重金屬汞對地下水污染文獻綜述

喬雯

摘要：重金屬進入大氣、水、土壤環境或生態系統中，通過吸入、飲水等途徑攝入人體，在人體內不斷累積，進而對人體健康產生危害。重金屬 Cr、Cd、Hg、Pb 和 As（其中 As 為類金屬）元素為非生命活動所必須元素，對人類健康危害極大，如，Pb、As 具有致癌致突變作用；Hg 破壞大腦、視力；Cr 會造成四肢麻木；Cd 導致高血壓，引起心腦血管疾病，腎功能失調。因此重金屬在環境中的分布及其來源分析日益引起環境科學工作者的重視。主要介紹了重金屬污染物汞的物理、化學性質、對地下水的污染情況、個別地區對汞污染的土壤治理及修復情況以及國內外的一些研究進程等。

關鍵詞；汞 地下水 化學性質

一、汞

汞是化學元素，元素周期表第80位。俗稱水銀。元素符號Hg，在化學元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常溫常壓下唯一以液態存在的金屬（從嚴格的意義上說，鎵（符號Ga，31號元素）和銫（符號Cs，55號元素）在室溫下（29.76℃和28.44℃）也呈液態）。汞是銀白色閃亮的重質液體，化學性質穩定，不溶于酸也不溶于堿。汞常溫下即可蒸發，汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒（慢性）。

二、礦藏

汞是自然生成的元素，見于空氣、水和土壤中。

汞是一種劇毒非必需元素，廣泛存在于各類環境介質和食物鏈（尤其是魚類）中，其蹤跡遍布全球各個角落。

世界汞礦資源量約70萬噸，基礎儲量30萬噸。擁有汞儲量的主要國家及其基礎儲量有西班牙9萬噸，意大利6.9萬噸，中國8.14萬噸，吉爾吉斯斯坦4.5萬噸。世界汞礦床主要分布在特提斯—喜馬拉雅構造帶上。汞礦床主要類型為碳酸鹽型，其次是碎屑巖型和巖漿巖型。其中碳酸鹽型為最主要，占汞礦床的儲量的90%。

汞礦產于下寒武統地層中，產出與富集嚴格受構造、巖石組合及圍巖蝕變等綜合控制。主礦體呈層狀、似層狀，亦有順層透鏡狀的礦體產出，具明顯的層控特征，屬層控型礦床，被公認為中國最典型的"層狀汞礦床"，對國內外汞的勘查與研究具有重要意義。礦石單一，以辰砂為主。產出以星點狀、浸染狀為主，次為脈狀、條帶狀。礦石選冶性能良好。

三、遷移與轉化

（一）汞循環是重金屬在生態系統中循環的典型，汞以元素狀態在水體、土壤、大氣和生物圈中遷移和轉化。

（二）汞遷移、轉化的主要特點：

（1）汞是在生態系統中能完善循環的惟一重金屬。汞排入水中后，通過食物鏈，受汞污染的水中的魚體內甲基汞濃度可比水中高上萬倍。

（2）汞循環顯示復雜過程包括：顆粒物的遷移；干、濕物的沉降；火山揮發進入大氣；入水沉積污泥中；在細菌作用下生成甲基汞；進入生物體；在生物體內累積。

（3）生物甲基化：在微生物的作用下，金屬汞和二價離子汞等無機汞會轉化成甲基汞和二甲基汞，這種轉化稱為汞的生物甲基化作用。

（4）甲基汞易被人體吸收，排出慢，而且毒性大。這是因為甲基汞易溶于脂類中；汞在體內不易分解，由于其分子結構中有碳-汞鍵不易切斷；是高神經毒劑，多在腦部積累。

四.物理性質

是在常溫、常壓下唯一以液態存在的金屬。熔點-38.87℃，沸點356.6℃，密度13.59克/立方厘米。內聚力很強，在空氣中穩定，常溫下蒸發出汞蒸氣，蒸氣有劇毒。天然的汞是汞的七種同位素的混合物。汞微溶于水，在有空氣存在時溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般動物植物中都含有微量的汞，因此我們的食物中，都有微量的汞存在，可以通過排泄、毛發等代謝。

五 化學性質

溶于硝酸和熱濃硫酸，分別生成硝酸汞和硫酸汞，汞過量則出現亞汞鹽。能溶解許多金屬，形成合金，合金叫做汞齊。化合價為+1和+2。與銀類似，汞也可以與空氣中的硫化氫反應。汞具有恒定的體積膨脹系數，其金屬活躍性低于鋅和鎘，且不能從酸溶液中置換出氫。一般汞化合物的化合價是+1或+2，+4價的汞化合物只有四氟化汞，而+3價的汞化合物不存在。

六、檢驗方法

1.總汞測定

1.1原子熒光光譜分析法：

原理：試樣經酸加熱消解后，在酸性介質中，試樣中汞被硼氫化鉀（KBH4）或硼氫化鈉（NaBH4）還原成原子態汞，由載氣（氬氣）帶人原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態汞原子被激發至高能態，在去活化回到基態時，發射出特征波長的熒光，其熒光強度與汞含量成正比，與標準系列比較定量。

1.2.冷原子吸收光譜法：

原理：汞蒸氣對波長253.7nm的共振線具有強烈的吸收作用。試樣經過酸消解或催化酸消解使汞轉為離子狀態，在強酸性介質中以氯化亞錫還原成元素汞，以氮氣或干燥空氣作為載體，將元素汞吹人汞測定儀，進行冷原子吸收測定，在一定濃度范圍其吸收值與汞含量成正比，與標準系列比較定量。

1.3.硫腙比色法：

原理：試樣經消化后，汞離子在酸性溶液中可與二硫腙生成橙紅色絡合物，溶于三氯甲烷，與標準系列比較定量。

2.甲基汞測定

2.1氣相色譜法：

原理：試樣中的甲基汞，用氯化鈉研磨后加入含有銅離子的鹽酸（1+11），完全萃取后，經離心或過濾，將上清液調試至一定的酸度，用巰基棉吸附，再用鹽酸（1+5）洗脫，最后以苯萃取甲基汞，用帶電子捕獲鑒定器的氣相色譜儀分析。

2.2冷原子吸收法：

原理：同氣相色譜法。但在堿性介質中用測汞儀測定，與標準系列比較定量。

七.得出結論如下：

（1）研究區淺層地下水溢度、水中氡、淺表地溫、水化學組分、放射性氡及土壤微量元素各方面存在不同程度的異常，異常顯示的分布形態主要為線狀分布，線狀異常分布有NE、Nw兩個方向，Nw方向表現為多組線狀異常。

（2）研究區淺層地下水各項測量指標符合國標II類飲用水標準，但是汞含量屬于III類水范圍，總體水體環境較好；研究區土壤相對于地殼豐度，As、Bi、B等是相對富集的：與全國土壤的背景值相比，B、Bi含量偏高：與平原區土壤相比，As、Bi、sr、B富集明顯。B的富集對農業生產有益，表明土壤養分供給能力較好；有害元素Hg、As一定富集，但是較之國家一級土壤環境質量標準規定含量偏低，認為研究區地球化學環境無自然污染，土壤原生地球化學環境潔凈。排除異常是由人為因素或地表污染所致，確定異常系地球化學原生異常。

（3）對地下水宏量組分進行聚類分析將水化學指標分為四類：TDs與ca2+、Hc03一聚為一類：s042。與M92+歸為一類；l洙a+、cl‘為一類；另外就是c02，總溶解性固體與Ca”、眥Of相關性很好；同時進行了主成分分析，找出了影響區內淺層地下水化學組分形成的主要因素，聯系到具體的水文地質條件，表明這些主要因素即為該區主要的水文地球化學作用，即溶濾作用，水巖作用，石膏層溶解作用。

（4）通過對土樣進行聚類分析，將微量元素指標歸為4類，As、Bi、sb為一類，共生性很好，異常相伴出現；B、Hg、sr各為獨立指標，Hg波動最大，屬于強分異型，其他指標均在中分異型之列；主成分分析顯示影響土壤特性的第一主因子為硼，第二主因子為鍶，第三主因子是汞。各元素的異常基本反映土壤母質成分，也與區內地質構造環境有關。硼元素相對富集是由于沖積扇及龍泉山紫色土本身性質決定；Sr含量高低反映了研究區地層和碳酸鹽巖成土母巖特征；Hg異常一定程度上反映了斷裂活動和深部地熱。

參考文獻

[1]基于三角模糊數的生活垃圾填埋場重金屬污染綜合評價_黃志亮

[2]金屬礦山地下水重金屬污染特征及評價方法研究_呂炳旭

[3]某礦區土壤和地下水重金屬污染調查與評價_雷鳴