黄　波　刘家春(1.长江流域水资源保护局长江流域水环境监测中心，湖北武汉　430010; .湖北省恩施州水利水电工程质量监督站，湖北恩施　444500)

长江经济带的锰“暴露”
——长江干流锰污染状况分析

黄波1刘家春2
(1.长江流域水资源保护局长江流域水环境监测中心，湖北武汉430010; 2.湖北省恩施州水利水电工程质量监督站，湖北恩施444500)

摘要:锰是地表水环境质量标准中影响饮用水安全和工业用水色度的参数之一，对城市取水水质安全具有重要影响。利用SPSS数据统计分析软件等工具，对长江经济带代表性城市的地表水锰含量的时空分布进行了研究，结果显示，长江上游石鼓江段、中下游虎牙滩以下沿岸城市干流江段锰含量较低，攀枝花和重庆等江段锰含量偏高;锰浓度峰值主要集中在丰水期。锰污染控制需考虑区域和季节性特征。

关键词:锰污染;时空分布;影响因素;长江经济带

1　概述

长江经济带东起上海、西至云南，覆盖11个省市，面积约205万km2，其沿岸城市聚集的人口和创造的生产总值均已超过全国的40%。城市发展需要高质量的生活用水和生产用水。锰是影响水质的一项金属类指标，在水体中的含量一般较低，通常认为对人体不产生毒害作用。同时锰是人类必不可少的微量元素，对维持人体免疫功能、新陈代谢等具有重要作用。但当水体中锰(可溶态)过量存在时，会对人们的生产和生活带来危害:在工业上，洗涤用水或生产原料用水中锰含量较高时，会降低产品光泽和成色，尤以纺织、印染、针织、造纸等行业受影响较大;在生活中，饮用水中锰过量存在，会危害人们的健康，过量的锰离子经血液转移到人体富有线粒体的器官，并储存于肝、胰、肾中，会损害上述脏器。若锰进入人脑，其蓄积性可能引起不可逆的脑疾病，造成神经系统功能紊乱以及内分泌异常等。

地表水中锰含量超标现象本不多见，但由于近年来长江经济带沿岸城市工业化加剧，水质受到影响，锰可经多种途径进入长江干流，导致地表水锰超标现象。锰的污染来源主要有:锰矿开采产生的废污水排入长江水体;沿岸城市的炼钢炉烟尘释放、电厂锅炉粉煤灰排放和市政焚烧炉污染等产生的锰通过降水或通过地表径流进入长江水体等，其中以锰矿污染尤为突出。鉴于锰具有蓄积性，且相对于中国第二大河——黄河，长江流域的锰含量整体偏高，长江干流沿岸城市也曾发生过数次地表水锰污染(如重庆秀山，长江仪征段等地)，因此研究长江干流水体锰含量的时空分布及影响因素具有重要意义。经查阅相关文献资料，未见有对长江干流沿线城市地表水锰含量的专项研究。相关的研究主要有，汪金成等［1］对长江干流整体水质的研究，谭凌智等［2］对长江干流沿岸部分江段城市的水质研究(但锰未作为重要的水质衡量指标)，以及周俊杰［3］等对水库中锰随季节变化的研究。

2　数据与分析

2.1数据来源及测定方法

所用数据来自长江水利委员会2006～2013年的长江干流水质监测结果，监测频率为每月1次，断面参数值为断面各测点均值，年度均值为12个月份参数值的平均值。锰的测定方法为《地表水环境质量标准(GB3838－2002)》指定的方法:高碘酸钾分光光度法(GB11906－89)、甲醛肟光度法(《水和废水监测分析方法(第四版)》)、火焰原子吸收分光光度法(GB11911－89)等。锰浓度指水样中各形态锰的总浓度。当锰浓度小于检出限(0.01 mg/L)，按0.005 mg/L取值。

2.2代表断面选择

长江水污染的特点是水量大，排污量也大，总体水质尚好，局部污染严重，干流存在明显的岸边污染带。据调查，长江干流城市工业和生活取用水量巨大，2008年干流城市江段污水排放量约占全流域排放总量的50%，攀枝花、重庆、武汉、南京等城市江段近岸水域污染尤为突出。由于上述城市人口密集，工业发达，矿产丰富，城市的工业废水和生活污水大量排入长江，所以代表断面选取的适当与否对本项研究具有重要意义。根据城市规模和工业布局特点，选取云南、四川、重庆、湖北、江苏5省的8座城市共9个代表断面(表1)。各断面在长江干流上的沿程分布示意图见图1。

2.3水期划分

年内水期分为: 6～9月丰水期、4～5月和10～11月平水期、12月～次年3月枯水期。

2.4数据统计分析

采用excel软件、SPSS数据统计分析软件进行数据统计分析。

图1　长江干流水质监测断面示意

3　结果与讨论

3.1锰的空间分布特征

自2008年开始对长江流域重要城市入河排污口进行调查后，各城市均开始对长江干流入河排污口等点源污染进行整治，所以以2008年为节点对前后两个时期的锰浓度情况进行分析。结果表明，2006～2008年与2009～2013年锰浓度的沿程变化规律基本一致，即重庆朱坨及以上江段地表水锰浓度高于湖北宜昌虎牙滩以下江段。该分析结果符合长江干流地壳元素和水环境化学元素丰度调查的结论，即长江干流锰的浓度分布特征为，上游高于中下游［4］。同时，长江上游云南石鼓、中游湖北宜昌虎牙滩断面至长江下游江苏南通老洪港水厂断面的锰浓度都远远低于标准限值0.1 mg/L(《地表水环境质量标准(GB3838－2002)》中集中式生活饮用水地表水源地标准限值，及《生活饮用水卫生标准》(GB5749－2006)》中规定的锰浓度最高限值)，所以，这些江段水体中的锰浓度在安全范围内。

对2006～2013年长江干流沿程3个断面(金西水厂、丹阳水厂、老洪港水厂)的锰浓度变化趋势情

表1　长江经济带重要城市及其水质监测代表断面信息

况进行了分析。金西水厂、丹阳水厂均位于长江经济带下游江苏省镇江市，同城上下游相距28 km;老洪港水厂位于丹阳水厂下游约164 km的南通市。分析得出，金西水厂、丹阳水厂两断面锰浓度变化规律基本一致，说明相邻城市的长江干流水体受面源、点源污染影响情况大体相同，且下游水体锰浓度略低于上游。丹阳水厂和老洪港水厂两断面锰浓度变化规律有显著差异，这是由于两城市的面源、点源污染情况不同所致。

3.2锰的时间分布特征

分析各个断面的锰浓度2006～2013年间的年际变化特征后得出，以锰浓度的标准限值0.1 mg/L为限，四川的攀枝花断面在2008年和2010年均有超限，分别超限24%和44%;重庆的朱沱断面在2006年和2007年均有超限，分别超限112%和19%。

分析2006～2010年间朱沱和攀枝花断面在不同水期的锰浓度特征后得出，两断面锰浓度均表现为:丰水期＞平水期＞枯水期，且丰水期锰检测浓度均超过标准限值(0.1 mg/L)，其极大值和极小值分别出现在丰水期和枯水期。2006年之后，攀枝花丰水期的锰浓度均超限值2倍以上。这是因为丰水期这两座城市处于汛期，水量暴涨暴跌，攀枝花和朱沱断面2006～2010年的丰水期年均流量分别为3 266.5 m3/s和13 993.0 m3/s，锰更易通过地表径流进入水体。四川、重庆蕴含丰富的锰矿资源，其中攀枝花2009年前后处于资源依赖、发展粗放的工业发展阶段，在丰水期，攀枝花矿产不合理开发引起的污染尤其突出;同时期，重庆也散布有大量大、中、小型采矿和选矿厂，这些矿场大部分环保条件简陋、配套措施不完善，在汛期更易导致水体污染。雨水冲刷裸露的矿产、含锰废渣和含锰土壤，锰随之进入长江水体。

4　结论与建议

(1)长江干流锰浓度分布特点为:上游高于中下游，丰水期明显高于平、枯两水期。这是由流域地球元素丰度背景值、季节性水文特征以及城市工业发展模式等因素综合影响的结果。为保障城市用水锰安全，沿岸城市锰污染控制应考虑其地域和季节性特征。

(2)长江经济带上游石鼓江段、中下游虎牙滩以下沿岸城市干流江段锰含量低于《地表水环境质量标准(GB3838－2002)》中集中式生活饮用水地表水源地补充项目中锰浓度的标准限值，但四川攀枝花及重庆的地表水锰浓度偏高，尤其在丰水期，这主要是由于锰矿矿场在汛期所产生的污染。为防治水域锰污染，迫切需要环保和水行政主管部门督促各矿产企业对污染隐患进行整治。

参考文献

［1］汪金成，卞俊杰，陈新国.2000年以来长江干流水质变化趋势分析［J］.湖北水力发电，2009，9(2) : 1－3.

［2］谭凌智，蒋静，张琦.长江干流上海段水质监测状况分析［J］.人民长江，2012，43(12) : 50－52.

［3］周俊杰.锰在水库中的分布、对饮用水质的影响及去除对策［J］.云南环境科学，1999，18(1) : 27－29.

［4］张立城，佘中盛，章申，等.水环境化学元素研究［M］.北京:中国环境科学出版社，1996: 262－263.

作者简介:黄波，男，长江流域水资源保护局长江流域水环境监测中心，工程师.

收稿日期:2015-09-08

文章编号:1006-0081(2015) 10-0033-03

中图法分类号:X522

文献标志码:A