五大連池農(nóng)田區(qū)天然露頭泉污染情況研究

姜明月，張文天，魏曉雪，謝振華

(黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所，哈爾濱 150001)

0 引言

五大連池天然礦泉是馳名中外的世界名泉，在民間已有上千年的醫(yī)用、飲療和洗療歷史，對(duì)康復(fù)療養(yǎng)和人類健康長(zhǎng)壽具有神奇的功效。調(diào)研天然礦泉分布顯示，近2/3的天然礦泉處于農(nóng)田、村屯或旅游區(qū)附近，易受到生活垃圾、施肥、農(nóng)藥、燃油燃燒等人為因素造成的污染，將直接影響污染天然礦泉的水質(zhì)。目前是否受到污染、污染情況及需要采取保護(hù)措施等問(wèn)題尚未解決，因此需要深入研究，確定污染物類別及污染狀況等，為后期研究工作指引方向。

對(duì)五大連池風(fēng)景區(qū)內(nèi)農(nóng)田區(qū)天然露頭泉進(jìn)行污染狀況研究，分析其污染指標(biāo)、污染物類別，為后期確定本地區(qū)礦泉有機(jī)污染源、控制污染源排放及相關(guān)保護(hù)和治理提供數(shù)字和理論依據(jù)，更為今后整個(gè)五大連池地區(qū)礦泉污染及修復(fù)工作研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)選擇及樣品采集

選擇已探明有代表性的五大連池地區(qū)天然礦泉3個(gè)泉眼進(jìn)行實(shí)地污染調(diào)查，其均在農(nóng)田附近，自涌量大，受農(nóng)田影響明顯，周圍環(huán)境相似。采樣時(shí)間為2019年6月。

表1 天然礦泉位置及概況Tab.1 Location and general situation of natural mineral springs

1.2 試驗(yàn)方法

有機(jī)物種類、特征等采用GC-MS方法檢測(cè)。COD采用重鉻酸鉀分光光度法檢測(cè)。BOD采用標(biāo)準(zhǔn)稀釋與接種法檢測(cè)。總氮選用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法。總磷采用過(guò)硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)田區(qū)天然露頭泉水體指標(biāo)

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》( GB 3838-2002)水平，三處泉眼雖然地處農(nóng)田附近，距離均不超過(guò)10 m，然而整體水質(zhì)較好，其中氨氮、COD、BOD5三項(xiàng)指標(biāo)可達(dá)到Ⅰ類水平，符合源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)要求；總磷達(dá)到Ⅱ類水平，符合集中式生活飲用地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚(yú)蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)索餌場(chǎng)等要求；總氮介于Ⅱ-Ⅲ類水平，符合集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)水平。因此，三處天然露頭泉均可作為本地區(qū)飲用水源，當(dāng)?shù)鼐用褚仓苯觼?lái)此提水飲用。

2.2 農(nóng)田區(qū)天然露頭泉水體有機(jī)物構(gòu)成

總體上看，三處泉眼均不存在明顯的農(nóng)藥殘留，各類鏈烷烴占比較大，酯類、酸類以及胺類種類較少。

東興西南與合心窩棚均有14種有機(jī)物，青石西溝子泉眼處有16種有機(jī)物。而三處泉眼共有的有機(jī)物為正十六烷、正二十一烷等共計(jì)10種，其中芥酸酰胺的占比在三處泉眼均是最高。玉米田、大豆田施肥與農(nóng)藥殘留遷移轉(zhuǎn)化在當(dāng)季并未對(duì)天然露頭泉造成明顯影響。合心窩棚與青石西溝子兩處天然露頭泉都在大豆田附近，檢測(cè)出更為相似的有機(jī)物達(dá)12種。

圖1 五大連池農(nóng)田區(qū)天然露頭泉水體指標(biāo)Fig.1 Water indicators of natural mineral springs near WudaLianchi farmlands

表2 東興西南天然露頭泉有機(jī)物Tab.2 Natural mineral spring organic matter in southwest Dongxing

東興西南天然露頭泉處占比前三位的有機(jī)物分別為：芥酸酰胺(22.73%)、鄰苯二甲酸酯(10.96%)和正二十一烷(7.32%)，占總比的41.01%。其余有機(jī)物共計(jì)占比37.07%(余者因匹配度過(guò)低不被計(jì)算在內(nèi))。直鏈烷烴5種占比18.75%，酯類3種共占19.46%，含硅有機(jī)物3種占比7.67%。

表3 合心窩棚天然露頭泉有機(jī)物Tab.3 Organic compounds of natural mineral springs in Hexinhuapeng

合心窩棚處占比前三位的有機(jī)物分別為：芥酸酰胺(20.63%)、正二十一烷(13.70%)和鄰苯二甲酸酯(12.24%)，占總比的46.57%。其余有機(jī)物共計(jì)占比30.93%(余者因匹配度過(guò)低不被計(jì)算在內(nèi))。直鏈烷烴6種占比27.13%，酯類3種共占21.55%，含硅有機(jī)物2種占比3.72%。

表4 青石西溝子天然露頭泉有機(jī)物Tab.4 Organic compounds in natural mineral springs of Qingshi Xigou

青石西溝子處占比前三位的有機(jī)物分別為：芥酸酰胺(42.66%)、鄰苯二甲酸酯(7.17%)和正二十一烷(5.16%)，占總比的54.99%。其余有機(jī)物共計(jì)占比27.26%(余者因匹配度過(guò)低不被計(jì)算在內(nèi))。直鏈烷烴5種占比15.43%，酯類共3占13.84%，含硅有機(jī)物2種占比3.17%。

石油和天然氣是烷烴主要來(lái)源[1-2]。環(huán)境中，廣泛存在的正直鏈烷烴是一類具有致癌性的有機(jī)污染物[3],結(jié)果中，三處泉眼烷烴類有機(jī)物種類較多，占比均不是很大，來(lái)源可能為大氣氣溶膠中和農(nóng)業(yè)耕作時(shí)的車輛尾氣等。從毒性與生態(tài)學(xué)角度看，三處泉眼的烷烴有機(jī)物通常對(duì)水是不危害的或者可能有危害，對(duì)水體應(yīng)給予特別注意。又因占比量不大，故而當(dāng)?shù)鼐用裰苯语嬘貌⑽闯霈F(xiàn)中毒事件。

三處泉眼檢測(cè)到的有機(jī)物前三位均是芥酸酰胺、鄰苯二甲酸酯和正二十一烷。其中，正二十一烷通常對(duì)水是不危害的。芥酸酰胺用作熱塑性塑料的內(nèi)脫模劑、防黏劑、分離劑、潤(rùn)滑劑[4-5]，該物質(zhì)經(jīng)FDA認(rèn)證并通過(guò)SGS綠色環(huán)保檢測(cè)，可以用于食品和藥品包裝材料中，是三處泉眼占比最高的有機(jī)物質(zhì)。鄰苯二甲酸酯(PAEs)主要用作聚氯乙烯增塑劑，廣泛用于橡膠、油漆及潤(rùn)滑油等工業(yè)中，屬于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,并且存在于環(huán)境介質(zhì)和生物體內(nèi)[6-7]，會(huì)對(duì)人體健康造成一定威脅[8],可能存在著對(duì)水生生物的潛在危害[9]。

3 結(jié)論

本研究對(duì)五大連池東興西南、合心窩棚與青石西溝子三處有代表性的農(nóng)田附近泉眼進(jìn)行有機(jī)物污染研究發(fā)現(xiàn)，三處泉眼水質(zhì)較好，符合自然保護(hù)區(qū)飲用水指標(biāo)。有機(jī)物無(wú)明顯的農(nóng)藥化肥遷移轉(zhuǎn)化造成的污染，但是水環(huán)境依然存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)已檢測(cè)的有機(jī)物進(jìn)行后續(xù)定量、溯源等研究，并且設(shè)立保護(hù)措施。