重金屬汞對(duì)地下水污染文獻(xiàn)綜述

喬雯

摘要：重金屬進(jìn)入大氣、水、土壤環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)中，通過吸入、飲水等途徑攝入人體，在人體內(nèi)不斷累積，進(jìn)而對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。重金屬 Cr、Cd、Hg、Pb 和 As（其中 As 為類金屬）元素為非生命活動(dòng)所必須元素，對(duì)人類健康危害極大，如，Pb、As 具有致癌致突變作用；Hg 破壞大腦、視力；Cr 會(huì)造成四肢麻木；Cd 導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病，腎功能失調(diào)。因此重金屬在環(huán)境中的分布及其來源分析日益引起環(huán)境科學(xué)工作者的重視。主要介紹了重金屬污染物汞的物理、化學(xué)性質(zhì)、對(duì)地下水的污染情況、個(gè)別地區(qū)對(duì)汞污染的土壤治理及修復(fù)情況以及國內(nèi)外的一些研究進(jìn)程等。

關(guān)鍵詞；汞 地下水 化學(xué)性質(zhì)

一、汞

汞是化學(xué)元素，元素周期表第80位。俗稱水銀。元素符號(hào)Hg，在化學(xué)元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常溫常壓下唯一以液態(tài)存在的金屬（從嚴(yán)格的意義上說，鎵（符號(hào)Ga，31號(hào)元素）和銫（符號(hào)Cs，55號(hào)元素）在室溫下（29.76℃和28.44℃）也呈液態(tài)）。汞是銀白色閃亮的重質(zhì)液體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸也不溶于堿。汞常溫下即可蒸發(fā)，汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒（慢性）。

二、礦藏

汞是自然生成的元素，見于空氣、水和土壤中。

汞是一種劇毒非必需元素，廣泛存在于各類環(huán)境介質(zhì)和食物鏈（尤其是魚類）中，其蹤跡遍布全球各個(gè)角落。

世界汞礦資源量約70萬噸，基礎(chǔ)儲(chǔ)量30萬噸。擁有汞儲(chǔ)量的主要國家及其基礎(chǔ)儲(chǔ)量有西班牙9萬噸，意大利6.9萬噸，中國8.14萬噸，吉爾吉斯斯坦4.5萬噸。世界汞礦床主要分布在特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造帶上。汞礦床主要類型為碳酸鹽型，其次是碎屑巖型和巖漿巖型。其中碳酸鹽型為最主要，占汞礦床的儲(chǔ)量的90%。

汞礦產(chǎn)于下寒武統(tǒng)地層中，產(chǎn)出與富集嚴(yán)格受構(gòu)造、巖石組合及圍巖蝕變等綜合控制。主礦體呈層狀、似層狀，亦有順層透鏡狀的礦體產(chǎn)出，具明顯的層控特征，屬層控型礦床，被公認(rèn)為中國最典型的"層狀汞礦床"，對(duì)國內(nèi)外汞的勘查與研究具有重要意義。礦石單一，以辰砂為主。產(chǎn)出以星點(diǎn)狀、浸染狀為主，次為脈狀、條帶狀。礦石選冶性能良好。

三、遷移與轉(zhuǎn)化

（一）汞循環(huán)是重金屬在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的典型，汞以元素狀態(tài)在水體、土壤、大氣和生物圈中遷移和轉(zhuǎn)化。

（二）汞遷移、轉(zhuǎn)化的主要特點(diǎn)：

（1）汞是在生態(tài)系統(tǒng)中能完善循環(huán)的惟一重金屬。汞排入水中后，通過食物鏈，受汞污染的水中的魚體內(nèi)甲基汞濃度可比水中高上萬倍。

（2）汞循環(huán)顯示復(fù)雜過程包括：顆粒物的遷移；干、濕物的沉降；火山揮發(fā)進(jìn)入大氣；入水沉積污泥中；在細(xì)菌作用下生成甲基汞；進(jìn)入生物體；在生物體內(nèi)累積。

（3）生物甲基化：在微生物的作用下，金屬汞和二價(jià)離子汞等無機(jī)汞會(huì)轉(zhuǎn)化成甲基汞和二甲基汞，這種轉(zhuǎn)化稱為汞的生物甲基化作用。

（4）甲基汞易被人體吸收，排出慢，而且毒性大。這是因?yàn)榧谆兹苡谥愔?；汞在體內(nèi)不易分解，由于其分子結(jié)構(gòu)中有碳-汞鍵不易切斷；是高神經(jīng)毒劑，多在腦部積累。

四.物理性質(zhì)

是在常溫、常壓下唯一以液態(tài)存在的金屬。熔點(diǎn)-38.87℃，沸點(diǎn)356.6℃，密度13.59克/立方厘米。內(nèi)聚力很強(qiáng)，在空氣中穩(wěn)定，常溫下蒸發(fā)出汞蒸氣，蒸氣有劇毒。天然的汞是汞的七種同位素的混合物。汞微溶于水，在有空氣存在時(shí)溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般動(dòng)物植物中都含有微量的汞，因此我們的食物中，都有微量的汞存在，可以通過排泄、毛發(fā)等代謝。

五 化學(xué)性質(zhì)

溶于硝酸和熱濃硫酸，分別生成硝酸汞和硫酸汞，汞過量則出現(xiàn)亞汞鹽。能溶解許多金屬，形成合金，合金叫做汞齊?；蟽r(jià)為+1和+2。與銀類似，汞也可以與空氣中的硫化氫反應(yīng)。汞具有恒定的體積膨脹系數(shù)，其金屬活躍性低于鋅和鎘，且不能從酸溶液中置換出氫。一般汞化合物的化合價(jià)是+1或+2，+4價(jià)的汞化合物只有四氟化汞，而+3價(jià)的汞化合物不存在。

六、檢驗(yàn)方法

1.總汞測定

1.1原子熒光光譜分析法：

原理：試樣經(jīng)酸加熱消解后，在酸性介質(zhì)中，試樣中汞被硼氫化鉀（KBH4）或硼氫化鈉（NaBH4）還原成原子態(tài)汞，由載氣（氬氣）帶人原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態(tài)汞原子被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征波長的熒光，其熒光強(qiáng)度與汞含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

1.2.冷原子吸收光譜法：

原理：汞蒸氣對(duì)波長253.7nm的共振線具有強(qiáng)烈的吸收作用。試樣經(jīng)過酸消解或催化酸消解使汞轉(zhuǎn)為離子狀態(tài)，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中以氯化亞錫還原成元素汞，以氮?dú)饣蚋稍锟諝庾鳛檩d體，將元素汞吹人汞測定儀，進(jìn)行冷原子吸收測定，在一定濃度范圍其吸收值與汞含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

1.3.硫腙比色法：

原理：試樣經(jīng)消化后，汞離子在酸性溶液中可與二硫腙生成橙紅色絡(luò)合物，溶于三氯甲烷，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

2.甲基汞測定

2.1氣相色譜法：

原理：試樣中的甲基汞，用氯化鈉研磨后加入含有銅離子的鹽酸（1+11），完全萃取后，經(jīng)離心或過濾，將上清液調(diào)試至一定的酸度，用巰基棉吸附，再用鹽酸（1+5）洗脫，最后以苯萃取甲基汞，用帶電子捕獲鑒定器的氣相色譜儀分析。

2.2冷原子吸收法：

原理：同氣相色譜法。但在堿性介質(zhì)中用測汞儀測定，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

七.得出結(jié)論如下：

（1）研究區(qū)淺層地下水溢度、水中氡、淺表地溫、水化學(xué)組分、放射性氡及土壤微量元素各方面存在不同程度的異常，異常顯示的分布形態(tài)主要為線狀分布，線狀異常分布有NE、Nw兩個(gè)方向，Nw方向表現(xiàn)為多組線狀異常。

（2）研究區(qū)淺層地下水各項(xiàng)測量指標(biāo)符合國標(biāo)II類飲用水標(biāo)準(zhǔn)，但是汞含量屬于III類水范圍，總體水體環(huán)境較好；研究區(qū)土壤相對(duì)于地殼豐度，As、Bi、B等是相對(duì)富集的：與全國土壤的背景值相比，B、Bi含量偏高：與平原區(qū)土壤相比，As、Bi、sr、B富集明顯。B的富集對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有益，表明土壤養(yǎng)分供給能力較好；有害元素Hg、As一定富集，但是較之國家一級(jí)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含量偏低，認(rèn)為研究區(qū)地球化學(xué)環(huán)境無自然污染，土壤原生地球化學(xué)環(huán)境潔凈。排除異常是由人為因素或地表污染所致，確定異常系地球化學(xué)原生異常。

（3）對(duì)地下水宏量組分進(jìn)行聚類分析將水化學(xué)指標(biāo)分為四類：TDs與ca2+、Hc03一聚為一類：s042。與M92+歸為一類；l洙a+、cl‘為一類；另外就是c02，總?cè)芙庑怨腆w與Ca”、眥Of相關(guān)性很好；同時(shí)進(jìn)行了主成分分析，找出了影響區(qū)內(nèi)淺層地下水化學(xué)組分形成的主要因素，聯(lián)系到具體的水文地質(zhì)條件，表明這些主要因素即為該區(qū)主要的水文地球化學(xué)作用，即溶濾作用，水巖作用，石膏層溶解作用。

（4）通過對(duì)土樣進(jìn)行聚類分析，將微量元素指標(biāo)歸為4類，As、Bi、sb為一類，共生性很好，異常相伴出現(xiàn)；B、Hg、sr各為獨(dú)立指標(biāo)，Hg波動(dòng)最大，屬于強(qiáng)分異型，其他指標(biāo)均在中分異型之列；主成分分析顯示影響土壤特性的第一主因子為硼，第二主因子為鍶，第三主因子是汞。各元素的異常基本反映土壤母質(zhì)成分，也與區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。硼元素相對(duì)富集是由于沖積扇及龍泉山紫色土本身性質(zhì)決定；Sr含量高低反映了研究區(qū)地層和碳酸鹽巖成土母巖特征；Hg異常一定程度上反映了斷裂活動(dòng)和深部地?zé)帷?/p>

參考文獻(xiàn)

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[3]某礦區(qū)土壤和地下水重金屬污染調(diào)查與評(píng)價(jià)_雷鳴