哈 斯

(呼和浩特民族学院环境工程系，内蒙古 呼和浩特 010051)

丰镇市位于内蒙古自治区中南部，河北省、山西省、内蒙古自治区交界处，是华北地区的重要电力能源基地，能源充足，丰镇电厂装机容量为120万kW，是一座比较古老的火力发电厂。近十年来，围绕发电厂组建了“丰镇市西园区”，包括炼油厂、发电厂等。由工业园区排出的废气、废水、废渣及噪声对当地居民造成了一定的影响，例如，草坪退化、农田面积减少、空气污染等。

燃煤发电工程是以煤为燃料，通过锅炉燃煤产生热量加热水体产生蒸汽,然后利用蒸汽推动汽轮机而带动发电机组发电。在燃煤发电生产过程中需要对外排放烟气、废水和大量的粉煤灰。其中燃煤产生的粉尘、废水、粉煤灰含有少量的重金属,对周围土壤和植物产生直接危害[1-2]。煤中含有多种重金属元素，火力发电厂通过燃煤排放影响周围土壤和水体中重金属元素的含量与分布。

炼油厂通过对地层中开采出的原油经过蒸馏、催化、裂化、裂解、加氢精制等过程，生产出柴油、汽油、煤油、润滑油、石油焦、沥青、乙烯等产品。目前，世界原油需求量持续增长，轻质原油已不能满足需求，国际市场上重质、超重质及劣质原油所占比重越来越大，非常规原油将成为人类的重要能源。在原油加工过程中，催化裂化装置再生烟气、燃烧原油焦锅炉排放的废气中含有较高浓度的重金属，会污染炼油厂及周边环境[3]。

由于重金属元素具有难以降解、持久性及生物富集性等特点，进入环境中会造成污染。重金属污染可以影响农作物产量和质量，也可以导致大气和水环境质量的恶化[4-5]。重金属污染不仅给环境、经济带来巨大的损失，而且对人体健康也构成了潜在的威胁,后果不容忽视[6]。自2009年以来，中国已发生特大重金属污染事件30多起，重金属因此一直被作为国家重点防控污染物而备受关注。本文对丰镇市西部工业园区浅层地下水重金属(铝-Al、铬-Cr、砷-As、铜-Cu、锌-Zn、镍-Ni)含量进行了监测与评价，旨在为发电厂和炼油厂对周围环境污染防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样点的布设

采样点分别设在丰镇市西部地区发电厂周围由西到东A-马家圐圙，B-七泉村，C-后十泉，D-后十二泉村，E-二十八号，F-发电厂，G-留人窑，H-择落沟等地区。其中C-后十泉地区有炼油厂，D-后十二泉村有储灰场，G-留人窑地区地势较低。E-二十八号，F-发电厂，G-留人窑地区属于人口居住较密集地区。

1.2 水样的采集与保存

依据国家地下水水质监测标准法(GB/T14848-93)进行采样。采样容器用蒸馏水清洗后，在10%的硝酸溶液中浸泡24h，再用去离子水清洗后备用，采样时先打开水泵放水10～20min，采样前用待测水样荡洗容器和容器帽2～3次，以保证水样的代表性。

将水样用HNO3酸化至pH值为2，保存在4℃的冷藏柜里待测。

1.3 水样重金属的测定

电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS7900(美国安捷伦公司)、超纯水机(MiLi-q)、ME-104分析天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司)、实验室pH计(FE-20)、硝酸(优级纯)、试验用去离子水、混合标准储备液。

标准溶液的配制：稀释储备液(浓度10μg/mL)配置浓度0,2,5,10,15,30,50ppb的标准溶液。

样品的处理：将待测水样经过0.45μm滤膜过滤后，加入硝酸，调整浓度达到5%，移取50mL的样品进行测定。

ICP -MS 分析条件：等离子功率1500W；载气流量0.9L/min (0.6～1.0L/min)。

补偿气流量0.25L/min (0.3～1.0L/min)；进样深度8mm (7～10mm)；蠕动泵速0.1r/s (0.1～0.2r/s)。

2 结果与分析

2.1 地下水重金属含量与国标对比

表1为地下水国家标准值和丰镇市西部地区浅层地下水的重金属测定值，单位为ppb。由表可知经实验测得丰镇市西部不同地区浅层地下水中重金属的含量与国标对比，丰镇市地下水重金属含量较低，并未超出国家标准。其中G-留人窑的砷含量有接近国家标准的趋势，C-后十泉的重金属含量普遍较高，如果不加以控制，将会超过国家限值。

表1 国标及各采样点重金属浓度 ppb

2.2 地下水重金属含量分析

由表1可知C-后十泉，D-后十二泉村地区重金属含量普遍高于其他地区，这是因为C区有炼油厂，D区有储灰场。

在炼油厂加工原油的过程中原油中的重金属最终将分布在炼油厂废水、废气、废渣以及原油产品中(特别是原油焦等重组分中)。炼油厂废气、废渣中的重金属会随风力和降雨的冲刷落入周围环境中，通过长期的雨水溶解与渗透进入地下水中，从而造成重金属含量高于其他地区。炼油厂废水中的重金属主要为可溶性盐类，难以降解，且环境周期长，如果没有彻底处理也将会慢慢渗入地下而影响地下水的重金属含量。D区的储灰场主要用来堆放发电厂排放的大量燃料灰渣。火力发电厂产生的大量燃煤固体废弃物包括粉煤灰、炉渣等，而煤中含有的重金属元素在燃烧过程中富集在这些废弃物[7-9]中，随着排放直接污染大气环境，并且在堆放过程中由于大气降水等而进入到地表和地下水环境以及土壤环境，最终影响地下水的重金属含量。

由表1可知F-发电厂地区重金属含量低于C,D区域。发电厂所在地区重金属含量较低，可能是由于发电厂位于人口密集的城区，电厂对所排出的废水进行了有效的处理回收，所排放物质重金属含量较低。

由表1可知G-留人窑地区的重金属含量低于C,D区，但高于其他地区。这是由于G区地势较低，由炼油厂和火力电厂排出的废气，灰渣落入周围环境中的重金属通过地表径流，聚集在低洼处，长期渗透导致地下水重金属含量比其他地区高。此外G区相较其他地区人口密集，城市生活污水，垃圾排放也是重金属含量升高的原因之一。

此外，A-马家圐圙，B-七泉村，E-二十八号，H-择落沟等地区地下水重金属含量较低，这是由于这些地区离炼油厂、发电厂、和人口密集区较远，受到的污染影响较小。

由此可知，随着工业的发展，工业园区的建成会对环境造成一定的污染，加强管控尤为重要，否则随着长年累月的重金属富集，将会造成环境污染。

3 结论

(1)丰镇市西部地区浅层地下水中重金属含量均低于国家标准。

(2)炼油厂、储灰场及人口密集的城区重金属含量较高。

(3)部分地区重金属含量趋于接近国家标准，需加强企业监管。