貴州典型汞污染問題綜述

廖銀鋒　柴嘉琳，2　張軍方*

(1.貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計院， 貴陽　550081； 2.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 貴陽　550001)

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貴州典型汞污染問題綜述

廖銀鋒1柴嘉琳1，2張軍方1*

(1.貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計院， 貴陽550081； 2.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 貴陽550001)

摘要：汞污染一直受到廣泛的關(guān)注，貴州省的汞污染在全國都比較典型。根據(jù)排放源的不同，將貴州省汞污染源分為三大類，即汞礦的開采與冶煉、化石燃料的燃燒和化工業(yè)的汞排放。大量的研究表明，對貴州省汞污染狀況影響最大的是汞礦的開采與冶煉。

關(guān)鍵詞：汞污染；汞污染場地；貴州省

汞是常溫下唯一一種呈液態(tài)的金屬元素，廣泛分布在地殼表層[1]。汞污染具有持久性、易遷移性和高度生物富集性，這些特性使其成為全球最受關(guān)注的重金屬污染物之一[2]。單質(zhì)汞在大氣中可以停留半年到2年左右，隨著大氣運動遷移到1 000 m以外，同時汞還可以被轉(zhuǎn)化為甲基汞在食物鏈中累積，危害人體健康。

環(huán)境中汞的來源可以分為2類：自然釋放和人類活動。自然釋放的汞污染物主要是進入大氣環(huán)境，途徑包括火山和地熱活動、水體釋放、表層土壤和沉積物的釋放等,每年全球自然釋放到大氣環(huán)境中的汞量約為1 800～5 800 t[3-6]。人類活動排放到環(huán)境中的途徑主要有化石燃料的燃燒、垃圾的焚燒、金屬冶煉、采礦煉油和氯堿制造等，2000年人為排放到大氣環(huán)境中的汞量約為2 190 t，其中化石燃料燃燒占人為總排放量的2/3[7]。

由于汞特殊的理化性質(zhì)，使其活躍在化工業(yè)、造紙業(yè)、采礦業(yè)、國防工業(yè)等各個領(lǐng)域，許多工業(yè)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中均使用到汞，如氯堿生產(chǎn)、電池、熒光燈、溫度計、電子開關(guān)等?；I(yè)是世界上使用汞最多的行業(yè)，其產(chǎn)生的汞污染物進入水生態(tài)系統(tǒng)，對水體和沉積物均造成嚴重污染。著名的水俁事件就是典型的化工廠污染事件。

貴州省位于中國西南高原山區(qū)，擁有豐富的礦產(chǎn)資源，其中汞礦儲量、產(chǎn)量均居全國第一,磷礦儲量居全國第二,煤炭儲量居全國第五。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對自然資源的開采和利用的需求越來越大，這樣就造成嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

1　貴州省汞污染

貴州省的汞礦儲量、產(chǎn)量均居全國第一，被譽為中國的“汞都”，占全國汞資源儲量的78%。貴州省目前發(fā)現(xiàn)的較為大型的汞礦有：萬山、務(wù)川、濫木廠、銅仁和丹寨。雖然現(xiàn)在大部分的礦山已經(jīng)停止冶煉和加工，礦山開采占用的農(nóng)田系統(tǒng)也開始復(fù)墾，但是由于大量煤矸石和含汞廢棄物均未經(jīng)任何處理便隨意堆放，它們?nèi)岳^續(xù)向環(huán)境中釋放汞，進而對周圍的環(huán)境造成嚴重的污染。由于長期的開采冶煉活動，對周圍的環(huán)境造成了嚴重的影響。貴州省汞污染特征在全國范圍內(nèi)也是比較典型的，主要來源于三個方面：(1)汞資源的開采與利用，(2)化石燃料的燃燒，(3)化工業(yè)中汞的流失[8]。

1.1汞礦污染

1.1.1礦山廢棄物的汞污染

萬山汞礦的礦山廢棄物中總汞含量高達4 400 mg/kg，甲基汞含量為0.17～1 283.9 μg/kg，同時根據(jù)浸出實驗結(jié)果，廢渣中有可溶性無機汞化合物的存在，這表明礦渣一旦隨地表徑流進入河流，便會向水體中釋放汞[9]。李平等[10]對務(wù)川汞礦區(qū)土法煉汞過程中汞釋放量的估算結(jié)果為年產(chǎn)汞量在31.2～37.1 t，每年汞釋放量可高達3.7～9.6 t，礦渣中汞平均含量為75 μg/g。

1.1.2礦區(qū)附近大氣汞污染

王少鋒等[11-13]分別對濫木廠、萬山和務(wù)川礦區(qū)周圍大氣環(huán)境中的總汞量做了調(diào)查，3個礦區(qū)的氣態(tài)汞濃度范圍分別為：17.8～102 ng/m3，19.5～2 110 ng/m3，7.9～468 ng/m3，比背景值要高出2～4個數(shù)量級。由于苔蘚是空氣汞污染的指示生物，其獲得營養(yǎng)物質(zhì)的主要途徑是從大氣中攝取，仇廣樂等[14]對污染嚴重的汞礦區(qū)附近采集的苔蘚進行了汞含量分析，發(fā)現(xiàn)大氣汞含量與苔蘚中汞含量存在一個很顯著的正相關(guān)關(guān)系。丁振華等[15]在垂直方向上研究苔蘚葉片的汞含量，數(shù)據(jù)顯示距離地面越近，苔蘚葉片汞含量越高，這是因為汞蒸汽的比重比空氣大，越是近地面處空氣汞含量就越高，苔蘚吸收的就越多。

1.1.3礦區(qū)附近土壤汞污染

萬山汞礦區(qū)土壤總汞含量為1.1～790 mg/kg，顯著高出對照區(qū)0.10～1.2 mg/kg，甲基汞含量為23μg/kg[16]。在務(wù)川礦區(qū)下游24 km處，河岸旁邊土壤汞濃度為24 mg/kg，仍然處于一個比較高的水平。由汞在土壤垂直剖面上的分布可以看出，表層土樣總汞含量為6.5～17 mg/kg，在45 cm時下降到0.48 mg/kg，這說明表層土壤中的汞可以向地下擴散到約50 cm處。甲基汞的分布規(guī)律也相似，含量為0.69～155 μg/kg[17-18]。此外，還有研究表明水稻田中甲基汞的含量要高于玉米地，這是因為水稻田灌溉的厭氧條件，有利于汞的甲基化，從而使土壤中甲基汞的含量有所升高[19-20]。

1.1.4礦區(qū)附近地表水汞污染

礦區(qū)附近地表水污染的途徑主要有雨水沖刷、地表徑流、礦山排水等。馮新斌等[21]研究了萬山、濫木廠、務(wù)川和銅仁汞礦區(qū)的地表水污染狀況，總汞含量的變化范圍為24.8～10 580 ng/L。而pH為10.6～11.8的廢渣水中汞含量為300～1900 ng/L[22]，這表明水與其反應(yīng)增加了汞礦排水中汞的含量，在處理過程中可以通過調(diào)節(jié)這一環(huán)節(jié)來減少汞的釋放和轉(zhuǎn)化。

1.1.5礦區(qū)附近食物中汞污染

從濫木廠采集的卷心菜樣本的總汞含量為18 mg/kg，萬山采集的蔬菜和大米樣品中汞含量分別為5～1 890 μg/kg(濕重)，4.9～215 μg/kg(干重)[23]。研究發(fā)現(xiàn)只有稻谷可以吸收和累積甲基汞，稻谷中的甲基汞含量最高可達到174 μg/kg[24]，礦區(qū)當?shù)鼐用袷怯捎陂L期暴露在高汞濃度的大氣環(huán)境中，并且食用了汞污染的大米才會受到影響，而并非是食用了受污染的魚類。

1.2化石燃料的燃燒

化石燃料的燃燒主要是指煤燃燒，貴州省是產(chǎn)煤大省，所以煤在省內(nèi)的應(yīng)用也特別廣泛，如發(fā)電、工業(yè)、城鎮(zhèn)燃料等。隨著西部大開發(fā)的推進，貴州省利用自身豐富的煤炭資源進行火力發(fā)電，并將其作為發(fā)展重點。2000年，全省發(fā)電量在17萬kw·h的火力電廠就有十余家，年用煤量在1 368.00萬t，而貴州煤中含汞量為0.15～1.6 mg/kg[25]。也就是說發(fā)電量越大，汞污染也會越嚴重。另有研究表明隨著電廠煙囪距離的增加，大氣中汞濃度逐漸降低。冬季取暖期大氣汞含量是夏季非取暖期的3～25倍，降水中的汞含量冬季約是夏季的1～5倍[8]。

1.3化工業(yè)的汞污染

貴州有機化工總廠位于清鎮(zhèn)市郊5 km處，于1971年開始投產(chǎn)。其醋酸生產(chǎn)工藝中使用硫酸汞作為觸媒，在多年的生產(chǎn)過程中流失到環(huán)境中的汞量達到100 t，造成周邊環(huán)境嚴重的汞污染。瞿麗雅等[26]研究表明化工廠附近地區(qū)受汞污染的土壤有117.4 hm2，土壤中含汞量在4.71～723 mg/kg范圍內(nèi)，而15.0 mg/kg以上的占調(diào)查樣本的80%以上，大米含汞量約為0.03～0.13 mg/kg，還含有部分的甲基汞。在人群調(diào)查中顯示，距離污染源越近，其發(fā)汞含量就越高，這可能與生活環(huán)境和所食食物有關(guān)。污染土壤也是距離化工廠越遠，其含汞量越低。

2　結(jié)論及建議

貴州省汞污染的主要來源是汞礦的開采與冶煉、化石燃料的燃燒，以及化工業(yè)的汞排放。由于近年來大部分汞礦均已被關(guān)閉，現(xiàn)今汞礦區(qū)的污染主要是煤矸石和汞礦渣的汞釋放，這不僅會污染大氣，還會污染地表和地下水資源，對環(huán)境的影響非常大。因此對于那些未關(guān)閉的小型汞礦，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)予以關(guān)閉，并將礦山廢棄物進行回填，恢復(fù)所占土地，減小污染范圍。而對于化石燃料的燃燒，未開發(fā)出清潔新能源的情況下，可以通過一些前處理對原煤進行洗選，在脫硫的同時也將汞脫去，加強電廠周圍大氣環(huán)境的監(jiān)測?；I(yè)可以從源頭控制，直接切斷污染源。對于已污染的水體或土壤，采取必要的修復(fù)措施，將其環(huán)境效應(yīng)降到最低。

參考文獻

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收稿日期：2016-03-21；2016-05-13修回

作者簡介：廖銀鋒，男，1980年生，碩士，研究方向：環(huán)境污染防治。E-mail：liaoyf2007@126.com

通訊作者：張軍方，男，1979年生，博士，研究員，研究方向：重金屬污染控制。

中圖分類號：X53

文獻標志碼：A

A review of mercury pollution in Guizhou

Liao Yinfeng1，Chai Jialin1,2，Zhang Junfang1*

(1. Research Institute of Environmental Science of Guizhou, Guiyang 550081;2.School of Geographic and Environmental Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001)

Abstract:mercury contamination has been widespread concern, mercury pollution in Guizhou Province is more typical in China. Depending on the emission sources, mercury pollution sources in Guizhou are divided into three categories, the mining and smelting of mercury mines, the burning of fossil fuels , chemical industry mercury emissions. Numerous studies suggest that tthe mining and smelting of mercury mine is the largest contributor to mercury pollution in Guizhou Province.

Keywords:mercury pollution; mercury contaminated sites; Guizhou Province