贵州典型汞污染问题综述

廖银锋　柴嘉琳，2　张军方*

(1.贵州省环境科学研究设计院， 贵阳　550081； 2.贵州师范大学地理与环境科学学院， 贵阳　550001)



贵州典型汞污染问题综述

廖银锋1柴嘉琳1，2张军方1*

(1.贵州省环境科学研究设计院， 贵阳550081； 2.贵州师范大学地理与环境科学学院， 贵阳550001)

摘要：汞污染一直受到广泛的关注，贵州省的汞污染在全国都比较典型。根据排放源的不同，将贵州省汞污染源分为三大类，即汞矿的开采与冶炼、化石燃料的燃烧和化工业的汞排放。大量的研究表明，对贵州省汞污染状况影响最大的是汞矿的开采与冶炼。

关键词：汞污染；汞污染场地；贵州省

汞是常温下唯一一种呈液态的金属元素，广泛分布在地壳表层[1]。汞污染具有持久性、易迁移性和高度生物富集性，这些特性使其成为全球最受关注的重金属污染物之一[2]。单质汞在大气中可以停留半年到2年左右，随着大气运动迁移到1 000 m以外，同时汞还可以被转化为甲基汞在食物链中累积，危害人体健康。

环境中汞的来源可以分为2类：自然释放和人类活动。自然释放的汞污染物主要是进入大气环境，途径包括火山和地热活动、水体释放、表层土壤和沉积物的释放等,每年全球自然释放到大气环境中的汞量约为1 800～5 800 t[3-6]。人类活动排放到环境中的途径主要有化石燃料的燃烧、垃圾的焚烧、金属冶炼、采矿炼油和氯碱制造等，2000年人为排放到大气环境中的汞量约为2 190 t，其中化石燃料燃烧占人为总排放量的2/3[7]。

由于汞特殊的理化性质，使其活跃在化工业、造纸业、采矿业、国防工业等各个领域，许多工业生产过程和产品中均使用到汞，如氯碱生产、电池、荧光灯、温度计、电子开关等。化工业是世界上使用汞最多的行业，其产生的汞污染物进入水生态系统，对水体和沉积物均造成严重污染。著名的水俣事件就是典型的化工厂污染事件。

贵州省位于中国西南高原山区，拥有丰富的矿产资源，其中汞矿储量、产量均居全国第一,磷矿储量居全国第二,煤炭储量居全国第五。随着社会经济的快速发展，人们对自然资源的开采和利用的需求越来越大，这样就造成严重的环境污染和生态系统的破坏。

1　贵州省汞污染

贵州省的汞矿储量、产量均居全国第一，被誉为中国的“汞都”，占全国汞资源储量的78%。贵州省目前发现的较为大型的汞矿有：万山、务川、滥木厂、铜仁和丹寨。虽然现在大部分的矿山已经停止冶炼和加工，矿山开采占用的农田系统也开始复垦，但是由于大量煤矸石和含汞废弃物均未经任何处理便随意堆放，它们仍继续向环境中释放汞，进而对周围的环境造成严重的污染。由于长期的开采冶炼活动，对周围的环境造成了严重的影响。贵州省汞污染特征在全国范围内也是比较典型的，主要来源于三个方面：(1)汞资源的开采与利用，(2)化石燃料的燃烧，(3)化工业中汞的流失[8]。

1.1汞矿污染

1.1.1矿山废弃物的汞污染

万山汞矿的矿山废弃物中总汞含量高达4 400 mg/kg，甲基汞含量为0.17～1 283.9 μg/kg，同时根据浸出实验结果，废渣中有可溶性无机汞化合物的存在，这表明矿渣一旦随地表径流进入河流，便会向水体中释放汞[9]。李平等[10]对务川汞矿区土法炼汞过程中汞释放量的估算结果为年产汞量在31.2～37.1 t，每年汞释放量可高达3.7～9.6 t，矿渣中汞平均含量为75 μg/g。

1.1.2矿区附近大气汞污染

王少锋等[11-13]分别对滥木厂、万山和务川矿区周围大气环境中的总汞量做了调查，3个矿区的气态汞浓度范围分别为：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个数量级。由于苔藓是空气汞污染的指示生物，其获得营养物质的主要途径是从大气中摄取，仇广乐等[14]对污染严重的汞矿区附近采集的苔藓进行了汞含量分析，发现大气汞含量与苔藓中汞含量存在一个很显著的正相关关系。丁振华等[15]在垂直方向上研究苔藓叶片的汞含量，数据显示距离地面越近，苔藓叶片汞含量越高，这是因为汞蒸汽的比重比空气大，越是近地面处空气汞含量就越高，苔藓吸收的就越多。

1.1.3矿区附近土壤汞污染

万山汞矿区土壤总汞含量为1.1～790 mg/kg，显著高出对照区0.10～1.2 mg/kg，甲基汞含量为23μg/kg[16]。在务川矿区下游24 km处，河岸旁边土壤汞浓度为24 mg/kg，仍然处于一个比较高的水平。由汞在土壤垂直剖面上的分布可以看出，表层土样总汞含量为6.5～17 mg/kg，在45 cm时下降到0.48 mg/kg，这说明表层土壤中的汞可以向地下扩散到约50 cm处。甲基汞的分布规律也相似，含量为0.69～155 μg/kg[17-18]。此外，还有研究表明水稻田中甲基汞的含量要高于玉米地，这是因为水稻田灌溉的厌氧条件，有利于汞的甲基化，从而使土壤中甲基汞的含量有所升高[19-20]。

1.1.4矿区附近地表水汞污染

矿区附近地表水污染的途径主要有雨水冲刷、地表径流、矿山排水等。冯新斌等[21]研究了万山、滥木厂、务川和铜仁汞矿区的地表水污染状况，总汞含量的变化范围为24.8～10 580 ng/L。而pH为10.6～11.8的废渣水中汞含量为300～1900 ng/L[22]，这表明水与其反应增加了汞矿排水中汞的含量，在处理过程中可以通过调节这一环节来减少汞的释放和转化。

1.1.5矿区附近食物中汞污染

从滥木厂采集的卷心菜样本的总汞含量为18 mg/kg，万山采集的蔬菜和大米样品中汞含量分别为5～1 890 μg/kg(湿重)，4.9～215 μg/kg(干重)[23]。研究发现只有稻谷可以吸收和累积甲基汞，稻谷中的甲基汞含量最高可达到174 μg/kg[24]，矿区当地居民是由于长期暴露在高汞浓度的大气环境中，并且食用了汞污染的大米才会受到影响，而并非是食用了受污染的鱼类。

1.2化石燃料的燃烧

化石燃料的燃烧主要是指煤燃烧，贵州省是产煤大省，所以煤在省内的应用也特别广泛，如发电、工业、城镇燃料等。随着西部大开发的推进，贵州省利用自身丰富的煤炭资源进行火力发电，并将其作为发展重点。2000年，全省发电量在17万kw·h的火力电厂就有十余家，年用煤量在1 368.00万t，而贵州煤中含汞量为0.15～1.6 mg/kg[25]。也就是说发电量越大，汞污染也会越严重。另有研究表明随着电厂烟囱距离的增加，大气中汞浓度逐渐降低。冬季取暖期大气汞含量是夏季非取暖期的3～25倍，降水中的汞含量冬季约是夏季的1～5倍[8]。

1.3化工业的汞污染

贵州有机化工总厂位于清镇市郊5 km处，于1971年开始投产。其醋酸生产工艺中使用硫酸汞作为触媒，在多年的生产过程中流失到环境中的汞量达到100 t，造成周边环境严重的汞污染。瞿丽雅等[26]研究表明化工厂附近地区受汞污染的土壤有117.4 hm2，土壤中含汞量在4.71～723 mg/kg范围内，而15.0 mg/kg以上的占调查样本的80%以上，大米含汞量约为0.03～0.13 mg/kg，还含有部分的甲基汞。在人群调查中显示，距离污染源越近，其发汞含量就越高，这可能与生活环境和所食食物有关。污染土壤也是距离化工厂越远，其含汞量越低。

2　结论及建议

贵州省汞污染的主要来源是汞矿的开采与冶炼、化石燃料的燃烧，以及化工业的汞排放。由于近年来大部分汞矿均已被关闭，现今汞矿区的污染主要是煤矸石和汞矿渣的汞释放，这不仅会污染大气，还会污染地表和地下水资源，对环境的影响非常大。因此对于那些未关闭的小型汞矿，一旦发现应予以关闭，并将矿山废弃物进行回填，恢复所占土地，减小污染范围。而对于化石燃料的燃烧，未开发出清洁新能源的情况下，可以通过一些前处理对原煤进行洗选，在脱硫的同时也将汞脱去，加强电厂周围大气环境的监测。化工业可以从源头控制，直接切断污染源。对于已污染的水体或土壤，采取必要的修复措施，将其环境效应降到最低。

参考文献

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收稿日期：2016-03-21；2016-05-13修回

作者简介：廖银锋，男，1980年生，硕士，研究方向：环境污染防治。E-mail：liaoyf2007@126.com

通讯作者：张军方，男，1979年生，博士，研究员，研究方向：重金属污染控制。

中图分类号：X53

文献标志码：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