桂林市區大氣汞的分布特征①

嚴春梅，梁 英，黃 力，莫德清，高 清，余 俊

（1.桂林電子科技大學 生命與環境科學學院，廣西 桂林 541004；2.桂林電子科技大學 法學院，廣西 桂林 541004）

汞是環境中毒性最強的重金屬元素之一，極易揮發，可在全球范圍內遷移轉化，是科學界的研究熱點［1］。大氣汞的主要形態為氣態單質汞、活性氣汞和顆粒態汞［2］，它是汞的生物地球化學循環的一部分，與人們的生活和健康息息相關。桂林市是世界著名的風景游覽城市和歷史文化名城，享有“山水甲天下”之美譽，但有關桂林市大氣汞的研究鮮有報道。為此，通過實驗測定桂林各監測站點大氣汞的濃度，考察桂林市大氣汞的空間分布；同時以典型采樣點為對象，研究大氣汞的日變化趨勢及季節特征，據此解析桂林市區大氣汞污染的主要來源，為桂林市環境保護和治理提供參考依據，同時為汞的生物地球化學循環提供基礎數據。

1 實驗部分

1.1 研究區域及采樣站點

桂林市地處廣西壯族自治區東北部，地理坐標為北緯25°27.53′，東經110°28.10′，平均海拔150m，屬于典型的巖溶地貌。桂林市主要以微電子、橡膠、醫藥為支柱產業［3］，是全國重點旅游城市，市區人口為60萬左右。根據大氣監測布點原則，參照桂林市環境監測站大氣監測布點位置，從北至南設置如圖1所示的4個采樣點，即甲天下廣場、中心廣場、第八中學、桂林電子科技大學花江校區（以下簡稱桂電花江校區）。其中：甲天下廣場緊靠桂林市高新技術開發區；中心廣場為市中心位置，是居民區和商業區混雜區，人口密度大；第八中學位于工業比較密集的南部區域；桂電花江校區遠離市區，設為對照點。

圖1 采樣點分布Fig.1 Sampling stations

1.2 樣品采集及測定

樣品的采集與測定參照文獻［4］中大氣總汞的測定方法，采用金柱富集法采樣大氣中汞，之后將金柱在500℃以上高溫進行熱解析，捕集的氣態汞以汞蒸氣的形式進行原子熒光法測定，采樣流速為0.50 L／min，采集的大氣體積為15～30L。采樣的同時記錄采樣日期、時間、氣溫和天氣情況。

2 結果與分析

2.1 桂林市市區大氣汞的空間分布

各采樣點大氣汞的濃度測定結果如圖2所示。由圖2可知，2013年5月23日（代表夏季）各采樣點大氣汞濃度為7.80～11.18ng／m3，明顯高于2013年4月16日（代表春季）的濃度3.42～5.50ng／m3；同一采樣時間，各采樣點大氣汞的濃度無明顯差異，說明桂林市人口密集區、商業繁榮區和工業區大氣汞濃度與對照點的大氣汞濃度無明顯差異。近年報道：北京大氣汞濃度為6.20～16.70ng／m3［5］，重慶為8.50ng／m3［5］，長 春 為18.40ng／m3［5］，廣 州 為5.40 ng／m3［5］，貴陽為9.72±10.20ng／m3［6］，廈門為11.04ng／m3［7］，南京主城區為0.40～98.20ng／m3［8］，我國臺灣中部為6.14±3.91ng／m3［9］，美國密西西比為1.54±0.32ng／m3［10］。桂林市大氣汞的春季平均濃度為4.76±0.94ng／m3，夏季平均濃度為9.40±1.41ng／m3，明顯高于美國的密西西比，與中國其他城市（除南京、長春外）處于同一水平。盡管各個城市工業布局、經濟水平各有差異，但大氣汞濃度處于同一水平，進一步說明大氣汞的大氣遷移性很強。

圖2 各采樣點的大氣汞濃度Fig.2 The concentration of atmospheric mercury in the different sampling stations

2.2 大氣汞濃度的日變化規律

為了研究桂林市大氣汞的日變化規律，選擇桂電花江校區為研究對象，在不同天氣情況下，如晴天、多云間陰天和雨天，測定一天中不同時間段的大氣汞濃度，結果如圖3所示。從圖3可看出，晴天大氣汞的濃度為0.28～9.24ng／m3，日平均濃度為4.58ng／m3；多云間陰天大氣汞濃度為1.03～4.17ng／m3，日平均濃度為2.50ng／m3；雨天大氣汞濃度為1.85～5.30 ng／m3，日平均濃度為3.31ng／m3。不同天氣狀況下，日平均濃度稍有差異，但一天中變化趨勢基本相似，即大氣汞的濃度在早晨最低，然后逐漸上升，于中午或午后達到最高點，之后又呈現緩慢下降趨勢。

2.3 不同天氣大氣汞濃度

從2013年4月18日至5月23日在桂電花江校區定點進行采樣，分析不同天氣大氣汞濃度的變化情況，采樣時間均為中午12：00至14：00，數據如表1所示。從表1可看出，大氣汞的濃度范圍為4.36～12.62 ng／m3，平均值為7.47ng／m3。為了進一步探討大氣汞濃度的變化規律和來源，將表1中的數據按天氣情況進行分類，晴天的汞濃度平均值為10.14±2.10 ng／m3，多云間陰天的汞濃度平均值為5.62±0.82ng／m3，雨天的汞濃度平均值為7.71±0.96ng／m3。因此，大氣汞濃度晴天為最高，雨天次之，多云間陰天最低。

圖3 花紅校區大氣汞濃度的日變化曲線Fig.3 The daily variation curve of atmospheric mercury in Huajiang Campus

3 結束語

通過金柱捕集－原子熒光方法對桂林市區大氣汞濃度進行了采樣測定，實驗結果表明：

1）桂林市區大氣汞的空間分布無顯著特征，各個采樣點的大氣汞濃度處于同一水平，沒有特別突出的高濃度點。根據季節的不同，各個采樣點的大氣汞濃度夏季明顯高于春季。

2）大氣汞的濃度晴天時最高，雨天次之，多云間陰天最低。而在不同的天氣情況下，大氣汞的濃度有相同的趨勢：早晨偏低，然后呈逐漸上升的趨勢，于中午或午后達到一天中最高點，之后又呈緩慢下降趨勢。影響大氣汞濃度的主要因素為天氣狀況。

表1 桂電花江校區的大氣汞濃度Tab.1 The atmospheric mercury concentration in Huajian campus

［1］Lin Yan，Vogt R，Larssen T.Environmental mercury in China：a review［J］.Environmental Toxicology and Chemistry，2012，31（11）：2431－2444.

［2］Fu Xuewu，Feng Xinbin，Sommar J，et al.A review of studies on atmospheric mercury in China［J］.Science of the Total Environment，2012，421／422：73－81.

［3］潘建民，黃進.論桂林發展休閑度假旅游的戰略選擇［J］.桂林旅游高等專科學校學報，2003，14（6）：5－9.

［4］陳進生.海水脫硫電站燃煤過程中汞的形態轉化與排放特性研究［D］.廈門：廈門大學，2007：28－29.

［5］李哲民.大氣汞污染的研究進展與監測方法［J］.環境與可持續發展，2012（5）：24－28.

［6］Fu Xuewu，Feng Xinbin，Qiu Guangle，et al.Speciated atmospheric mercury and its potential source in Guiyang，China［J］.Atmospheric Environment，2011，45（21）：4205－4207.

［7］李紅英，羅津晶，李金蘭.廈門市秋冬季節大氣汞污染調查［J］.環境科學與管理，2009，34（9）：48－52.

［8］姚珺，曹璐璐.南京市主城區大氣汞情況分析［J］.中國高新技術企業，2010（25）：102－103.

［9］Huang Jiaoyan，Liu Chia－kuan，Huang Ci－song，et al.Atmospheric mercury pollution at an urban site in central Taiwan：mercury emission sources at ground level［J］.Chemosphere，2012，87（5）：579－585.

［10］Jiang Yi，Cizdziel J V，Lu Duanjun，et al.Temporal patterns of atmospheric mercury species in northern Mississippi during 2011－2012：influence of sudden population swings［J］.Chemosphere，2013，93（9）：1694－1700.