在黄河“几字弯”的西北角，宁夏平原的灌溉渠网如同血管般滋养着万亩良田。然而，这片“塞上江南”的地下正暗藏危机：最新研究显示，黄河流域宁夏段地表水中铊（Tl）和汞（Hg）污染风险突出，北部灌溉区重金属浓度超背景值2-6倍，20%水样综合污染指数超标。2025年发表于《环境科学与工程前沿》的研究首次绘制了宁夏重金属污染三维图谱，揭开了这片沃土下的生态警报。

重金属的“隐形战”：铊超标71倍，汞潜伏灌溉区

研究团队在宁夏段49个监测点采集了雨季（2022年8-9月）和旱季（2023年3-4月）的水体与沉积物样本，检测13种重金属后发现：

• **铊（Tl）**成最大隐患：旱季平均浓度达1.50μg/L，最高值71.22μg/L超WHO标准712倍，集中出现在平罗县和惠农区工业带；
• **汞（Hg）**次之：旱季浓度较雨季激增3倍，最高值1.36μg/L超国标13倍，与燃煤电厂分布高度重合；
• **锰（Mn）、锶（Sr）**沉积物富集：北部沉积物中锰浓度达1319mg/kg，锶在青铜峡监测点飙升至2032mg/kg，疑与电解锰产业废渣渗漏相关。

令人警惕的是，18%雨季水样和20%旱季水样综合污染指数（PN）显示中度污染。石嘴山、银川工业区周边监测点污染等级最高，农田灌溉水中的重金属正通过作物进入食物链。“铊被称为‘完美毒药’，0.5克即可致命；汞会损伤神经系统，这些‘隐形杀手’正在威胁600万宁夏居民。”论文通讯作者刘登超指出。

污染源“指纹鉴定”：PMF模型锁定三大元凶

研究采用正定矩阵分解（PMF）和主成分分析（PCA），如同给污染物做“DNA检测”，精准溯源：

1. 农业面源污染贡献率37%：铜（Cu）、铬（Cr）主要来自化肥农药，北部灌区土壤中镍（Ni）浓度超背景值3倍，与长期施用磷肥密切相关；
2. 工业排放占比29%：平罗工业园区周边铊、汞浓度断层领先，燃煤电厂和金属冶炼厂是主要排放源，电解锰废渣中钴（Co）渗漏导致青铜峡监测点锰超标66%；
3. 交通尾气占21%：铅（Pb）、锑（Sb）沿公路梯度分布，青银高速沿线沉积物铅浓度达52.68mg/kg，轮胎磨损释放的镉（Cd）在旱季浓度翻倍。

研究还发现季节性差异：雨季农田径流将砷（As）、锌（Zn）冲入河道，浓度较旱季高2-5倍；而旱季大气沉降使汞、铊在低速水流中富集。“这解释了为何工业区旱季污染更严重——就像慢火炖汤，毒性逐渐浓缩。”项目组成员王梦璐解释道。

沉积物：重金属的“定时炸弹”

对沉积物的分析揭示了更深层危机：

• 锰、锶、铬成沉积物“三巨头”：平均浓度分别达776mg/kg、448mg/kg和151mg/kg，北部灌区沉积物污染负荷指数（PLI）超南部3.4倍；
• 生态风险升级：汞的沉积物地累积指数（Igeo）最高达4.43，属于严重污染水平，在干旱少雨条件下可能重新释放至水体；
• 食物链放大效应：实验显示，沉积物中镉的生物有效性是土壤源的2.8倍，易被水稻根系吸收并富集至籽粒。

“沉积物就像重金属的‘储蓄账户’，一旦环境酸碱度或温度变化，这些毒素就会‘提现’进入生态循环。”参与研究的捷克专家Mohammadtaghi Vakili警告道。

治理破局：从“末端拦截”到“源头狙击”

研究团队提出三维治理方案：

1. 工业精准控源：在平罗、惠农工业区建设重金属在线监测网，强制电解锰企业安装废渣渗滤液回收装置，目标到2030年铊排放削减60%；
2. 农业绿色转型：推广纳米缓释肥料替代传统磷肥，预计可使灌区土壤镍负荷降低45%；
3. 沉积物修复：在青铜峡等热点区域试点微生物修复技术，利用硫氧化菌固化重金属，已在实验室实现汞活性降低72%。

宁夏大学地理与规划学院院长马成表示：“我们正联合沿黄9省建立重金属联防联控平台，未来通过卫星遥感+地面传感，实现污染源实时追踪。”

未来挑战：气候变化加剧污染扩散

研究预测，随着西北地区暖湿化加剧，极端降雨事件可能将沉积物中的重金属大量释放。2024年黄河调水调沙期间，石嘴山段汞浓度瞬时升高3.8倍的监测数据已敲响警钟。

“这不是一场速决战，”刘登超强调，“但通过科学溯源和精准治理，我们有信心让母亲河重现清澈。下一步将在河套灌区布设500个生物传感器，动态监控重金属迁移路径。”

此刻，宁夏平原的麦浪依旧翻滚，但科学的眼睛已穿透土壤，看清了那些潜伏的危机。这场与重金属的较量，不仅是技术的突围，更是对生态文明的庄严承诺。

来源: FESE Message