銅仁市汞礦區內土壤汞污染的調查分析*

唐幫成，王曉斌，郭洪剛

(銅仁學院材料與化學工程學院，貴州　銅仁　554300)

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銅仁市汞礦區內土壤汞污染的調查分析*

唐幫成，王曉斌，郭洪剛

(銅仁學院材料與化學工程學院，貴州銅仁554300)

為深入了解銅仁汞礦區內土壤總汞和氣態汞的污染特性，應用原子熒光吸收光譜法，分別對銅仁萬山、云場萍和路臘村汞礦區不同位置土壤中的總汞和氣態汞進行了測定。結果表明銅仁市汞礦區土壤中總汞和氣態汞的均值為162.75 mg/kg和86.26 mg/kg，明顯高于其他城市，這可能與銅仁的工業歷史有關。研究表明，煉汞廢渣可能是農田土壤中汞污染的主要來源和大氣的沉降作用是農田土壤中汞污染的主要途徑。

汞礦區；土壤污染；調查

銅仁汞礦區地處貴州東緣武陵山區，與湘西山水相接，位于貴州省銅仁市的東北部方向，包含萬山汞礦帶、云場坪鎮汞礦區等多個大中型汞礦開采中心。地理坐標為東經109°20′，北緯27°30′左右，東西綿延26 km，南北貫通30 km，面積覆蓋約400 km2，山區的各處均有汞礦的分布。建國后，隨著我國工業化的大步推進，大量的冶煉生產車間分布于礦區的各處，致使數以萬計的汞礦廢棄物堆放在山坡上，對當地的生態和人民的身體健康造成了巨大的傷害[1-5]。為深入了解銅仁汞礦區內土壤總汞和氣態汞的污染特性，本研究對萬山汞礦區、路臘村開采中心和云場坪開采中心進行了土壤及其植物的采集[6-9]，布置了4個大型的土壤采樣點，采集的樣品數量近200個，并對樣品進行分析處理，以了解銅仁汞礦區農田土壤中汞污染的主要途徑。

1　試驗方法

1.1分析試樣的采集

對萬山汞礦區的主要冶煉中心“三百噸”及主要的開采中心“四坑”進行系統的土壤采集，土壤樣品沿礦區山谷的兩岸分布共21個，其中水田土壤樣品6個，旱地土壤樣品15個。云場萍開采中心的土壤樣品主要沿山谷下的冶煉廠和主要的開采中心分布，共12個，其中含水田土壤樣品3個，旱地土壤樣品9個。對路臘村開采中心進行土壤進行采樣，得到土壤樣品12個，其中包含7個水田土壤樣品和5個旱地土壤樣品。每個土壤樣品用土壤采集器在邊長為5 m的正方形田地中，采集其四個頂點和中心點處的田地表層土壤(0～20 cm)。采集后的土壤用四分法選取其中1 kg土壤為其混合土壤樣品。樣品以聚乙烯塑料袋封裝后保存，將樣品帶回實驗室自然風干，均勻縮分候，將其研磨至小于100目待測[3]。

1.2試樣的消解和分析試液的制備

對于土壤中汞含量測定的消解方法主要有濕法和干法兩種方案，且以濕法消解為人們研究的最為深刻和應用的最為廣泛。業界已經普遍承認——不同的濕法消解方式對土壤樣品的消解程度不完全一致。因此，能否采用恰為合適的消解方案對測定值的準確與否至關重要。

為研究并對比了多種土壤的消解方案，結果發現采用濃硫酸、濃硝酸和高錳酸鉀加熱預消解能得到較為理想的結果[10]，具體見表1。

表1　銅仁市不同汞礦區不同位置土壤中總汞含量的均值

2　結果與討論

2.1分析樣品溶液中汞含量的測定

消解后的土壤樣品溶液采用原子熒光吸收光譜法進行土壤含汞量的測定，儀器的檢測范圍為0.004 mg/kg以上。銅仁市不同汞礦區不同位置土壤含汞量以及其氣態汞含量的平均值見表2和表3。

表2　銅仁市不同汞礦區不同位置土壤中總汞含量的均值

表3　銅仁市不同礦區不同位置土壤總汞均值與其氣態汞含量均值

2.2銅仁汞礦區內土壤汞污染調查結果分析

銅仁市汞礦區內土壤中總汞含量的平均值為162.75 mg/kg，明顯高于《土壤環境質量標準》GB15618-1995中土壤總汞的含量1.0 mg/kg(pH大于7.5)。我們通過實驗數據可以得出：同一汞礦區內(萬山汞礦區)土壤總汞含量在不同的地區含量差異較為明顯，在冶煉區(萬山三百屯)處的土壤總汞含量要明顯高于其開采中心(萬山四坑)處的土壤總汞含量。另外，地理位置存在差異的汞礦區內農田土壤總汞的含量也有所不同，萬山汞礦區土壤的總汞含量的均值為254.00 mg/kg明顯高于云場坪開采中心土壤總汞含量的均值121.52 mg/kg和路臘村開采中心土壤總汞含量的均值21.50 mg/kg。此外，可看出在土壤中氣態汞含量占總汞含量的50%以上。根據以上現象，推測銅仁汞礦區不同位置土壤中總汞的含量可能與土壤中汞的來源以及人們對汞的冶煉和開采程度有關。以實驗數據為依托，經過對比分析得出：

(1)受汞污染較重的土壤均靠近或與礦區爐渣堆或冶煉中心相接觸，土壤中的汞可能通過河流或降水的方式污染當地居民的飲水源，間接危害人的健康；其次，土壤中的汞大部分以單質態的形式存在，可能通過多種途徑對礦區邊遠處的土壤造成二次污染。

(2)在距離礦區中心1～3 km的范圍內分布有大量的農田，土壤中的汞可能被農作物吸收，假使這些農作物被人食用，無疑會對當地居民的健康造成巨大的傷害。

(3)礦區內農田土壤中的對人和作物的健康存在危害的汞污染的來源可能與大氣的沉降作用有關。在萬山三百噸處，當地無污染性的河流經過，然而土壤中的汞的含量卻很高，可能是在大氣中的汞蒸氣被大氣中的塵埃吸附，并隨之沉降下來，從而造成當地農田土壤中具有危害的汞的含量有所上升。

(4)礦區內的爐渣大部分被人為隨意堆棄而且未經處理，極有可能是當地土壤中汞的重要污染源。

(5) 礦區內土壤中高含量的汞可能在土壤微生物的作用下，發生形態上的變化而形成劇毒性甲基汞，以至對當地的生態系統造成致命性的傷害。由此可知冶煉中心的爐渣為汞的主要污染源，大氣的沉降作用是土壤中汞污染的主要途徑。

3　結　論

(1)銅仁市汞礦區土壤中總汞的含量均值為162.75 mg/kg，波動范圍在21.50 mg/kg到309.25 mg/kg之間，明顯高于《土壤環境質量標準》GB15618-1995中土壤總汞的含量1.0 mg/kg(pH大于7.5)。土壤中單質汞的均值為86.26 mg/kg，約占總汞含量的50%。

(2)銅仁市汞礦區的不同位置土壤總汞的含量有著明顯的不同。由數據可知，冶煉中心處的含汞量要明顯高于其開采中心處的土壤含汞量，進而推知冶煉廢渣為土壤中汞的主要污染源。

(3)萬山汞礦區的土壤中的總汞含量要明顯高于云場萍開采中心和路臘村開采中心土壤的總汞含量，這可能與當地的工業背景有密切關系。

(4)汞礦區內土壤中單質汞的含量約占總汞含量的50%以上，由此推知，大氣的沉降作用可能為土壤中汞的主要污染源，并有可能對周邊環境造成二次污染。

(5)土壤中甲基汞的存在，將導致農作物體內含汞量的集聚，繼而對當地的生態系統造成致命性傷害。

[1]王志平,王鳳英,烏日娜.重金屬汞的污染與危害[J].集寧師專學報,2006,28(4):71-75.

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[3]戴智慧,馮興斌,張超,等.萬山汞礦區表層土壤汞遷移[J].生態學雜志,2012,31(8):2103-2111.

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[6]許巖,陳永青.我國環境汞污染現狀及其對健康的危害[J].職業與健康,2012,28(7):879-881.

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[8]趙訓.萬山汞礦區環境污染及其防治對策[J].采礦技術,2010,10(1):52-54.

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[10]丁振華,王文華.土壤消解方法研究及對上海浦東環境汞背景值初步調查[J].土壤,2004,36(1):65-67.

Investigation on Mercury Contamination of Soils Collected from Tongren Hg-mineral Areas*

TANG Bang-cheng，WANG Xiao-bin,GUO Hong-gang

(College of Material and Chemical Engineering Tongren University,Guizhou Tongren 554300,China)

In order to understand the pollution of total mercury and gaseous mercury in soils collected from Tongren Hg-mineral areas,soil samples collected from different locations of Wanshan,Yunchangping and Lula village were determined by atomic fluorescence absorption spectrometry.The results indicated that the total mercury and gaseous mercury in soils were 162.75 mg/kg and 86.26 mg/kg in average,which were significantly higher than the ordinary level and may be attributed to the industrial history of Tongren.Studies showed that mineral deposits were likely to be the main source of mercury pollution in soil and atmospheric sedimentation was the main way of mercury pollution in air,respectively.

Tongren Hg-mineral areas;soil pollution;Hg analysis

貴州省科技廳聯合基金項目(黔科合LKT字[2012]15)；貴州省大學生創新訓練項目(201410665012)。

唐幫成(1965-)，男，副教授，研究方向：環境污染與防治。

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1001-9677(2016)04-0104-03