銅仁市汞礦區(qū)內(nèi)土壤汞污染的調(diào)查分析*

唐幫成，王曉斌，郭洪剛

(銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州　銅仁　554300)

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銅仁市汞礦區(qū)內(nèi)土壤汞污染的調(diào)查分析*

唐幫成，王曉斌，郭洪剛

(銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州銅仁554300)

為深入了解銅仁汞礦區(qū)內(nèi)土壤總汞和氣態(tài)汞的污染特性，應(yīng)用原子熒光吸收光譜法，分別對(duì)銅仁萬(wàn)山、云場(chǎng)萍和路臘村汞礦區(qū)不同位置土壤中的總汞和氣態(tài)汞進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明銅仁市汞礦區(qū)土壤中總汞和氣態(tài)汞的均值為162.75 mg/kg和86.26 mg/kg，明顯高于其他城市，這可能與銅仁的工業(yè)歷史有關(guān)。研究表明，煉汞廢渣可能是農(nóng)田土壤中汞污染的主要來(lái)源和大氣的沉降作用是農(nóng)田土壤中汞污染的主要途徑。

汞礦區(qū)；土壤污染；調(diào)查

銅仁汞礦區(qū)地處貴州東緣武陵山區(qū)，與湘西山水相接，位于貴州省銅仁市的東北部方向，包含萬(wàn)山汞礦帶、云場(chǎng)坪鎮(zhèn)汞礦區(qū)等多個(gè)大中型汞礦開(kāi)采中心。地理坐標(biāo)為東經(jīng)109°20′，北緯27°30′左右，東西綿延26 km，南北貫通30 km，面積覆蓋約400 km2，山區(qū)的各處均有汞礦的分布。建國(guó)后，隨著我國(guó)工業(yè)化的大步推進(jìn)，大量的冶煉生產(chǎn)車(chē)間分布于礦區(qū)的各處，致使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的汞礦廢棄物堆放在山坡上，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)和人民的身體健康造成了巨大的傷害[1-5]。為深入了解銅仁汞礦區(qū)內(nèi)土壤總汞和氣態(tài)汞的污染特性，本研究對(duì)萬(wàn)山汞礦區(qū)、路臘村開(kāi)采中心和云場(chǎng)坪開(kāi)采中心進(jìn)行了土壤及其植物的采集[6-9]，布置了4個(gè)大型的土壤采樣點(diǎn)，采集的樣品數(shù)量近200個(gè)，并對(duì)樣品進(jìn)行分析處理，以了解銅仁汞礦區(qū)農(nóng)田土壤中汞污染的主要途徑。

1　試驗(yàn)方法

1.1分析試樣的采集

對(duì)萬(wàn)山汞礦區(qū)的主要冶煉中心“三百?lài)崱奔爸饕拈_(kāi)采中心“四坑”進(jìn)行系統(tǒng)的土壤采集，土壤樣品沿礦區(qū)山谷的兩岸分布共21個(gè)，其中水田土壤樣品6個(gè)，旱地土壤樣品15個(gè)。云場(chǎng)萍開(kāi)采中心的土壤樣品主要沿山谷下的冶煉廠和主要的開(kāi)采中心分布，共12個(gè)，其中含水田土壤樣品3個(gè)，旱地土壤樣品9個(gè)。對(duì)路臘村開(kāi)采中心進(jìn)行土壤進(jìn)行采樣，得到土壤樣品12個(gè)，其中包含7個(gè)水田土壤樣品和5個(gè)旱地土壤樣品。每個(gè)土壤樣品用土壤采集器在邊長(zhǎng)為5 m的正方形田地中，采集其四個(gè)頂點(diǎn)和中心點(diǎn)處的田地表層土壤(0～20 cm)。采集后的土壤用四分法選取其中1 kg土壤為其混合土壤樣品。樣品以聚乙烯塑料袋封裝后保存，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，均勻縮分候，將其研磨至小于100目待測(cè)[3]。

1.2試樣的消解和分析試液的制備

對(duì)于土壤中汞含量測(cè)定的消解方法主要有濕法和干法兩種方案，且以濕法消解為人們研究的最為深刻和應(yīng)用的最為廣泛。業(yè)界已經(jīng)普遍承認(rèn)——不同的濕法消解方式對(duì)土壤樣品的消解程度不完全一致。因此，能否采用恰為合適的消解方案對(duì)測(cè)定值的準(zhǔn)確與否至關(guān)重要。

為研究并對(duì)比了多種土壤的消解方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用濃硫酸、濃硝酸和高錳酸鉀加熱預(yù)消解能得到較為理想的結(jié)果[10]，具體見(jiàn)表1。

表1　銅仁市不同汞礦區(qū)不同位置土壤中總汞含量的均值

2　結(jié)果與討論

2.1分析樣品溶液中汞含量的測(cè)定

消解后的土壤樣品溶液采用原子熒光吸收光譜法進(jìn)行土壤含汞量的測(cè)定，儀器的檢測(cè)范圍為0.004 mg/kg以上。銅仁市不同汞礦區(qū)不同位置土壤含汞量以及其氣態(tài)汞含量的平均值見(jiàn)表2和表3。

表2　銅仁市不同汞礦區(qū)不同位置土壤中總汞含量的均值

表3　銅仁市不同礦區(qū)不同位置土壤總汞均值與其氣態(tài)汞含量均值

2.2銅仁汞礦區(qū)內(nèi)土壤汞污染調(diào)查結(jié)果分析

銅仁市汞礦區(qū)內(nèi)土壤中總汞含量的平均值為162.75 mg/kg，明顯高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618-1995中土壤總汞的含量1.0 mg/kg(pH大于7.5)。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：同一汞礦區(qū)內(nèi)(萬(wàn)山汞礦區(qū))土壤總汞含量在不同的地區(qū)含量差異較為明顯，在冶煉區(qū)(萬(wàn)山三百屯)處的土壤總汞含量要明顯高于其開(kāi)采中心(萬(wàn)山四坑)處的土壤總汞含量。另外，地理位置存在差異的汞礦區(qū)內(nèi)農(nóng)田土壤總汞的含量也有所不同，萬(wàn)山汞礦區(qū)土壤的總汞含量的均值為254.00 mg/kg明顯高于云場(chǎng)坪開(kāi)采中心土壤總汞含量的均值121.52 mg/kg和路臘村開(kāi)采中心土壤總汞含量的均值21.50 mg/kg。此外，可看出在土壤中氣態(tài)汞含量占總汞含量的50%以上。根據(jù)以上現(xiàn)象，推測(cè)銅仁汞礦區(qū)不同位置土壤中總汞的含量可能與土壤中汞的來(lái)源以及人們對(duì)汞的冶煉和開(kāi)采程度有關(guān)。以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依托，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析得出：

(1)受汞污染較重的土壤均靠近或與礦區(qū)爐渣堆或冶煉中心相接觸，土壤中的汞可能通過(guò)河流或降水的方式污染當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬎?，間接危害人的健康；其次，土壤中的汞大部分以單質(zhì)態(tài)的形式存在，可能通過(guò)多種途徑對(duì)礦區(qū)邊遠(yuǎn)處的土壤造成二次污染。

(2)在距離礦區(qū)中心1～3 km的范圍內(nèi)分布有大量的農(nóng)田，土壤中的汞可能被農(nóng)作物吸收，假使這些農(nóng)作物被人食用，無(wú)疑會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦慕】翟斐删薮蟮膫Α?/p>

(3)礦區(qū)內(nèi)農(nóng)田土壤中的對(duì)人和作物的健康存在危害的汞污染的來(lái)源可能與大氣的沉降作用有關(guān)。在萬(wàn)山三百?lài)嵦帲?dāng)?shù)責(zé)o污染性的河流經(jīng)過(guò)，然而土壤中的汞的含量卻很高，可能是在大氣中的汞蒸氣被大氣中的塵埃吸附，并隨之沉降下來(lái)，從而造成當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤中具有危害的汞的含量有所上升。

(4)礦區(qū)內(nèi)的爐渣大部分被人為隨意堆棄而且未經(jīng)處理，極有可能是當(dāng)?shù)赝寥乐泄闹匾廴驹础?/p>

(5) 礦區(qū)內(nèi)土壤中高含量的汞可能在土壤微生物的作用下，發(fā)生形態(tài)上的變化而形成劇毒性甲基汞，以至對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成致命性的傷害。由此可知冶煉中心的爐渣為汞的主要污染源，大氣的沉降作用是土壤中汞污染的主要途徑。

3　結(jié)　論

(1)銅仁市汞礦區(qū)土壤中總汞的含量均值為162.75 mg/kg，波動(dòng)范圍在21.50 mg/kg到309.25 mg/kg之間，明顯高于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618-1995中土壤總汞的含量1.0 mg/kg(pH大于7.5)。土壤中單質(zhì)汞的均值為86.26 mg/kg，約占總汞含量的50%。

(2)銅仁市汞礦區(qū)的不同位置土壤總汞的含量有著明顯的不同。由數(shù)據(jù)可知，冶煉中心處的含汞量要明顯高于其開(kāi)采中心處的土壤含汞量，進(jìn)而推知冶煉廢渣為土壤中汞的主要污染源。

(3)萬(wàn)山汞礦區(qū)的土壤中的總汞含量要明顯高于云場(chǎng)萍開(kāi)采中心和路臘村開(kāi)采中心土壤的總汞含量，這可能與當(dāng)?shù)氐墓I(yè)背景有密切關(guān)系。

(4)汞礦區(qū)內(nèi)土壤中單質(zhì)汞的含量約占總汞含量的50%以上，由此推知，大氣的沉降作用可能為土壤中汞的主要污染源，并有可能對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染。

(5)土壤中甲基汞的存在，將導(dǎo)致農(nóng)作物體內(nèi)含汞量的集聚，繼而對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成致命性傷害。

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Investigation on Mercury Contamination of Soils Collected from Tongren Hg-mineral Areas*

TANG Bang-cheng，WANG Xiao-bin,GUO Hong-gang

(College of Material and Chemical Engineering Tongren University,Guizhou Tongren 554300,China)

In order to understand the pollution of total mercury and gaseous mercury in soils collected from Tongren Hg-mineral areas,soil samples collected from different locations of Wanshan,Yunchangping and Lula village were determined by atomic fluorescence absorption spectrometry.The results indicated that the total mercury and gaseous mercury in soils were 162.75 mg/kg and 86.26 mg/kg in average,which were significantly higher than the ordinary level and may be attributed to the industrial history of Tongren.Studies showed that mineral deposits were likely to be the main source of mercury pollution in soil and atmospheric sedimentation was the main way of mercury pollution in air,respectively.

Tongren Hg-mineral areas;soil pollution;Hg analysis

貴州省科技廳聯(lián)合基金項(xiàng)目(黔科合LKT字[2012]15)；貴州省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201410665012)。

唐幫成(1965-)，男，副教授，研究方向：環(huán)境污染與防治。

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1001-9677(2016)04-0104-03