从上海黄浦江看城区河流水质变化趋势

从上海黄浦江看城区河流水质变化趋势摘要：中国上海市80%的生活与工业用水取自黄浦江。城市的生活与工业废水主要排入流经上海城区的黄浦江。由城市生活污水与工业废水引起的污染这几年在黄浦江已经显现出来。本文论述的内容为黄浦江中的重金属（铜、铅、铬、镉和汞）、总有机碳含量（TOC）和多核芳香烃（PAHs），从1991年至2002年的环境监测数据比较可以推测污染物的变化与趋势。结果显示金属已经得到有效控制，但有机污染物向更加恶化的趋势发展，同时污水量也在增加。这种有机物浓度的变化与中国、美国和加拿大类似河流相比较还是较低的。我们从黄浦江得到启发，有机污染物可能成为保护城市河流水质变化的一个难题，这应当引起当今世界的重视。关键词：水质变化趋势城市河流上海1引言长期以来，上海市的工业与生活用水主要取自黄浦江。黄浦江起源于位于上海西边的淀山湖，长大约113公里，流入长江口（图1）。因为有83公里流经上海城区，来自城市的污染物很大程度地影响了黄浦江水质。本文通过比较近几年黄浦江水与沉淀物中的重金属（铜、铅、铬、镉和汞）、总有机碳含量和多核芳香烃的监测数据来推测黄浦江的水质变化趋势和近年来上海市保护水的效果。2方法2.1取样地点描述和样品分析方法经选择，取样地点顺沿黄浦江向下并有适当的距离（图1）。在8个取样点，检测员借助船只艰难的在河流底部的表面沉积物取样。在每个取样点，水样被放置在水面下1.5米，水样装在用聚四氟乙烯制的瓶子里，沉淀物样品则被收集到用聚四氟乙烯制的盒子里送到远处的实验室以便下次处理。水样中的重金属立即分析，沉淀物样品用酸消化后烘干冷藏，重金属用美国电化学协会研究的感应耦合等离子体分析（IRISAdvantage1000,madeinUSA），这种工具的检测范围和分析精确性见表1。表1感应耦合等离子体对金属的检测范围和分析精确性瓜镉淘汞骄铜疑铅肯铬堪检测范围熟(树μ拾g/g)末0.0030狼0.0002评0.0012冠0.0060酱0.0210捷RSD梨—纸8(%)竞0.4781喊0.0750舰0.0160绵0.0369拣0.0420图1黄浦江水和沉积物取样点（●—取样点和数字）样品沉淀物的多核芳香烃成分经美国环保署8270c标准样品分析后烘干冷藏。这种气相质谱仪常常用于多核芳香烃分析。分析仪器常用美国Supelco公司的产品，对多核芳香烃这种仪器的精确度超过2ng/g，分析精确性在5%～15%内。多核芳香烃的浓度以它所有成分浓度的总和计算。总有机碳量用TOC/TN分析（MultiN/C3000,Jena,Germany）。在上海交通大学环境科学工程学院地球化学环境实验室对重金属彻底进行分析和试验（有些数据来自刘，2004）。对多核芳香烃和总有机碳量，则在上海环境监测中心有机分析实验室进行彻底的分析与实验（Hu,2004）。2.2监测数据处理根据上海市每年排入黄浦江的废水量和平均金属浓度计算重金属的含量和化学需氧量(COD)，COD全用高锰酸钾法检测，根据监测台（3号取样点）每年12次监测磷的平均浓度计算出每年河水中磷的总量。这些监测数据来自上海环保局（2003）。3结果与讨论3.1水质评价3.1.1废水监测数据废水成分监测结果见图2，图2清晰地表明水体经过12年保护后，上海工业和生活的大量废水正逐步改变。未经处理就直接排入黄浦江的工业废水正逐年减少，值得注意的是未经处理的生活污水则逐年增加。种重金属和化学霞需氧量的监测挨结果见畏图胁3抓。废水中六价坡铬与镉的浓度勤自社1991皆年来呈下降趋出势。屋2002组年废水中六价庙铬的浓度是魔1991口年的七分之一作，镉的浓度是赔1991睡年的十七分之茂一。黄浦江废父水中的化学需拴氧量大体上增左加，在猴1991然年至稀1995竿年期间减少，翼在耽1995拜年至本1997含年明显增加。工业废水年份生活污水年份违图见2气般脉上海工业和生项活废水的容量镜变化年份年份年份妄图牧3疾廊上海黄浦江废己水中重金属与冻COD王的变化什3.1.2互唱黄浦江水中污体染物浓度和沉想淀物量污黄浦江水中污津染物（重金属括、多核芳香烃堵和总有机碳量稻）的浓度和沉耍淀物量分别见难图膊4尊和图欣5活。图丢4侨和图裂5薯表明污染物的坑性质在不同的刘河流段重金属帖、多核芳香烃触和总有机碳量节不同，有少量樱变化。随着河叹流流经城区距邮离的增加沉淀到物中多核芳香居烃量也在增加亩。河水中金属请与沉淀物除少假数异常样品（访5唤号与乓6摄号取样点）外傻几乎与各点的送平均浓度相等蛛。取样点取样点取样点被图携4渐祝黄浦江中沉淀现物的重金属、疏TO开C虎、逗∑失PAHs潮的浓度取样点取样点取样点薯图出5诚眉黄浦江水中金钞属浓度3.2讨论后河流沉淀物的领污染物在水与县沉淀物的相互迎作用下在某一殊时期保持平衡乱，陈静声在睁1991哗年曾多次提到谎，并且这个事重实已被绝大多躲数学者所接受带。图驼4疤和图提5定中沉淀物与水珍的的数据表明侦黄浦江水中金简属浓度一般不祥变。重金属浓权度（来自黄浦贯江涛28惹个水样平均值续）与河水环境辽判断的三大标陕准（适合酿酒斩、养鱼、游泳肚，中国环保总获局，串200捉2肚）味及淡水标准（焦美国环保署，色200鸦6逢）帆相比较，其结玉果显示如今黄复浦江水中的重泰金属不是一个狱严重的环境问疗题，见表触2碌。通过黄浦江尿沉淀物中重金狸属浓度与中国助、加拿大、法流国的市区或工货业区沉淀物中传重金属浓度和凡美国沉淀物性陈质标准（表避3缴）相比，结果滚显示黄浦江沉崖淀物的重金属嫌浓度明显偏低淋。这表明过去担几年上海黄浦阴江的水保护成父就除汞外还是彻有效的。然而握，汞的例外目朝前根据刘等人拔与痕Jaffe岂等人的成果久（本2005筐）主要是因为洁来自城市空气塑的沉积作用。衔在过去的换12应年躬（型199弱1纺～萄200话2喊）闹，随着时间的钻推移，排入黄事浦江的生活污沾水量与工业废虚水相比（见图乎2喜），当生活污渠水量增加时废岁水中愈COD誓也增加（见图胃3绢），这些事实戴表明有机物主济要来自生活污习水，黄浦江呈怒有机物污染的驳趋势，图麻4尽中，黄浦江沉辣淀物中多核芳智香烃、总有机眼碳的浓度和变桂化进一步的支臭撑了这些论点谊。在黄浦江沉冈淀物呜的顿8额个样品中，多丢核芳香烃和总谜有机碳址的平均浓度分啦别为雾1.26mg拔/Kg农和且1.34%傍。在占2003跳年的六次测量从中，黄浦江水绢从上游区域到碑江口的搅COD厕在旷22mg/L武至暖30mg/比L凉之间（上海环残境监测中心，拼200饿4侵）邻。这高于中国舞地表水三大标洗准浓度的贴15mg/L疮。多核芳香烃伞和总有机碳的瓶浓度变化是有雄机物染物的主就要指示剂祸（教stuer-御laurid蜡sen,20词05;Van泊Meter匀.200异5散）刘。顺沿河流方善向（春图占4胸）的沉淀物表孕明黄浦江正逐让步趋向有机污兴染，尽管它的驰多核芳香烃和数总有机碳浓度念低于美国和加晶拿大河流的数静值，见项表少4颂。谣图率6历中的磷监测结简果支持了原来椒的论点。随着负时间的推移总美磷的增加与从胜上海排入黄浦奇江的大量废水描相一致，这证奶明黄浦江有机雾物染物的增加伤主要由生活污讲水所引起。样金属与多核芳塌香烃被认为是分城市河流污染缓物中最重要的掩一种堤（奖Mbulig猾we200会5;Pere矮ira,19访96;Min悼iss付i狼，弃199象7偏）祸。如今，这个立论点成为环境眯研究的一个热聚门话题，受到框Stuer-稠Laurid魔sen片的好评。因为葬很难控制来自列人们日常生活泊水污染如洗涤犯、垃圾和船只盯等，有机污染坝恐怕是城市河额流水质保护的嫩一个难题，尽哗管在努力下这摄个重要的事实街已经显现出来彻。赞表威2刊横黄浦江水金属盆浓度钻(杰μ此g/L)洁元素叹标岛准赠a尸标译准侵b槽浓度赚（嫂8智个样品的平均情值）宣铜来1000刷13钩60.45哀铅角50耻65乞9.56屋镉趴5公2.0款0.12除六价铬亮50菊16具8.75量(贩总孕铬严)春汞联0.1抄1.4核0.31浪CODcr皂15000轿20000侍—棚30000秃抓垫（曲4位个监测点）恒中国环保总局老地表水三大监擦测标准鼻，充2002督b-原-站美国环保署淡狭水标准陈，谨2006印表秆3酱条不同国家城市布河流或港口沉茄淀物中重金属欺含量农（饰mg/K坟g恒）虎铜丙铅快铬访镉场汞养参考博悉尼（通过工谋业区域和城市今，加拿大）为19-110狮25.5-4鼻08染47-86拴TayK皱eta厨l钱，霞2003载塞纳尔河（穿文过法国巴黎）饼98.0搭107.0云12愧0.42织Ollivo勺n,D.岗etal.湿,2002范沙河（穿过中耗国成都市）坟95.71伴65.29饲0.543墨0.283蜻Shang,慢Y.俯etal.向,2005纯长江口（通过肠工业区域，中来国）伤Meng,巾Y.,20排03害黄浦江虫33.43猎24.75亩77.23举0.36害0.22格本文所述帽标毫准筑a旦390索450乏260茫5.1咏0.41饺美国地质歇勘测局耀a车—醋美国沉淀物性讽质标准浸图艇6读援黄浦困江竿3钓号取样点的总搁磷变化曲表悼4图现下面河流沉淀狭物表面多核芳脚香烃副（遍PAH林s影）挽和总有机呈碳教TO挣C州的浓度安PAHs(透ng/g)湾TOC(%珍)朗参考矛美国蹈米河（穿过康艇涅狄格州中央壶）崇590-39嫂00温White,伶J.C.森etal.级,2002隐加拿大齐悉尼港（通过概工业区）阁4770-2掘46400情Tay,K殿.酱etal.麻,2003泊中国破波尔河（通过浇工业区）耽93.8-4置307图Fung络etal.钞捐2005梢珠江（通过工随业区）壤Luo,X坡.捎etal.选,2005历黄浦江查1256.1肉3姨1.341筐本文所述4.总结们来自近几年环梁境监测和近来弄黄浦江沉淀物泰中污染物浓度做的数据表明黄盟浦江水中的金些属已被有效的竟控制，有机污织染物随着生活傲污水的增加而犯增加。尽管黄致浦江沉淀物浓敌度低于中国、垒美国、加拿大出类似的河流黄智浦江的保护显钳示出保护城市捕河流水质变化雅可能是一个定跪性的问题，这各应当引起当今湖世界的重视。参考文献质1勿.岗陈静生暗编煎.龙水环境化请学坟.无北京：高等教脑育出版笨社挡.轻199放1总，垒17坦6保～白189喘2晒.座中国环保总局凭编箭.注地表水环境质疫量标准勤-GB38燃38-200狸2耳，林2002蜡3.番Fung,哗C.N.,尊Zheng对,G.J.锄,Conn他ell,D挂.W.,Z式hang,毛X.,Won研g,H.L迹.,Gies威y,J.P膛.,Fan怖g,Z.,粪&Lam,将耍.蠢来自中国波尔柄河三角洲沉淀容物中有机污染喜物引起的风顿险平.熟海洋污染公慈报对.瓶200泻5归，凡5是0欣：田103剪6刻～突1049融4.黎Hu,X醒.,Zho个u,Y.,蒸Han,射Z.,&葬Wang,螺W银.沙黄浦江表面沉存淀物多核芳香症烃的来源与分磁布状态层.唐第二届国家环稳境化学会议论椒文己.200庸4久，萌5潮：薄17盯0炊～迹174蹦.澡5.胳Jaffe掌,D.,刚Prestb守o,E.,锡Swart瞎zendru辅ber,P死.,Wei耀ss-Pen及zias,岔P.,Kat饲o,S.,悄Takam季i,A.,虫Hatak游eyama,博S.,&语Kajii避,Y.E企xport负ofatm夹ospher蚂icmer皮curyf捧romAs追ia脖.瞎大气环境斜.200想5扁，扭3桌9演（恳1嫂7握）顾：夸302葵9驳～院3039漏6.然Liu,原C.E.跌黄浦江汞和其此它重金属分布爬状态渴.骂上海交通大学墓硕士论若文昂.煎200禽4伴，肆1清9嘉～什23败7.沉Liu,G传.L.L.,绕Jin,婚Q.X.,仰Zhang,洪D.N.,波Shi,幻S.Y.,尿Huang,映X.J.,拘Zhang,埋W.Y.,酷Bao,L帽.,Gao厉,朴P.T.,&设Chen,勉B.探上海周围空气僻微粒汞大小的矩论述射.裁大气环钉境样.碑200洗5瞎，买39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