萬峰湖周邊土壤汞污染現(xiàn)狀與風(fēng)險評價

楊洋　程星　黃婉玉

摘 要：為了解萬峰湖周邊土壤中汞污染現(xiàn)狀和環(huán)境風(fēng)險，對13個不同位置土壤中汞含量進行了測定分析，并用地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法綜合研究和評估了土壤中總汞的污染水平和生態(tài)風(fēng)險。結(jié)果顯示，13個采樣點土壤中汞含量差異較小，土壤汞含量為0.004～0.618mg·kg-1，平均含量為0.141mg·kg-1，僅三江口和吉隆土壤汞含量超過貴州土壤汞背景值。地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法顯示萬峰湖周邊土壤總體無汞污染，潛在生態(tài)風(fēng)險很低。

關(guān)鍵詞：汞污染；土壤；萬峰湖；風(fēng)險評價

中圖分類號 X825 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）06-96-03

Status and Risk Evaluation of Mercury Pollution in Soil around the Wanfeng Lake

Yang Yang1 et al.

（1Deparment of Geographic and Environmental Science，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China）

Abstract：In order to realize the pollution status and environmental risk of soil mercury around the Wanfeng Lake，this thesis measures and analyzes the content of soil mercury located in 13 different positions.The geo-accumulation index method and the potential ecological risk index were used to research and evaluate comprehensively the pollution levels and ecological risk of the mercury in soil.The results showed that there were little difference among the contents of soil mercury，ranged from 0.004～0.618mg·kg-1，in the soil of 13 sampling points，and the average content was 0.141mg·kg-1.However，only the contents of soil mercury in San Jiangkou and Ji Long exceed its background value of Guizhou.Therefore，the geo-accumulation index method and the potential ecological risk index method showed that there is no mercury pollution in soil around the WanFeng Lake，and its potential risk is much lower.

Key words：Mercury pollution；Soil；The Wanfeng lake；Risk assessment

土壤是重金屬的重要匯集源[1]，重金屬進入土壤環(huán)境后難以被降解，通過食物鏈等途徑進入生物體內(nèi)并不斷富集，直接或間接地對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成危害。湖泊周邊土壤中賦存的重金屬在土壤可溶性有機質(zhì)的作用下，可以緩慢的發(fā)生土壤-水界面的遷移過程，從而造成水體中的重金屬非點源污染。汞是唯一在常溫下呈液態(tài)并易流動的重金屬，具有持久性、生物富集性和劇毒性等特點，是全球性環(huán)境污染物之一[2-3]。貴州是我國汞礦的主要產(chǎn)地，汞礦在給當(dāng)?shù)貛斫?jīng)濟效益的同時，也造成嚴重的汞污染[4]。萬峰湖位于貴州省黔西南州興義市和安龍縣境內(nèi)，地理位置為東經(jīng)104°31′～105°01′，北緯24°37′～25°23′，是黔、滇、桂3省區(qū)交界處，是由國家重點工程天生橋一級電站大壩將南盤江攔截而形成的水庫，屬珠江流域上游區(qū)，擔(dān)負著珠江流域沿江城市生活飲用和工農(nóng)業(yè)用水的供水。目前，萬峰湖的研究主要集中在湖泊富營養(yǎng)化上，而對于該地環(huán)境介質(zhì)中汞污染的研究鮮有報道。鑒于汞的遷移性和富集性，筆者對萬峰湖周邊土壤中汞的污染現(xiàn)狀進行了測定分析，并進行了風(fēng)險評價，以期為進一步研究萬峰湖環(huán)境中汞污染提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與制備 2014年2月赴萬峰湖周邊地區(qū)進行土壤采集，以萬峰湖主航道為主線，從上游三江口到下游紅村碼頭采集13個周邊土壤（采樣點見圖1）。每個樣品自表層土壤（0～20cm），以四分法進行采集，封存于聚乙烯袋內(nèi)。采集回的樣品置于陰涼處自然風(fēng)干，剔除土樣中的動植物殘體、石子等雜質(zhì)，經(jīng)四分法縮分，研磨后過100目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 樣品處理與分析測定 稱取土樣0.2g（精確至0.000 1g）于50mL具塞比色管中，加入10mL王水（HCl∶HNO3=3∶1），混勻，沸水浴消解2h，并不時進行搖勻。冷卻至室溫后用水定容至50mL，搖勻。放置過夜取上清液，用AF-640型原子熒光光譜儀進行測定樣品中的汞含量。所用化學(xué)試劑為優(yōu)級純或分析純，水為超純水。

1.3 質(zhì)量控制與質(zhì)量保證 為了保證分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在分析土樣的同時，采用完全相同的分析程序測定土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ESS-3（GSBZ50013-88）中的汞含量。同時測定實驗空白，并按10%的比例隨機測定樣品平行樣，平行樣分析結(jié)果相對偏差均低于10%。

2 結(jié)果與分析

2.1 萬峰湖周邊土壤汞污染現(xiàn)狀 萬峰湖周邊土壤中的汞含量見表1。由表1可知，其值在0.004～0.618mg·kg-1，平均含量為0.141mg·kg-1，其中最大值在三江口，最小值在歪染和革步。貴州土壤中汞的背景值[5]為0.158mg·kg-1，13個采樣點的土壤汞含量為背景值的0.026～3.912倍，由圖2可知，除三江口和吉隆超過土壤汞含量背景值外，其余均未超過，超標(biāo)率為15%。萬峰湖周邊土壤中汞含量分布無明顯規(guī)律，上游三江口和下游吉隆周邊土壤汞含量高于其他樣點，分析原因可能是汞污染來源不同所致。三江口位于主航道上游，是支流的匯合點，污染物匯集此處，致使該地周邊土壤汞含量高于其他點；吉隆周邊是耕種地，含汞農(nóng)藥和化肥的施用也會造成汞污染。此外，周邊居民使用含汞燃煤或是排放含汞廢水廢渣等也會導(dǎo)致各樣點中汞含量的不同。

2.2 萬峰湖周邊土壤汞的風(fēng)險評價 鑒于德國學(xué)者Muller提出的地累積指數(shù)法（Geo-accumulation Index） [6]與瑞典地球化學(xué)家Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法（The Potential Ecological Risk Index） [7]，分別考慮到汞的土壤地球化學(xué)行為和環(huán)境毒素，能較為合理的反映萬峰湖周邊土壤中汞的污染程度和潛在生態(tài)風(fēng)險。根據(jù)萬峰湖周邊土壤中汞含量的實測值，采用地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對研究區(qū)汞污染進行綜合評價。

2.2.1 地累積指數(shù)法 地累積指數(shù)法反映萬峰湖土壤中汞的污染程度，其計算方法為：

[Igeo=log2Ci/kBi]

式中：Igeo為Hg的地累積指數(shù)；Ci為土壤中Hg的實測值；Bi為土壤中Hg的地球化學(xué)背景值（以貴州土壤汞背景值為參比值，即Bi=0.158mg·kg-1）[5]；k為考慮到造巖運動可能引起的背景值變動而取的系數(shù)，一般取1.5[6]。

地累積指數(shù)法評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。由表2可知，85%的采樣點地累積指數(shù)小于0，沒有污染；15%的采樣點達到偏中度污染，包括三江口和吉隆。研究區(qū)地累積指數(shù)Igeo平均值為-2.143，在Igeo≤0范圍內(nèi)，表明研究區(qū)總體屬無污染。

2.2.2 潛在生態(tài)危害指數(shù)法 潛在生態(tài)危害指數(shù)法能對研究區(qū)汞的潛在生態(tài)風(fēng)險進行評價，其計算方法為：

[Er=Tr?Ci/C0][]

式中：Er為Hg的潛在生態(tài)危害系數(shù)；Ci為土壤中Hg的測定值；C0為Hg的參比值（以貴州土壤汞背景值為參比值，即C0=0.158mg·kg-1）；Tr為汞的毒性系數(shù)（Tr=40）[7]。

潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。由表2顯示的潛在生態(tài)危害指數(shù)，除三江口和吉隆外，其余采樣點的潛在生態(tài)危害指數(shù)都小于40，處于低生態(tài)風(fēng)險；三江口和吉隆采樣點達到重度潛在生態(tài)危害。研究區(qū)潛在生態(tài)危害指數(shù)Er平均為35.720，低于40，說明研究區(qū)土壤中汞的潛在生態(tài)風(fēng)險很低。

總體來說，地累積指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)所得的結(jié)果一致，萬峰湖周邊土壤中無汞污染，潛在生態(tài)風(fēng)險很低。由于實驗的有限性，僅對研究區(qū)土壤中的總汞進行了風(fēng)險評價，未研究不同形態(tài)汞對環(huán)境造成的生態(tài)風(fēng)險。由于不同形態(tài)的汞生物有效性和環(huán)境毒性迥異，所以會在評價土壤汞的生態(tài)風(fēng)險上存在一定的局限性[8-9]。

3 結(jié)論與討論

（1）萬峰湖周邊土壤中汞含量差異不大，汞含量范圍值在0.004～0.618mg·kg-1，平均含量為0.141mg·kg-1。除三江口和吉隆外，其余樣點土壤中汞含量均未超過貴州土壤汞背景值。萬峰湖周邊土壤中部分汞污染有可能來源于大氣汞的干濕沉降、人類活動中含汞農(nóng)藥和化肥的施用以及廢水和廢渣的排放等。

（2）采用地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對萬峰湖周邊土壤中汞污染的生態(tài)風(fēng)險進行評價，得到的評價結(jié)果一致，即三江口和吉隆汞污染偏中度，潛在生態(tài)風(fēng)險為重度，其余樣點無汞污染，潛在生態(tài)風(fēng)險低。整體來說，萬峰湖周邊土壤無汞污染，潛在生態(tài)風(fēng)險很低。

參考文獻

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[6]Muller G.Index of geo-accumulation in sediments of the Rhine River [J].Geojournal，1969，2（3）：108-118.

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[8]李永華，王五一，楊林生，等.湘西多金屬礦區(qū)汞鉛污染土壤的環(huán)境質(zhì)量[J].環(huán)境科學(xué)，2005，26（5）：187-191.

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（責(zé)編：張宏民）