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汞的形态分析及汞环境污染的评价

靳永卿  
【摘要】: 本论文包括两个部分。第一部分为绪论,介绍了汞的性质、主要用途,汞污染来源,概述了汞环境污染现状、汞污染对人类健康的危害与汞污染防治,对汞分析方法及汞形态分析研究进展进行了评述。第二部分为研究报告,研究了秦始皇陵封土堆和陵外土壤样品及石榴样品中总汞的分布,并探讨了汞在石榴中的迁移富集行为;研究了西宁市某电池厂附近农田及排污渠的汞污染情况,测定了电池厂附近农田土壤及排污渠沉积物中的总汞含量,并采用化学浸提技术一部分连续萃取法,分析了该地区土壤及排污渠沉积物中汞的存在形式及分布特征。 本研究选择两个汞污染比较严重的地区作为研究对象,即陕西省西安市临潼区秦始皇陵和西宁市某电池厂周边地区。《史记》记载,陕西省西安市临潼区秦始皇陵内“以水银为百川江河大海,机相灌输,上具天文,下具地理”。我们研究了由于受地下埋藏汞的影响后,秦始皇陵封土堆上及陵外土壤样品以及石榴样品中的总汞分布,探讨了汞在石榴中的迁移富集行为,揭示了秦始皇陵地下埋藏汞没有对陵上生长的石榴造成汞污染。对西宁市某电池厂周边地区,研究了由于含汞废气、废水的排放而导致排污渠及附近农田汞污染的情况,测定了农田土壤及排污渠沉积物中的总汞含量,并采用化学浸提技术—部分连续萃取法,分析了该地区土壤及排污渠沉积物中汞的存在形式及分布特征,最后对该地区的汞污染治理提供一些参考性方案。通过本论文的详细研究,主要得出以下结论。 1)在秦始皇陵封土上方确实发现了很强的汞异常,异常区内汞含量变化为91.4~2204 ng/g,其中最大值是且陵外远处果园土样汞含量的40倍。将陵封土堆上汞含量与森林土壤中汞含量、工业区土壤中汞含量以及世界多个地方土壤中汞含量的相比,可见数千年前埋藏于秦始皇陵地宫下面的汞是这个地区的一个汞的污染源。 2)秦始皇陵封土堆上石榴样总汞含量在0.22~1.74 ng/g之间,平均值为1.09ng/g。果肉和果皮中总汞含量分别为0.03~0.61 ng/g和0.19~1.16 n/g,且果皮中的汞含量要大于其相应果肉中的汞含量。尽管秦始皇陵封土堆上石榴样中总汞含量是陵外远处果园石榴样汞含量的2倍多,但仍低于中国国家食品标准机构所允许的最大汞含量20 ng/g。所以,秦始皇陵埋藏汞并没有对封土堆上生长的石榴造成严重的汞污染。 3)在西宁市某电池厂周边地区,我们对土样和沉积物样进行总汞分析。实验数据表明:距离电池厂最近的土壤采样点,总汞含量很高,其中最大值高达5669ng/g,远远高于国家标准的自然背景值0.15 mg/kg。随着离电池厂距离的增加,土壤中总汞含量逐渐减少,分别为646 ng/g,404 ng/g,但仍高于世界土壤背景值0.005~0.3 mg/kg和地壳中的丰度0.03 mg/kg。通过数据比较可认为调查区已经受到一定的汞污染。电池厂排污渠沉积物中总汞含量为49.4~425.4 ng/g,平均值为179.3ng/g,处于高污染水平。沉积物中总汞含量在垂直方向的分布,呈现出随着深度的增加而作不规则变化。 4)在西宁市某电池厂周边地区,我们对土样和沉积物样进行了汞形态研究。形态分析结果表明,土壤汞主要以有机质结合态汞的形式存在(占各形态总汞量的45.2%),其次是残渣态(占各形态总汞量的39.4%),而以水溶态和碳酸盐、铁锰氧化物及部分有机汞形式存在的汞含量都比较小,分别占各形态汞总含量的0.34%和0.3%。但是,由于以水溶态和碳酸盐、铁锰氧化物及部分有机汞形式存在的汞易被植物直接吸收,且在生物体内可以累积,所以以这两种形态存在的汞的潜在危害更不容忽视。电池厂排污渠表层沉积物汞主要以有机质结合态汞的形式存在,剖面沉积物主要以残渣态汞存在。因为汞在水环境中的存在形式受水体的影响,水体条件所发生的变化,都容易使沉积物中富集的汞被激活,重新进入水体再次污染,所以,对沉积物的汞污染应加以关注。


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