2. 湖南省张家界生态环境监测中心,湖南 张家界 427099;
3. 湖南省环境保护科学研究院,湖南 长沙 410014
2. Hunan Zhangjiajie Ecological Environment Monitoring Center, Zhangjiajie, Hunan 427099, China;
3. Hunan Research Academy of Environmental Sciences, Changsha, Hunan 410014, China
湖南省位于我国中部、长江中游。地处东经108°47′—114°15′,北纬24°38′—30°08′。资江是湖南省4条主要河流之一,位于湖南省中部,流经邵阳、娄底和益阳市的9个县市,最后注入南洞庭湖和湘江,全长653 km,流域面积28 142 km2,流域人口500多万[1-2]。
湖南省的锑矿资源丰富,储藏量居世界第1位。从各省市的产量来看,湖南省占全国锑产量的80%以上,全省锑矿采、选、冶最为集中的重要区域为资江流域的娄底、邵阳和益阳地区[3]。20世纪80年代以来,由于锑冶炼企业的粗放和无序发展,锑冶炼对资江流域造成的锑污染一度十分严重[4]。
2007年,益阳市环境监测站监测发现资江益阳段地表水存在锑超标现象[5],省、市监测部门立即启动资江流域锑污染环境应急响应和加密监测。随后,湖南省生态环境保护厅将锑作为资江流域特征污染指标,开展加密监测,并纳入“十二五”期间地表水常规监测指标[6]。现基于湖南省生态环境监测网水质数据,以湖南省资江流域锑为研究因子,分析锑污染时空分布规律,以期为资江流域水环境治理和质量管理决策提供科学依据。
1 研究方法 1.1 监测断面以资江流域为研究对象,全流域布设43个监测断面。其中,干流沿程布设26个断面,6条支流(包括玉溪河、平溪江、夫夷水、邵水、敷溪和志溪河)布设17个断面,资江流域锑监测断面示意见图 1。
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图 1 资江流域锑监测断面示意 |
2016—2020年逐月对资江流域43个断面开展特征污染物锑的监测。
1.3 评价方法及标准地表水常规省控监测断面的锑评价标准参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)表 3中锑的标准限值0.005 0 mg/L。锑的年均质量浓度为断面月均质量浓度的算术平均值,年度评价以每年12次监测数据的算术平均值进行评价。
2 结果与分析 2.1 锑的时空分布特征 2.1.1 “十三五”期间锑质量浓度年均值变化“十三五”期间,资江流域上游邵阳段各断面锑质量浓度年均值相对较低;2016—2017年,资江中下游的娄底和益阳市各断面锑普遍超标,其中,干流有10个断面(D14、D18—D26)。支流有3个断面(D28、D38、D41)连续5年的锑年均质量浓度均超标,最大超标准限值8.92倍。到2020年,资江流域锑超标断面数量由2016年的15个下降到3个,锑质量浓度超标准限值0.58~7.94倍。
2016—2020年资江干流、支流及全流域锑质量浓度年均值变化情况见图 2。
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图 2 2016—2020年资江干流、支流及全流域锑质量浓度年均值变化 |
由图 2可见,“十三五”期间,资江干流、支流和资江流域的锑质量浓度均在2018年以后出现不同幅度的下降;资江干流和全流域锑的质量浓度年均值均未超过标准限值;资江支流的锑质量浓度年均值均超过标准限值,2018年最高。
2.1.2 锑超标断面情况统计2016—2020年资江流域锑达标、超标断面情况统计见表 1。由表 1可见,2016—2020年,资江干流锑超标断面逐年减少,由2016,2017年的10个断面超标,到2020年干流所有断面全部达标,表明“十三五”期间,资江干流的锑污染状况明显减轻;资江支流中,敷溪和志溪河由超标转为达标,支流的锑污染情况总体有所减轻。
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表 1 2016—2020年资江流域锑达标、超标断面情况统计 |
2016—2020年资江流域沿程锑质量浓度变化见图 3。由图 3可见,“十三五”期间,资江干流上游邵阳段各断面(D1—D12)的锑年均质量浓度均未超标。超标断面主要集中在中下游,其中,2016—2017年超标断面最多,涉及到了娄底段冷水江(D14)、益阳段安化县(D18—D21)、桃江县(D22—D24)和益阳市(D25、D26);2018和2019年超标断面明显减少,主要集中在益阳段(D18—D21、D23、D24)。到2020年,资江干流所有断面锑年均质量浓度均未超标。“十三五”期间,资江干流锑最大超标准限值倍数为0.40倍(D23),出现在2018年。
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图 3 2016—2020年资江流域沿程锑质量浓度变化 |
资江支流中邵水和平溪江有3个断面(D28、D38、D41)的锑污染相对最重,5年内锑质量浓度年均值均有超标;敷溪和志溪河2个断面(D42、D43)的锑质量浓度年均值于2016年超标;其他断面的锑质量浓度年均值均未超过标准限值。2018年,平溪江2个断面(D28、D29)锑质量浓度年均值均较上年有所上升;2020年邵水断面(D37—D41)锑质量浓度年均值较2018年下降了13.1%。
2016和2020年资江干流锑质量浓度分布对比见图 4(a)(b)。与2016年相比,2020年资江干流大部分断面锑污染情况明显减轻,尤其是中下游各断面锑质量浓度降幅较大,其中娄底市有3个断面(D13—D15)锑质量浓度下降了17.2%~50.7%,益阳市有9个断面(D18—D26)锑质量浓度下降了22.7%~55.5%。
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图 4 2016和2020年资江干流锑质量浓度分布对比 |
资江流域是我国乃至世界上最大的锑品开采、选矿和冶炼基地。世界上目前已探明的锑矿储量为400多万t,中国占了一半多。锑的冶炼过程中会产生大量砷碱渣,经过长期大量开采,锑矿区周边矿渣遍地,短期内难以根除。矿产资源导致锑本底值较高,采矿、选矿和冶炼业历史较长,长期粗放发展,工艺水平落后,局部地区水环境中存在极大的锑污染安全隐患[7],给环境治理留下了沉重的历史包袱。
3.2 监督管理不到位,监管能力不足在锑矿产品价格高位运行的情况下,由于早期矿产开采秩序较混乱,矿产地采矿权仍有多、小、散的局面;对矿山非法开采、违法生产和环境违法行为打击处罚力度不够;环境监测、预警、应急处置和环境、矿山执法能力不足,部分县级环保部门不具备重金属污染物监测能力,环境监察设备缺乏,一些企业环保意识淡薄,乱采滥挖、偷挖盗采、偷排、超标排放等违法行为整治打击力度不够,后续工作跟不上,环境保护“守法成本高,违法成本低”的问题还没得到有效解决,未能有效遏制流域锑污染[3]。
3.3 资江流域锑背景值较高资江流域涉锑地区地质环境中的锑背景浓度较高也是资江锑浓度超标的一个不容忽视的影响因素。研究证实,含锑矿山的岩溶风化作用可导致矿山周边的地下水、地表水中锑浓度异常。环保部门与地质部门的监测结果均表明,资江流域涉锑地区地下水中的锑浓度超过地表水标准的几倍至几十倍。因此,资江流域锑的背景浓度高对资江干流锑污染具有不可忽视的贡献。
4 达标及整改措施“十三五”期间,娄底、邵阳和益阳市三地政府狠抓资江流域锑污染治理,辖区内锑污染得到有效管控,历史遗留污染问题被逐步解决。根据监测数据统计,“十三五”期间,辖区内资江流域锑的超标率和浓度年均值都呈现不同程度降低,特别是资江下游益阳段,锑的质量浓度显著下降,由2016年的锑超标率100%,到2020年实现了达标,取得了突出的治理成效。“十三五”期间娄底、邵阳和益阳市锑质量浓度年均值和超标率情况见图 5。
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图 5 2016—2020年娄底、邵阳和益阳市锑质量浓度年均值和超标率 |
冷水江锡矿山是世界著名的锑都,有着全世界最大的锑矿[8]。2018年,娄底市将锡矿山区域环境综合治理作为“一号生态工程”,对其启动了攻坚战,制定了《娄底市锡矿山区域环境综合治理攻坚战三年(2018—2020年)行动计划》。首先,在流域内大力推行涉锑企业清洁生产、绿色制造体系创建,“有色冶炼含砷固废治理与清洁利用技术”的研发,能将砷碱渣全部回收利用。2018年以来,锡矿山地区共产生砷碱渣1 359.3 t,处理砷碱渣2 364.88 t,首次实现了“不欠新账”的目标。其次,锡矿山先后将90多家锑冶炼小企业关停减少至8家,淘汰落后产能17.5万t。此外,娄底市全力督促企业对采、选、炼过程中产生的废水进行深度治理,2020年,锡矿山矿区共有14座污水处理站,日处理能力达2.95万t,涉重金属企业废水100%得到有效治理。2019年与2017年相比,青丰河和涟溪河断面锑年均质量浓度分别下降了31.1%和33.3%。
4.2 资江流域邵阳段“十三五”期间,在湖南省生态环境厅的指导下,邵阳市针对资江流域部分河段锑超标的问题,采取了一系列整改措施。首先,整顿涉锑企业,关闭所有非法涉锑企业。于2015和2019年竣工的邵阳县沉庵堂尾矿库闭库治理工程和大田尾矿库治理工程,有效阻隔了尾砂与地表水的接触路径,并收集处理渗滤液,防止了污染扩散,当地居民生产生活用水安全得到有力保障。2019年11月完工的新邵县龙山采矿区重金属污染综合整治项目,有效收集和处理废水,避免其直接随地表径流流入附近的资江支流,从源头上保护资江水质安全。其次,2018年撤销了锑常年超标的西洋江饮用水水源保护区。另外,加强涉锑企业监管执法,对湖南四维矿业发展有限公司邵阳县公司、湖南新龙矿业有限公司的违法行为依法进行立案查处,处以罚款并对具体责任人移送公安实施行政拘留。2020年,邵东县布设的5个地表水重金属监测断面中,有4个断面锑质量浓度均达标,达标率为80%。
4.3 资江流域益阳段为根治资江流域益阳段锑污染问题,益阳市及其相关区县精准治污,有针对性地对重点支流、重点项目、重点历史遗留矿洞涌水锑污染问题进行综合整治。近几年来,饮用水水源锑超标的桃江县先后关闭了19家涉锑企业,拆除了19家企业的反射炉、锑白炉等设施,同时将全县35家涉重金属企业遗留的6 800多t废渣外运到有资质的危险废物处理公司进行安全处置,减少了资江流域的锑污染含量。桃江县唯一一家涉锑企业筹集420多万元资金完成了包括废水处理系统、危险废物专用贮存库、废渣堆场等环保设施的升级改造。监测数据表明,排入水体的污水中锑质量浓度由治理前的0.126 mg/L下降到0.086 mg/L,水质改善明显,保障了资江一江清水流入洞庭湖[9]。
“十三五”期间,湖南省委省政府高度重视生态环境保护工作,深入推进重点领域、重点问题专项治理,加强不达标水体整治和饮用水水源保护,重点加强资江流域涉锑企业和工业园区环境整治,加强入河排污口监督管理。省市县三级联动,采取了多管齐下、精准治污的一系列综合整治措施;从2017年开始,连续4年发起污染防治攻坚战“夏季攻势”,加快解决了一批资江流域锑污染等突出环境问题[10-11]。全省2017和2018年全面完成地级、县级城市集中式饮用水水源环境问题排查整治,依托以上一系列政策和措施的实施,资江流域的锑污染治理取得显著成效,沿程城市饮用水安全得到有力保障。
5 结论与建议“十三五”期间,资江流域锑污染整体有较明显改善,尤其资江干流下游益阳境内的锑污染明显减轻,由多个断面超标到2020年全部转为达标,断面锑的质量浓度最大降幅达55.5%。资江支流中,邵水和平溪江锑超标的3个断面(D28、D38和D41)5年内锑质量浓度年均值均超标。其中,2020年较2018年相比,邵水断面锑质量浓度年均值下降了13.1%;2018年,平溪江2个断面(D28、D29)锑年均值均较上年有所上升,主要由于矿山治理难度大造成的区域背景值高[12-13]。要彻底治理好资江流域的锑污染,建议从以下方面着手继续加大工作力度。
5.1 加强流域内涉锑企业污染治理 5.1.1 继续加大重点工业污染源治理力度资江流域锑资源丰富,锑矿开采点多面广,特别在邵阳境内不同的矿产资源导致部分地区重金属本底值较高,采矿、选矿和冶炼业历史较长,长期粗放发展,工艺水平落后,局部地区水环境中存在极大的重金属污染安全隐患,重金属污染呈现出明显的地域性。因此,必须深化矿区源头和矿山尾砂污染治理,严厉查处违反建设项目环境保护管理规定、超标排放的企业。对违反环境影响评价、环境保护“三同时”制度的违法企业,责令其立即停止建设、停止生产,限期补办相关手续。加强对合法企业的重金属污染物排放源整顿和治理,对超标排放的企业责令限期治理,治理期间采取限产限排措施,确保达标排放。深入推进重点河流湖库、水源地等环境敏感区域周边涉重金属企业污染综合治理[14]。2025年前完成新邵县原龙山民采锑矿洞整治、谢家山锑矿遗留矿坑治理、礼坪锑矿遗留矿坑治理等锑污染源头整治工程。
5.1.2 优化产业布局,提高产业技术水平优化产业布局[15],继续淘汰涉重金属重点行业落后产能。实施锑污染整治提升行动,加大生产工艺提升改造力度,提高废水循环使用、废渣综合利用率及采掘、选矿、冶炼回收率、共(伴)生金属综合利用率,支持企业在稳定达标排放的基础上进行深度处理。引导大型企业和重点排放企业积极采用世界先进技术装备。整合重组后的企业要严格进行环保“三同时”验收,验收不合格的项目,必须按要求整改后才能投入生产。
5.1.3 全面开展清洁生产审核对流域所有涉锑企业开展强制性清洁生产审核,重点防控企业应每2年开展一次清洁生产审核。加强对审核的评估验收,根据审核结果,加快实施无费和低费方案,对部分中、高费方案进行适当支持。对不实施清洁生产审核的企业,责令限期改正,对拒不改正的企业责令停产整顿[16]。
5.1.4 强化环境监管环境监察和监测部门要进一步加强对资江流域涉锑企业的环境监管,增加监测频次,不但要监测车间、企业废水废气排口,还要强化涉锑工业园区和重点工矿企业污染物排放及周边环境质量监测,加强环境风险隐患排查;不仅要监测污染物排放浓度,还要实施总量控制,实行涉锑行业从开采、冶炼到应用直至废弃过程的全过程监管。
5.2 加强历史遗留污染治理受采矿冶炼历史的制约,区域内遗留大量的锑采选和冶炼产生的固体废弃物要按照“谁污染、谁治理”的原则,对被污染土壤及遗留含重金属废渣,由造成污染的单位负责修复和治理;对污染企业搬迁后遗留污染物造成的土壤及地下水污染等环境问题,由原生产经营单位负责治理并恢复土壤使用功能;无明确责任主体的,由当地及以上人民政府承担。要实施技术、管理、政策综合性治理手段,分阶段、分区域、按类别解决突出的尾矿库、耕地、矿区、固体废弃物堆存场等历史遗留问题。
对于资江支流局部区域的锑污染仍未完全得到根治的问题,在“十四五”期间将进一步加大污染治理力度,力争尽早实现资江全流域水质的全面达标。
[1] |
吴正霞. 资江流域水资源可持续利用战略思考[EB/OL]. (2011-09-22)[2022-04-24]. http://www.360doc.com/content/12/0601/09/2666914_215136384.shtml.
|
[2] |
孙清良. 对资江流域立法保护, 保护三市生命之源[EB/OL]. (2020-01-18)[2022-04-24]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1656049693392753302&wfr=spider&for=pc.
|
[3] |
章晓. 资江干流污染现状分析与防治对策[D]. 湖南: 湖南农业大学, 2020.
|
[4] |
廖凤. 锑品冶炼对环境造成的污染和危害[J]. 中国城乡企业卫生, 1988(2): 19. |
[5] |
湖南省环境监测中心站. 湖南省环境质量报告书(2006—2010年度)[R]. 湖南: 湖南省环境保护厅, 2011: 176-178.
|
[6] |
湖南省环境监测中心站. 2012年湖南省环境监测方案[R]. 湖南: 湖南省环境保护厅, 2012: 26-28.
|
[7] |
湖南省生态环境监测中心. 湖南省生态环境质量报告书(2016—2020年)[R]. 湖南: 湖南省生态环境厅, 2021.
|
[8] |
章晓. 资江河流域主要污染源调查[J]. 湖南水利水电, 2020(4): 77-79. |
[9] |
刘立平. 益阳精准治污, 斩断锑污染浊流[EB/OL]. (2021-01-06)[2022-04-24]. http://www.yiyang.gov.cn/yyshjbhj/3451/content_1319268.html.
|
[10] |
唐茜. 全面落实污染防治攻坚战"夏季攻势"各项任务[EB/OL]. (2020-04-30)[2022-04-24]. 2020-05-01. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1665487526778821123&wfr=spider&for=pc.
|
[11] |
湖南省人民政府. 湖南省污染防治攻坚战三年行动计划(2018—2020年)[EB/OL]. (2018-06-20)[2022-04-24]. http://www.gov.cn/xinwen/2018-06/27/content_5301534.htm.
|
[12] |
张婉军, 辛存林, 于爽, 等. 柳江流域河流溶解态重金属时空分布及污染评价[J]. 环境科学, 2021, 42(9): 4234-4245. |
[13] |
张云凤. 都柳江水质锑污染现状及趋势分析——以贵州黔东南段为例[J]. 环境与生活, 2014, 10(77): 35-36. |
[14] |
郭俊康, 周华, 夏海波, 等. 练江流域水污染治理历程及成效[J]. 给水排水, 2021, 47(10): 57-61. |
[15] |
李树良, 吴晟荣. 治理资江水, 保护母亲河——资江现状调查与治理管护建议[J]. 湖南水利水电, 2017, 6(6): 73-75. |
[16] |
王旭. 湘江流域水环境问题及其综合应对策略[J]. 环境保护科学, 2012, 38(5): 5-9. |