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(jì)院， 貴陽(yáng)　550081； 2.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 貴陽(yáng)　550001)

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貴州典型汞污染問(wèn)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(jì)院， 貴陽(yáng)550081； 2.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 貴陽(yáng)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(guó)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(kāi)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(duì)貴州省汞污染狀況影響最大的是汞礦的開(kāi)采與冶煉。

關(guān)鍵詞：汞污染；汞污染場(chǎng)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(yùn)動(dòng)遷移到1 000 m以外，同時(shí)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(lái)源可以分為2類：自然釋放和人類活動(dòng)。自然釋放的汞污染物主要是進(jìn)入大氣環(huán)境，途徑包括火山和地?zé)峄顒?dòng)、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(dòng)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(guó)防工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(jì)、電子開(kāi)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(jìn)入水生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)水體和沉積物均造成嚴(yán)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(guó)西南高原山區(qū)，擁有豐富的礦產(chǎn)資源，其中汞礦儲(chǔ)量、產(chǎn)量均居全國(guó)第一,磷礦儲(chǔ)量居全國(guó)第二,煤炭?jī)?chǔ)量居全國(guó)第五。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)自然資源的開(kāi)采和利用的需求越來(lái)越大，這樣就造成嚴(yán)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(chǔ)量、產(chǎn)量均居全國(guó)第一，被譽(yù)為中國(guó)的“汞都”，占全國(guó)汞資源儲(chǔ)量的78%。貴州省目前發(fā)現(xiàn)的較為大型的汞礦有：萬(wàn)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(kāi)采占用的農(nóng)田系統(tǒng)也開(kāi)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(jìn)而對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。由于長(zhǎng)期的開(kāi)采冶煉活動(dòng)，對(duì)周圍的環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。貴州省汞污染特征在全國(guó)范圍內(nèi)也是比較典型的，主要來(lái)源于三個(gè)方面：(1)汞資源的開(kāi)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(wàn)山汞礦的礦山廢棄物中總汞含量高達(dá)4 400 mg/kg，甲基汞含量為0.17～1 283.9 μg/kg，同時(shí)根據(jù)浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，廢渣中有可溶性無(wú)機(jī)汞化合物的存在，這表明礦渣一旦隨地表徑流進(jìn)入河流，便會(huì)向水體中釋放汞[9]。李平等[10]對(duì)務(wù)川汞礦區(qū)土法煉汞過(guò)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(dá)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(duì)濫木廠、萬(wàn)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(gè)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(gè)數(shù)量級(jí)。由于苔蘚是空氣汞污染的指示生物，其獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要途徑是從大氣中攝取，仇廣樂(lè)等[14]對(duì)污染嚴(yán)重的汞礦區(qū)附近采集的苔蘚進(jìn)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(gè)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?yàn)楣羝谋戎乇瓤諝獯?，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(wàn)山汞礦區(qū)土壤總汞含量為1.1～790 mg/kg，顯著高出對(duì)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(gè)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(shí)下降到0.48 mg/kg，這說(shuō)明表層土壤中的汞可以向地下擴(kuò)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?yàn)樗咎锕喔鹊膮捬鯒l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(wàn)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(guò)程中可以通過(guò)調(diào)節(jié)這一環(huán)節(jié)來(lái)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(wàn)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(dá)到174 μg/kg[24]，礦區(qū)當(dāng)?shù)鼐用袷怯捎陂L(zhǎng)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(huì)受到影響，而并非是食用了受污染的魚(yú)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(kāi)發(fā)的推進(jìn)，貴州省利用自身豐富的煤炭資源進(jìn)行火力發(fā)電，并將其作為發(fā)展重點(diǎn)。2000年，全省發(fā)電量在17萬(wàn)kw·h的火力電廠就有十余家，年用煤量在1 368.00萬(wàn)t，而貴州煤中含汞量為0.15～1.6 mg/kg[25]。也就是說(shuō)發(fā)電量越大，汞污染也會(huì)越嚴(yán)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(jī)化工總廠位于清鎮(zhèn)市郊5 km處，于1971年開(kāi)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(guò)程中流失到環(huán)境中的汞量達(dá)到100 t，造成周邊環(huán)境嚴(yán)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(yuǎn)，其含汞量越低。

2　結(jié)論及建議

貴州省汞污染的主要來(lái)源是汞礦的開(kāi)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(lái)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(huì)污染大氣，還會(huì)污染地表和地下水資源，對(duì)環(huán)境的影響非常大。因此對(duì)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(jìn)行回填，恢復(fù)所占土地，減小污染范圍。而對(duì)于化石燃料的燃燒，未開(kāi)發(fā)出清潔新能源的情況下，可以通過(guò)一些前處理對(duì)原煤進(jìn)行洗選，在脫硫的同時(shí)也將汞脫去，加強(qiáng)電廠周圍大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)?；I(yè)可以從源頭控制，直接切斷污染源。對(duì)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(xiàn)

[1]李成劍.汞污染危害分析與防范措施探討[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010,7(2)：151-152.

[2]方鳳滿,王起超.土壤汞污染研究進(jìn)展[J].土壤與環(huán)境，2000,9(4)：326-329.

[3]Bergan T L,Gallardo L,Rodhe H.Mercury in the global troposphere: A three-dimensional model study[J]. Atmos. Environ，33 (1999) ：1575-1585.

[4]Mason R P, Sheu G R. Role of the ocean in the global mercury cycle[J].Global Biogeochem.Cycle, 2002,16 (4): 40-1-40-14.

[5]Lamborg D H, Fitzgerald W F, O’Donell J, et al. A non-steady state compartmental model of global-scale mercury biogeochemistry with interhemispheric atmospheric gradients[J].Geochim. Cosmochim. Ac., 2002,66(7): 1105-1118.

[6]Shia R L, Seignuer C, Pai P, et al.Global simulation of atmospheric mercury concentrations and deposition fluxes[J]. J. Geophys. Res., 1999,104(D19): 23747-23760.

[7]Pacyna E G, Pacyna J M, Steenhuisen F. Global anthropogenic mercury emission inventory for 2000[J]. Atmos. Environ., 2006, 40 (22): 4048-4063.

[8]瞿麗雅. 貴州省汞污染防治與生態(tài)恢復(fù)[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,8(3)：56-59.

[9]Qiu G , Feng X, Wang S, et al. Mercury and methylmercury in riparian soil, sediments, mine-waste calcines, and moss from abandoned Hg mines in east Guizhou province, southwestern China[J]. Appl. Geochem. 2005,20(3)：627-638.

[10]李平，馮新斌，仇廣樂(lè)，等. 貴州省務(wù)川汞礦區(qū)土法煉汞過(guò)程中汞釋放量的估算[J].環(huán)境科學(xué)，2006,27(5)：837-840.

[11]Wang S, Feng X, Qiu G, et al. Characteristics of mercury exchange flux between soil and air in the heavily air-polluted area, eastern Guizhou, China[J]. Atmos. Environ. 2007,41 :5584-5594.

[12]Wang S,Feng X,Qiu G,et al. Mercury concentrations and air/soil fluxes in Wuchuan mercury mining district, Guizhou province, China[J]. Atmos. Environ. 2007，41 ：5984-5993.

[13]Wang S,Feng X,Qiu G,et al. Mercury emission to atmosphere from Lanmuchang Hg-Tl mining area, Southwestern Guizhou, China[J]. Atmos.Environ.2005，39: 7459-7473.

[14]Qiu G,Feng X,Wang S,et al. Mercury and methylmercury in riparian soil, sediments, mine-waste calcines, and moss from abandoned Hg mines in east Guizhou province, southwestern China[J]. Appl. Geochem. 2005，20 (3) ：627-638.

[15]丁振華，王文華，瞿麗雅，等. 貴州萬(wàn)山汞礦區(qū)汞的環(huán)境污染及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響[J].環(huán)境科學(xué).2004，25(2)：111-114.

[16]仇廣樂(lè)，馮新斌，王少鋒，等.貴州萬(wàn)山汞礦區(qū)土壤汞污染現(xiàn)狀的初步調(diào)查[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào).2006,25：34-36.

[17]Horvat M,Nolde N,Fajon V,et al. Total mercury, methylmercury and selenium in mercury polluted areas in the province Guizhou, China[J]. Sci. Total Environ，2003，304 (1-3)：231-256.

[18]Qiu G，F(xiàn) eng X，Wang S，et al.Environmental contamination of mercury from Hg-mining areas in Wuchuan northeastern Guizhou, China[J]. Environ. Pollut，2006,142 (3): 549-558.

[19]Qiu G,Feng X，Meng B，et al. Environmental geochemistry of an abandoned mercury mine in Yanwuping, Guizhou Province, China[J]. Environ. Res，2013,125 (7): 124-130.

[20]Wang Y，Dang F，Zhong H,et al. Effects of sulfate and selenite on mercury methylation in a mercury-contaminated rice paddy soil under anoxic conditions[J]. Envrion. Sci. Pollut. Res,2015, 23 (5):1-7.

[21]LiP，F(xiàn)engX，ShangL，etal.MercurypollutionfromartisanalmercurymininginTongren,Guizhou,China[J].Appl.Geochem，2008,23(18):2055-2064.

[22]Zhang G，Liu C Q，Wu P，et al.The geochemical characteristics of mine-waste calcines and runoff from the Wanshan mercury mine, Guizhou, China[J]. Appl. Geochem.，2004,19 (11): 1735-1744.

[23]Qiu G，F(xiàn)eng X，Li P，et al. Methylmercury accumulation in rice (Oryza sativa L.) grown at abandoned mercury mines in Guizhou, China[J]. J. Agr. Food Chem，2008,56 (7): 2465-2468.

[24]Qiu G，F(xiàn)eng X，Wang S，et al. Mercury contaminations from historic mining to water, soil and vegetation in Lanmuchang, Guizhou, southwestern China[J]. Sci. Total Environ，2006，368 (1) :56-68.

[25]貴州省年鑒編輯部.貴州省年鑒(2001年)[M].貴陽(yáng)：貴州人民出版社,2002：95,124.

[26]瞿麗雅. 貴州有機(jī)化工廠的汞污染及對(duì)環(huán)境的影響[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1999,17(3)：25-29.

收稿日期：2016-03-21；2016-05-13修回

作者簡(jiǎn)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(hào)：X53

文獻(xiàn)標(biāo)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