阳泉某燃煤电厂土壤汞污染及学生发汞含量的调查研究

边林秀,霍俊锋,任志刚,李国华,李淑琴,李 青,王 玲,李成莲,田若涛

(山西省疾病预防控制中心，山西 太原 030012)

汞广泛存在于自然界中，可通过大气、水体、食物等途径进入人体。通过煤燃烧释放的汞占人为汞排放总量的60%[1]。山西作为产煤大省，为我国能源经济发展做出重大贡献，但做为一个重化工基地及传统的高污染、高能耗经济体，其环境污染不可忽视。目前，有关山西燃煤电厂周围是否存在汞污染及其污染程度，鲜有文献报道。本文通过对阳泉某电厂周围土壤及周围中小学生发汞含量的调查分析，从外环境及内暴露水平探讨汞水平及其可能产生的健康风险，为后续燃煤汞污染防治提供依据。

1 对象和方法

1.1 电厂区和对照区

选取阳泉某燃煤发电厂(装机运行15年)作为调查点，依据电厂环境影响报告书，选距离电厂3.2 km处ES方向A村为电厂区(春、夏季以NE风向为主，冬季以NW风向为主)；选距离电厂12.8 km处EN方向的B村为对照区(5 km范围内无类似污染源)。

1.2 土壤汞样品的采集与测定

按照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)要求，土壤采用整块地对角线采样方式，在收割季节(9月)采集农田土样进行土壤汞含量测定。土壤样品的分析方法：采用《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法—第一部分：土壤中总汞的测定》(GB/T22105.1-2008)，称取经过风干、混匀、研磨并过0.149 mm孔径筛的土壤样品0.2～1.0 g(精确至0.000 2 g)于50 mL具塞比色管中，加少许蒸馏水润湿样品，加入10 mL(1+1)王水，加塞摇匀，于沸水浴中消解2 h，期间摇动2～3次，取出冷却，立即加入10 mL保存液，用稀释液稀释至刻度，摇匀后静置，取上清液待测。同时做空白试验。

1.3 学生发汞样品的采集与测定

头发样本选调查区内在校学生，选取A村中学为污染区学校，B村中学为对照区学校，用不绣钢剪刀剪取枕部离发根2～3 cm处头发约1～2 g，每个调查点采头发样本36份。采用DB45/T 939-2013土壤、肥料、饲料、毛发中汞含量的测定直接测汞仪法。将发样用50℃中性洗涤水溶液洗15 min,随即用蒸馏水冲洗3～5次，将洗净的发样在空气中晾干,用不锈钢剪刀剪成3 mm长,保存备用。直接测汞仪仪器型号及参数:DMA-80直接测汞仪(配备镍样品舟)，干燥温度200℃；干燥时间60 s；分解温度650℃；分解时间90 s，汞齐热解时间12 s。称取样品在0.035～0.050 g于样品舟，按照仪器使用说明书调节仪器至最佳工作状态，测定其吸光度，与标准曲线比较定量。

1.4 质量控制措施

通过标准工作曲线、平行样(10%)、标准物质的测定，对实验数据进行质量控制。总汞测定方法的最低检出限为0.000 2 mg/kg。总汞测定时使用土壤成分分析标准物质(GBW07447)进行质量控制，参考含量为0.015±0.003 mg/kg，实测值为0.016 mg/kg。

1.5 统计学方法

采用Excel2007计算平均值、标准差、中值等；采用SPSS 15.0对土壤含量和发汞含量进行统计分析。

2 结果

2.1 土壤汞含量测定结果

A村及B村土壤总汞含量测定结果见表1。

表1 土壤总汞含量(mg/kg)测定结果

由表1可见，电厂污染区A村土壤总汞含量明显高于对照区B村，差异有统计学意义(P<0.05)，按照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)的内梅罗指数法对A村及B村土壤污染指数进行了计算，结果A村达到轻度污染级别，B村为清洁(安全)级。据此认为，由于电厂运行，电厂区土壤汞含量有明显增加，按照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB15618-2018)，A村及B村当前的土地污染水平均低于农用土壤污染风险筛选值1.3 mg/kg，尚未达到采取风险管控级别，目前该电厂运行15年，时间相对较短，考虑到汞的蓄积特性仍应引起关注。

2.2 学生发汞样本测定结果(见表2)

表2 发汞样本测定结果 μg/g

由表2可见，阳泉污染区学生的发汞含量均值比对照区高15.59%，但经SPSS统计分析，污染区与对照区差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

头发是反应汞在体内蓄积的主要指标之一，发汞在体内含量与年龄、生活区域、生活习惯等因素有关。钮志远等[2]通过对安徽8个地区发汞调查分析认为，发汞含量随年龄增大呈先升高后降低趋势，30～50岁人群发汞水平较高，而20岁以前年轻人发汞含量最低为0.228±0．370 μg/g。刘佩佳等[3]对全国12个省市发汞含量的调查结果显示0～20岁组正常人群发汞含量为0.151(0.042～0.314)。另有研究认为正常人的发汞值因地区和饮食习惯而异,国内有报道将3 000 μg/kg发汞值作为正常值上限,而美国环保署(USEPA)规定发汞浓度最大限值为1 000 μg/kg[3，4]，世界卫生组织提出发汞的参考值为2.0 μg/g[5]。

本文调查结果显示,中小学生发汞含量，电厂区及对照区分别为0.104±0.048及0.090±0.030 μg/g,介于全国发汞调查水平及安徽省8个地区的调查水平范围内.但低于中国东部沿海地区大连、上海、舟山、厦门等地居民，可能与当地居民膳食结构相关，即沿海地区居民水产品食用量大，发汞含量较高[4-6]；而阳泉当地居民膳食中鱼类所占比重较少，居民通过膳食摄入汞的含量较少。阳泉调查点学生居民发汞含量主要分布在0.05～0.2 μg/g的较低浓度区间，大部分学生居民发汞含量总体处于较低水平，表明阳泉地区中小学生总体的汞暴露风险水平较低。Aaron Reuben等[7]采用荟萃分析分法统计了2000～2018年发表的有关哺乳期母亲发汞含量的文章，结果进入Meta分析的10项研究中母亲发汞含量均值为0.15 μg/g，作者认为由于汞的毒性和严重的健康问题，建议在全国不同的城市进行管理和定期监测；Aaron Reuben等[8]对秘鲁手工和小规模金矿附近的儿童神经发育缺陷有关的调查研究发现，头发汞水平超过世界卫生组织参考水平的儿童在认知能力方面的得分比他们的同龄人低4.68分。

本次研究结果土壤汞含量及青少年发汞含量分别低于我国及WHO的风险管控值，说明阳泉某燃煤电厂运行释放的汞对周围土壤有及人群影响不大，应继续保持当前的针对汞污染控制的技术措施及管理措施。