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user: 2. 阳宗海砷污染介绍 2.1. 砷污染事件 湖泊是生态环境的重要组成部分，随着城市化和工农业的持续发展，持续不断的生活污水和工业废水直接或间接排入湖泊中，加之湖泊资源的过度开发利用，湖泊污染越来越严重，各种环境灾害频频发生，直接危及居民饮用水安全与身体健康，同时也威胁着区域经济的可持续发展。根据王振华等 [ 5 ] 阳宗海水体砷浓度持续上升，超过Ⅲ类水质标准是在6月份，砷浓度超过V类水标准是在7月份，到9月时，阳宗海湖水浓度监测值高达0.128 mg/L，其超过地表水环境标准V类水标准限制。砷浓度最高值0.134 mg/L出现在10月1日，随后成缓慢下降趋势，而阳宗海水质在2007年以前，湖水砷浓度均值还不到0.006 mg/L。根据徐永梅 [ 31 ] 等2008年6月砷浓度均值达到0.055 mg/L，超过II类水标准0.05 mg/L的标准；到2008年8月砷浓度平均值达到0.106 mg/L，超过V类水0.10 mg/L的标准，2008年10月达到0.128 mg/L的标准，超过Ⅴ类水标准，最高值达到0.134 mg/L，随后开始不稳定的缓慢下降。齐剑英 [ 32 ] 等研究表明，2008年10月湖水及沉积物中，As的含量分别介于130~190 µg/L及54.86~193.29 mg/kg，环境风险严重。 韩瑞萍等 [ 29 ] 随着“三禁”的实施，禁止饮用阳宗海的水、禁止在阳宗海游泳、禁止捕捞阳宗海的水产品，至此阳宗海的水失去饮用的功能，严重影响当地居民的生活和经济收入，影响了阳宗海旅游发展，影响房地产的发展。徐永梅 [ 31 ] 阳宗海遭受砷污染后，浮游植物也发生明显的种群和数量的变化，阳宗海砷污染之后对浮游植物产生巨大的影响。浮游植物影响浮游动物，浮游动物影响鱼类，砷属于重金属会在植物或者动物身体里富集，通过食物链，危害人的身体健康。阳宗海砷污染造成沿湖居民2.6万余人的饮用水源取水中断，致使阳宗海饮用、水产品养殖等功能丧失。根据徐元锋 [ 33 ] ，阳宗海砷污染涉及宜良县、呈贡县和澄江县的1个县城自来水厂、4个自然村和4家企业，直接危及26，596人的饮水安全。 2.2. 砷污染来源 根据李发荣等 [ 34 ] ，阳宗海砷污染来源于南岸地下多个上升出露泉眼，阳宗海湖泊的汇水区分布着各类企业工业，经调查汇流区阳宗海发电厂、磷肥厂、云南铝厂、柏联温泉等企业，对这些企业进行检测，根据表2结果显示，磷肥厂、柏联温泉的废水含有砷污染物，其中，锦业磷肥厂循环池废水浓度高达62.86 mg/L。 根据王世雄 [ 35 ] 等，位于阳宗海湖面西南角坡上的锦业工贸公司化其工厂违规排放高神废水是造成污染事件的主要元凶。根据张玉玺研究表明，阳宗海水体与沉积物中砷储存总量为70.65 t，人为贡献率占砷总储量的82.68%，其中主要来源为南岸的磷肥长，同时，北岸的火电厂，温泉和东岸的高尔夫球场也对阳宗海的砷累积有所贡献。齐剑英 [ 32 ] 研究表明，锦业工贸公司位于阳宗海的西南方，距离阳宗海直线距离为250米，该工贸公司生产硫酸的原料是As含量高的矿石。大量砷含量高的废水渗透进入地下水，地下水被污染后从泉眼冒出流入阳宗海，由于阳宗海地区地质多为页岩结构，该泉眼不是唯一地下排泄点，该区地质单元的地下水都可以通过地下泉眼和渗流进入阳宗海。此外，火电厂也对阳宗海水体砷污染有一定的贡献率，这与张玉玺的研究一致。 2.3. 砷污染治理措施 根据徐艳总结以及目前文献、论文报道的试验研究结果，含砷废水的处理方法可分为沉淀法、絮凝法、吸附法、氧化法、电解法、离子交换法、生物化法等，作如下简单对比，如表3 [ 25 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] 根据王世雄 [ 35 ] ，阳宗海砷污染之后采用的除砷方法是铁盐絮凝法，因为阳宗海砷污染水体容量大，砷浓度低，所以才Fecl 3 絮凝法，具有廉价、安全、高效的优点。而在对阳宗海实际砷工程化治理期间，2009年11月~2010年9月，水体砷浓度从0.117 mg/L下降到0.021 mg/L，并可持续达到II~III类水标准(<0.05 mg/L)，总除砷率达到82.05%。水体中的砷沉降到沉积物中。沉积物中的砷绝大部分以残渣的形式被固定在沉积物中，生态风险很低。王振华 [ 5 ] 研究表明阳宗海水、底泥、鱼、虾、水生植物砷含量都处于较高水平，对周围环境及群众生活造成很大的威胁；阳宗海湖水砷浓度经历了先升高然后降低，再到平稳变化的过程，底泥砷含量迅速升高后缓慢下降，砷在湖水和底泥间交换，说明其风险还在存在，这与王世雄 [ 35 ] 得出的结论有所不同，是因为所采样的时间不同，也是絮凝法实施前后采样，所以结论有所不同。李智圆 [ 40 ] 等研究表明，阳宗海表层沉积物砷含量分布不均匀，随深度的增加有所降低。沉积物砷污染程度相对较低，潜在风险很小。各层沉积物中稳定性高残渣态砷含量(14.12~18.38 mg/kg)及比例(93.47%~97.30%)均较高，所以，沉积物中砷较稳定，不易溶出形成二次污染。 Table 2 Statistical table of wastewater monitoring results of major sewage enterprises on the coast of yangzon 排污企业 pH值 氟化物 总磷 砷 氨氮 云南澄江锦业公司循环水池 云南澄江锦业公司储水池 云南凤鸣磷肥厂循环水池 阳宗海发电厂冲渣回水池 云南铝业公司污水处理站回水池 柏联温泉2 3.7 5.86 8.75 8.6 8.18 --- 124 67.8 7.58 5.51 9.61 1.96 204 60.2 0.146 0.715 0.318 --- 62.86 3.306 0.003 0.008 0.037 0.200 161.7 32.25 0.27 10.49 0.318 --- 表2. 阳宗海岸边主要排污企业废水监测结果统计表 mg/L Table 3 Various arsenic treatment method 处理方法 材料或试剂 优点 缺点 沉淀法 钙沉淀剂，氢氧化钙–氯化铁， 石灰–铝盐，硫酸亚铁–苏打等 投资低，工艺简单， 可扩大规模 需要大量化合物，最终产物处理上有局限性，复杂环境难以消除 离子交换法 水合锆氧化物填充多孔树脂， Fecl₂溶液，用海藻酸珠粒CAcl处理₂ 可有效地脱除砷 需要进行预处理，成本比较高且规模小 膜分离法 超滤、滤镜、高分子滤膜、 纳米过滤和反渗透等 无二次污染、节能， 常温操作，砷可被取出 使用和维修成本高，需要大量回流水，规模小 电解法 以铝或铁作为阴极和阳极生成含砷的氢氧化物等 工艺比较简单，砷可被取出 生成浮渣易造成二次污染，成本较高 生化法 微生物、植物等 较成熟、经济、无二次污染 固定资本高 吸附法 氢氧化铁、氢氧化铝、活性铁土矿、中国粘土、活性炭、长石、粉煤灰、赤铁矿、海泡石 简单易行、较为成熟、 绿色环保、成本可控 进行预氧化、吸附剂再生、 回收上的问题 絮凝法 铁盐絮凝剂、铝盐絮凝剂等 无需预氧化，吸收效果好， 成本低 目前尚未证明是否有解吸现象出现， 回收问题也为解决 表3. 各种砷处理方法 阳宗海砷污染治理用的是传统的混凝沉淀法，水经混凝沉淀后，可以降低水中的砷含量，阳宗海治理选用的铁盐混凝剂，铁盐除砷效果高于铝盐。根据潘小军 [ 41 ] ，以氯化铁或硫酸铁为好，此法最适宜被污染的地面水源(搅拌–沉淀–过滤)。根据胡宏韬等 [ 42 ] ，生物技术是环境污染中一种有效的技术方法，与其他传统处理方法相比具有治理效果好，运行费用低，无二次污染等特点。徐海若 [ 43 ] 研究表明有些细菌可在较高的浓度的砷酸盐或亚砷酸盐环境中生长。细菌之所以能在高砷环境生活是由于细菌细胞经诱导后，细菌能够减少砷化物在体内的积累，即能够专一性的排出砷化物，从而能够保证使磷酸盐专一系统正常的发挥作用，避免细菌出现“磷酸盐饥饿”症状，确保细菌自身免于毒害作用。根据潘小军 [ 41 ] ，微生物中硫酸盐还原细菌会消耗硫酸盐并将硫酸盐还原成硫化物，然后硫化物与沉淀的砷发生反应，利用此原理去除水中的砷。目前去除砷的方法需昂贵的硬件，原理是纳米级的磁铁矿颗粒对砷具有很好的吸附能力，而且砷一旦吸附就很难分离。