孔直接投放鎖砷劑，使砷難以溶入水體。

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Identification of Arsenic Sources and Pollution Control in Yangzonghai Lake

LIFa-rong，LIXiao-ming，XU Qiong，YANG Shu-ping，F(xiàn)ANG Sheng-zhong，HUANG Jun，WANG Hong-mei，QIU Ling-bing；YU Dong，WANG Jin
（Kunming Center of Environmental Monitoring，Kunming Lvdao Environmental Technology Co.Ltd.，Kunming Yunnan 650228，China）

Arsenic pollution in Yangzonghai Lake has decreased thewater function that caused serious impacts onsociety and economy.The arsenic in the rivers，springs，and the factories around the lakeweremonitored in order to identify the arsenic pollution level and its changing laws and themajor sources.The results showed that the arsenic was from the springs in the south of the lake.

plateau lake protection；arsenic pollution；pollution characteristics；identification of arsenic sources；Yangzonghai Lake

X52

A

1673-9655（2015）05-0027-05

2015-04-03

云南九湖環(huán)保專項(xiàng)資金（KMEMC2012-03）。

李發(fā)榮（1954-），男，漢族，昆明人，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境科研方面的工作。