长江流域重金属污染特征及综合防治研究进展

长江流域贯通我国西部、中部和东部的广大地域，该地区工、农业及城市化发展程度较高。但随着经济的快速发展， 重金属污染给环境带来了巨大的隐患。本文主要梳理了近十年来长江流域重金属污染的研究成果，综述了长江流域重金属污染主要来源及分布特征，结合人体健康风险和生态风险，对长江流域重金属污染进行了风险分析，总结了长江流域重金 属污染的治理现状和防治措施，并对长江流域重金属污染防控做出了展望。

长江流域是指长江干流及其各主要支流流过的广大地域，分为金沙江水系、岷沱江水系、长江上游段、嘉陵江水系、乌江水系、长江中游段、洞庭湖水系、汉江水系、鄱阳湖水系、长江下游段和太湖水系共计11 部分，覆盖我国19个省、市、自治区的大部分地区，总面积约为为1.8×106km2，约占我国国土总面积的18.8%，是世界第三大流域。长江流域丰富的自然资源为人们的生产和生活提供赖以生存的资源和能源，推动着长江经济带的繁荣与发展[ 1-2 ]。但随着经济社会的发展，长江流域重金属污染问题也越来越受到人们的关注。

重金属是一类具有潜在生态及健康危害的重要污染物，其产生的污染与其他有机污染有显著的不同。这是因为大多数有机化合物的污染可以通过自然界自身的物理作用、化学作用或微生物的生物作用得到净化，使其有害性降低或解除。相反，重金属污染具有富集性，能随生物链向上传递进而给人们的健康造成威胁，并且很难在环境中被降解。另外，重金属污染的程度不仅与其种类、理化性质有关，还取决于其浓度及存在的形态和价态[ 3 ]。

01 长江流域重金属污染来源

许岚[ 4 ]研究发现，长江流域地区工业化、城市化及农业集约化程度整体高于全国其他地区，污染物排放程度比其他地区更为严重，排入河流的污染物主要包括氮、磷、重金属、持久性有机污染物等，其中重金属污染对长江流域生态环境的影响已不容小觑。国家各部委联合发布的《长江中下游流域水污染防治规划(2011-2015 年)》指出，规划区域内重金属等有毒有害物质主要集中在湖南省，汞、镉、总铬、铅、砷等排放量分别占区域排放总量的55.0%，81.1%，46.8%、77.6% 和70.6%。长江流域水体重金属污染主要是由人的各项生产生活活动引起，主要来源有工业、农业和交通运输业等[ 4，5 ]。

依托水运和水电优势，在长江沿岸集中布局了化工、钢铁、有色金属、制药等一批高能耗、高污染产业，它给长江流域的环境带来了巨大的压力。据2017 年水利厅、环保厅、住建厅等部门联合开展的长江流域入河排污口检查专项行动的结果显示，在长江流域，主要河流和湖泊有1 900 多个排污口，排入长江的废污水总量为2.8×1010m3/a。其中工业、企业废污水约占57%[6 ]。农业生产中由于大量使用化肥和农药，经雨水冲刷后流入长江， 也导致水体重金属含量增加，同时农业生产中污水灌溉及堆肥污泥也会增加水体重金属含量。此外，长江航道自古以来就是我国最重要的经济动脉之一，航运业发达，其产生的重金属污染物也是长江流域水体重金属污染的重要原因[ 4 ]。

02 长江流域重金属污染分布特征

长江流域地域辽阔、水系庞大。在水体环境中，沉积物中重金属元素的量可以粗略地反映出河流重金属的污染程度。长江干流沉降物主要来自上游，其中金沙江占34.7%，嘉陵江占22.5%[ 4 ]。李永峰等[ 7 ]的研究表明，长江三峡上游区域内重金属污染为强度和中度的区域分别占5% 和37%，这表明此区域内重金属污染为中等水平，而其中污染最严重的依次为Hg 和Cd。而张伟杰等[ 8 ]运用地积累指数法得出的三峡库区干流重金属污染情况为 Cd>Pb>Zn>Cu>Cr>As>Ni>Hg。长江中游最大支流湘江的水体中，重金属污染是水体环境污染的主因，多个检测断面的As，Hg，Pb，Cd 均有超标[ 9-11 ]。研究表明，Hg，Cd 和Pb 是湘江最重要的重金属污染物[ 11 ]。长江中下游地区水体中重金属污染按污染程度次序为 Cr>Hg>Cu>Pb>As>Cd[ 12 ]，其中Cu 的污染情况与各地重工业类型有关，在安庆、南京等地的污染较为严重，其他地区污染程度较轻[ 13-14 ]。

长江流域四大湖泊中，洞庭湖沉积物重金属污染程度递减排列为 Cd>Hg>As>Pb>Cu>Cr， 其中Cd 和Hg 是最主要的两种重金属污染物[ 15 ];鄱阳湖中重金属元素污染潜在生态风险主要是由于Hg 和Cu 两种重金属元素[ 16 ]，按潜在生态风险大小排序为Hg>Cu>Pb>Cd>As>Cr>Zn;巢湖水域基本没有重金属污染，其中仅Hg 元素浓度为地表水Ⅲ类水质，其他几种主要重金属元素均能符合地表水Ⅰ~Ⅱ类标准[ 17 ];而太湖流域的重金属污染综合水平处于安全至中度污染之间[ 5，18-19 ]。Hg，Cu和Zn 这三种元素是太湖流域主要的重金属污染物， 其中Hg 是首要污染物，起决定性作用[ 5 ]。

从长江流域整体来看，Hg，Cd 两种重金属污染对长江流域的影响最大，其中Hg 污染几乎分布于除巢湖之外的整个长江流域，而且在大多数地区为首要或主要污染物;Cd 污染主要分布在长江中上游。Cr 污染主要分布在长江下游干流地区;Cu 污染主要分布在长江下游及鄱阳湖、太湖，且呈现地域性分布。

03 长江流域重金属污染风险分析

长江流域重金属污染风险包括长江干流水体中的重金属对人类健康的风险和长江近岸沉积物重金属的生态风险两个方面。

(1) 风险评价标准与方法

我国目前对淡水河流湖泊沉积物尚无明确风险评价标准， 仅有 《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002) 对地表水中的重金属含量进行限制，其将水体中各种重金属浓度分为5 个等级，即一类、二类、三类、四类、五类[ 20 ]。

生态风险评价分析的主要步骤是效应评价与风险表征，由此总结出两类风险分析方法。一类是效应评价方法，包括评估因子法、微宇宙和中宇宙生态系统模拟法和物种敏感性曲线法。另一类风险表征的方法既可做定量分析又可以定性分析。定量分析的风险表征法有商值法与概率法两种。

(2) 长江流域重金属污染对人体健康风险分析

长江是沿岸城市主要的饮用水源，其水质状况对人体的健康具有直接的影响。例如：As，Cd 具有致癌性;Pb 会干扰人体生殖腺的分泌，危害造血功能;Cu，Zn 摄入过量会危害大脑、消化系统。总体来说，长江流域主干河流的重金属污染物不会对人体产生显著的危害，重金属污染物所致的个人健康危害的总风险水平低于国际辐射防护委员会(ICRP) 推荐的最大可接受风险水平[ 21 ]。

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编辑：王媛媛