1.阳逻电厂基本概况
阳逻电厂成立于1993 年4月，地处武汉市阳逻经济开发区，南临长江，北靠京广铁路，东与汉施公路毗邻相接，西距武汉市区20公里。电厂共有6 台火力发电机组，已经实现全部脱硫运行。火电厂的重金属污染主要来自燃煤中的有毒痕量元素及其化合物的排放。此外，本次调查的地点均位于汉施公路两侧，平时车流量较大，这也会对公路两侧的土壤、蔬菜及水体造成一定程度的重金属污染。本书以华能阳逻电厂四周的土壤、蔬菜及水为研究对象，测得其重金属Cd、Cu、Zn、Cr、Pb的含量。
2.阳逻电厂周边调查情况
本次调研于2011年4月24日进行首次采样，主要采样地点是位于电厂南面的柴泊三村。据当地村民介绍，该村位于阳逻电厂和湖北亚东水泥公司中间，常年受颗粒粉尘的困扰，且近年来村里患癌症的人数较前几年有所提高。该村农作物的灌溉用水主要为生活废水及雨水，据了解，居民的生活废水包含各种洗涤剂、农药，成分非常复杂。此外，柴泊湖的一条支流沿着电厂南面流入柴泊三村，该支流上有两个排放口，一个排放口水质较为浑浊，旁边有鱼类死亡，另一个排放口水质清澈，周边生物生长正常。与此同时，还对仅靠电厂50米的鱼塘水样进行了取样，该鱼塘为人工湖，无外来水源，主要依靠降雨和地下水渗透。
2011年5月20 日进行了第二次采样，以电厂东面为总体方向，沿电厂东面有一较大的鱼塘，距电厂垂直距离20余米，周围种有少量农作物，但其种植土壤主要从其他地方运送而来，非原始土壤。距电厂50米种植有小面积的农作物，当地村民用井水做灌溉用水和生活用水。在距离鱼塘不远处有一较大的人工池塘，具体作用不详，其主要水源为汉施公路对面的柴泊湖水渗透和降雨。在电厂南面垂直距离约150米处（中间被汉施公路隔开）种植有大面积的农作物，据当地农民介绍，该片农作物主要用于对外销售，因此使用农药的频率较其余采样点较高。此外，该采样面的粉尘影响较南采样面更大，除了电厂和水泥厂的影响之外，还有汉施公路车辆的影响，患咳嗽等咽喉疾病的农民人数较多。
2011年8月31日进行了最后一次采样，主要为电厂西面的武湖一村和杨柳村。该采样面的蔬菜种植主要用于自家食用，不用于对外销售，且没有较大河流流入该村，当地居民主要使用自来水进行灌溉。此外，该地居民对当地环境的评价与上述两个采样面相一致，主要为空气颗粒物污染。
3.样品采集具体位置（如表1.18所示）
表1.18 样品采集具体位置分布
（二）调研结果
1. 电厂东面重金属污染分析
（1）电厂东面土壤重金属分析
经检测，阳逻地区的土壤pH 值为7.37，呈弱碱性，可将湖北省土壤环境背景值作为一级标准、《土壤环境质量标准（修订）》（GB 15618—2008）二级标准值作为二级标准，进而得出电厂东面土壤重金属的单因子污染指数和内梅罗综合污染指数。由表1.19可知，土壤中的Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Hg含量均超过了湖北省土壤环境背景值，Cd、Cr、Hg的含量超过了国家二级标准值。其中Cd的污染最为严重，最高的浓度达到了1.371mg/kg，单因子污染指数达到了3.428，属于严重污染水平；此采样面还受到Cr、Hg的轻微污染；而Cu、Zn、Pb的含量均在国家二级标准要求内，处于安全水平。该采样面的内梅罗综合污染指数为2.574，污染等级为中污染，表示该土壤已经受到中度污染，已不适合种植农作物。从元素角度分析，该采样面重金属污染程度为Cd＞Cr＞Hg＞Zn＞Cu＞Pb。
表1.19 电厂东面土壤重金属含量（mg/kg）及单因子污染指数
注：编号参照表1.18。
（2）电厂东面水体重金属分析
由表1.20可知，根据《农用灌溉水质标准》（GB 5084—2005），电厂东面的灌溉用水整体情况较好，除了元素Cd以外其余被测元素含量均在国家标准以内。其中Cd的最高单因子污染指数也仅为1.3，属于轻污染水平。重金属Cu 的含量很低，均未达到仪器的检出限。元素Zn、Cr、Pb、 Hg均符合农用灌溉水质标准。总体而言，该采样面的内梅罗综合污染指数为0.964，属于清洁范围内。但此数据仅适用于农用灌溉水，与地表水相比，该采样面的水质仅到达Ⅳ类水质标准，主要适用于一般工业用水区和人体非直接接触的娱乐用水区，不能将其作为日常饮用水，若长期饮用必将对人体造成危害。
表1.20 电厂东面水体重金属含量及单因子污染指数
注：编号参照表1.17。
（3）电厂东面蔬菜重金属分析
蔬菜中重金属安全评价标准采用《中华人民共和国食品卫生评价标准》，并对照国家食品卫生标准限值得出蔬菜中各重金属元素的超标率。由表1.21 可知，该采样面的蔬菜中重金属Cd、Pb 的含量远远高于国家食品卫生标准的限制，其中4号采样Cd超标率达到了381%，已不能食用。此外，该采样面蔬菜中的Cr、Hg含量也略微超标，但超标率不大，若即时采取措施仍可食用。Zn、Cu的含量较低，均在标准之内，尤其是元素Cu，其含量远低于标准限值，处于安全水平。该采样面蔬菜中重金属的主要污染元素是Cr和Pb，需即时采取化学措施来降低土壤中这两种元素的含量来保证附近居民的生命健康与安全。
表1.21 电厂东面蔬菜重金属含量及超标率
注：编号参照表1.17。
2. 电厂南面重金属污染分析
（1）电厂南面土壤重金属分析
由表1.22可以得出，该采样面土壤中的重金属均高于湖北省背景值，但其含量与土壤环境质量标准中的二级标准较为接近。元素Cd、Cr、Pb、Hg的含量略高于土壤质量二级标准，属于轻度污染，尚不会对人体造成严重危害。而Cu、Zn 含量都低于国家标准，处于安全水平。总体而言，该采样面的土壤重金属含量较上一采样面较低，其内梅罗综合污染指数仅为1.292，污染等级为轻度，土壤已经开始受到污染，应及时采取措施来防治重金属含量继续升高，否则将对生态造成危害。
（2）电厂南面水体重金属分析
由表1.23可以看出，该采样面的灌溉用水水体总体情况较为乐观。其中1号样元素Cd的含量最高为0.01mg/L，单因子污染指数为1.0。虽然相对于灌溉用水已经达标，但其地表水水体质量仅为Ⅳ级，不可用于日常饮用。元素Hg的含量波动幅度较大，检测限为0.00009～0.00037m g/L，总体浓度较低，最高的单因子污染指数值仅为0.37。该采样面水体中Cu的含量非常低，1号样和5号样均未检出铜元素，其余两个样品也达到了一级地表水的标准。元素Zn含量也非常低，符合地表水一级标准。不同水样中元素Pb的含量相差较大，1号水样未检出，而4号水样则接近灌溉水体质量标准的上限。Cr的含量与Pb较为相似，波动较大，但整体仍处于清洁范围内。该采样面的内梅罗综合污染指数为0.755，与东采样面一样属于清洁水平，相较于东采样面更为清洁，但此类水也仅适用于灌溉，不得被人体摄入或与人体有其他相关接触。
表1.22 电厂南面土壤重金属含量及单因子污染指数
注：编号参照表3-1。
表1.23 电厂南面水体重金属含量及单因子污染指数
注：编号参照表3-1。
（3）电厂南面蔬菜重金属分析
由表1.24可知，蔬菜中Cu、Zn 的含量都非常低，均低于国家标准，2号样含量过低而未被检出。在被测元素中，Pb在蔬菜中的相对含量是所有被测元素中最高的，其最高超标率达到了349.67%，若长期食用此蔬菜会造成“血铅”并影响人的中枢神经系统。Hg的含量波动较大，检测限为0.0086～0.031mg/kg，这与不同植物对重金属的吸收能力不同相关。蔬菜中Cd 的含量也远远超过国家重金属限量指标，最高超标率为276%。Cr的含量较国家重金属限量指标略高，除3号样达标外其余两个样品超标率均在50%以内。该采样面蔬菜中Cr、Pb含量远远超过了国家重金属限量指标，根本不能食用。尤其是1号菜样，已经达到了严重污染的水平，若摄入人体必将对人体造成较大的危害。
表1.24 电厂南面蔬菜重金属含量及超标率
注：编号参照表1.17。
3.电厂西面重金属污染分析
（1）电厂西面土壤重金属分析
由表1.25可知，该采样面的重金属浓度实测值均高于湖北省土壤背景值，但每个样品的单因子污染指数均在2.0以内，相较于电厂东面采样点，其土壤质量有了较大程度的改善。其中，Cu、Zn、Pb的单因子污染指数都小于1.0，为安全状态。除3号样的Cd含量略低于国家土壤环境二级标准值，其余样品的Cd、Cr指标均稍高于国家土壤环境二级标准。相对而言，该采样点的Hg含量最高，最高浓度为0.661mg/kg，为国家标准的1.653 倍。该采样点的内梅罗综合污染指数为1.362，属于轻度污染，对人体及生态环境的影响相对而言不是很大。(www.xing528.com)
表1.25 电厂西面土壤重金属含量及单因子污染指数
注：编号参照表3-1。
（2）电厂西面蔬菜重金属分析
由表1.26可以得出以下结论：Cu的含量与前面几个采样面一样，都非常低，三个样品的含量都在国家标准范围内，1 号样和2号样因为Cu元素含量过低而未被检出。在所有被测元素中，Cr的相对含量较高，其超标率均在50%上下浮动。Cd的含量波动较大，从0.156～0.509mg/kg不等，最高超标率达154.5%，而2 号样则是处于安全水平。被测蔬菜中Zn 的含量分布较为平均，除2号样略超过国家标准的20mg/kg外其余两个样品都在安全范围内。元素Pb、Hg的浓度也在中等污染水平。相对于前面两个采样面而言，电厂西面的蔬菜重金属含量总体情况较好，除元素Cr均有小范围超标外其余元素都有个别样品达标，需加强对Cr的治理来保证附近居民的生命健康与安全。
表1.26 电厂西面蔬菜重金属含量及超标率
注：编号参照表1.17。
（三）本次调研小结
阳逻电厂周边土壤、水体、蔬菜重金属（Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Hg）污染状况研究结果表明：
（1）本试验所调查的电厂三个方向的土壤和蔬菜受到了不同程度的重金属污染，灌溉用水的总体情况较好，其内梅罗综合指数均在1.0以内。各个采样面土壤的内梅罗综合污染指数均在1.0 以上，最高的达到了2.786。蔬菜的重金属总体超标率都达到了100%以上，东采样面甚至达到280.59%，根本不能食用。从采样面上看，东采样面的污染最为严重，主要原因是该采样面距离电厂最近，紧靠汉施公路，汽车在行驶过程中会排放Pb 等重金属元素，且东采样面还建有湖北亚东水泥公司，水泥生产中排放的废气含有一定量的Cr，这也在一定程度上加重了东采样面的污染。南采样面因为其与电厂被柴泊湖的支流隔开，所以其受到电厂的影响较小。西采样面虽然紧邻电厂，但与其相邻的是电厂的生活区，且该采样面的土壤多为当地居民从他处搬运而来，非天然土壤，所以该点各重金属内梅罗综合污染指数相对较小。各采样面综合污染顺序为：东采样面＞南采样面＞西采样面，其中东采样面和南采样面属于中度污染，西采样面属于轻度污染。
（2）所有土壤样品中被测重金属元素的含量均超过湖北省土壤背景值，结合图5-3可知，重金属Cd的污染最为严重，而Cd污染主要集中在东采样面，其单因子污染指数达到了3.096，为重度污染，主要原因是电厂东面大面积种植粮食作物，当地居民长期使用含Cd磷肥和农药引起的，而其余两个采样面的土壤则是小面积种植作物，供自家使用，化肥的使用量也相对较少。以《土壤环境质量标准》（GB 15168—1995）为评价标准，重金属Cu、Zn的平均含量均未超出二级土壤标准限量。元素Pb除了南采样面处于轻度污染水平外，其余采样面均在安全范围内，这主要是南采样面建有一条道路专供水泥厂运送原料，平时车流量大，汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤［14］，这导致了南采样面的Pb含量明显高于其余两个采样面。各采样面Hg的含量差异不大，这主要是由风向决定，研究认为：大气中的汞排放主要来源于燃煤燃烧，而阳逻电厂就是典型的燃煤型电厂。阳逻地区夏季风向偏南，冬季偏北，春秋两季则介于两者之间，而本次试验采样时间在5月至8月间进行，因此各个采样面的汞浓度相差无几。三个采样面的Cr含量均在安全范围内，除了南采样面略高，这主要是因为水泥工业产生的废气会带来少量的Cr沉积。
（3）由上文数据结合图5-4可知，阳逻电厂东采样面和南采样面的水体中除元素Cd属于轻度污染外，其余被测元素含量均在农业灌溉用水国家标准范围内。但相对于地表水三级质量标准而言，污染最为严重的是Hg，其含量都远远超过水体三级标准。这主要有以下两个原因：一是上文提及的电厂在燃煤过程中排放出的含汞废气和颗粒态汞尘落到被测水体里；二是当地居民对农作物进行污水灌溉以及使用含汞农药，这些汞通过地表径流转移到水体［15］。相较于元素Hg，重金属Pb 的含量在两个采样面的浓度差距比较大，在东采样面的内梅罗综合污染指数仅为0.47，在南采样面则达到了0.753，这主要原因是南采样面不仅靠近电厂和公路，还有一条上文提及的专供水泥厂运送原料的道路，车流量大导致Pb排放量高。元素Cd是造成阳逻电厂周边水体污染的最主要元素，主要原因还是当地居民使用含Cd磷肥。而南采样水体中Cr的含量也高于东采样面，其主要原因还是水泥厂的废气排放。此外，在南采样面还堆放有大量的生活垃圾，垃圾渗滤液中也含有一定量的重金属元素，可通过雨水冲刷等方式渗透到附近水体。因此，Cd、Pb、Cr是造成南面水体污染的主要原因。
（4）蔬菜重金属污染是最为严重，而这也是最关乎人体健康的。由图5-5可以知道Cd、Pb的污染是所有被测元素中最严重的。蔬菜中Pb的超标主要原因是样品均采集于车流量大的公路旁，而一些研究表明，叶菜类蔬菜叶表面对汽车尾气和路面灰尘中微颗粒重金属有较强的吸附能力［18］，这就解释了为什么蔬菜中含有大量的Pb。Cd 的含量在三个采样面有逐级递减的趋势，其根本原因还是与磷肥的使用量有关。上文已经提到过，东采样面大面积种植农作物，主要用于对外销售，南采样面则是几户人家一起种植，而西采样面是零散地种植粮食作物供自己使用，无需使用过多化肥。Cu、Zn含量与土壤、水体方面一样，均处于安全范围内。其他被测元素中，Hg的污染等级在中度污染左右，这主要是和电厂排放烟气有关。元素Cr的超标率均在100%以内，属于轻度污染水平，原因不仅是水泥厂排放的含Cr烟尘造成，还因为居民使用生活污水进行灌溉。然而，蔬菜不同，其对重金属的富集能力也不尽相同，因此不能将蔬菜的重金属污染单纯地与土壤、水体挂钩，还应考虑蔬菜的生理特性、生长期长短以及对污染物的敏感程度。
（四）结论
阳逻电厂周边土壤、水体、蔬菜的重金属（Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Hg）污染状况研究结果表明：
（1）在电厂长期运营、周边交通状况发达、农民使用大量化肥的情况下，阳逻电厂周围已经发生了不同程度的重金属污染，按采样面划分，电厂东面的污染最为严重；按元素划分，Cd 污染最为严重；按污染介质划分，蔬菜的污染最为严重。
（2）在所有的土壤样品中，Cd 污染最为严重，Hg 污染次之，Cr、Pb含量除个别采样点超过国家标准外，其余均处于正常水平，Zn、Cu 含量均在安全范围内。
（3）在水体被测指标中，因农田灌溉水质标准规定的水质要求较低，所以所有采样面的内梅罗综合污染指数都在1.0以内，属于清洁水平，但对于地表水质量标准而言，电厂周边的水均不适合饮用。相对而言，元素Cd 的内梅罗综合污染指数最高，Pb、Cr次之，Zn、Cu含量与土壤中含量一样浓度都极低。
（4）被测样品中，东面的蔬菜样品受到地重金属污染最为严重，尤其是重金属Cd、Pb、Hg，其超标率达到了200%甚至更多，最高的为333.63%，不适合人类食用。南采样面和西采样面蔬菜的超标率也居高不下，必须及时采取措施防止污染扩散进而伤害周面居民的生命健康。
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