汞的環(huán)境地球化學(xué)研究進展

陳福莘

（曲阜師范大學(xué)，山東曲阜 273165）

汞的環(huán)境地球化學(xué)研究進展

陳福莘

（曲阜師范大學(xué)，山東曲阜 273165）

汞俗稱水銀，屬于全球性的污染物之一。為了減少汞排放和產(chǎn)品的使用，使其控制在一個可控的范圍內(nèi)，于2013年10月在日本的水俁市簽訂了汞國際使用條約。分別對大氣汞、水生生態(tài)系統(tǒng)汞和人體汞暴露的危害等方面對汞的地球化學(xué)進展進行了分析研究。

汞；環(huán)境地球化學(xué)；研究進展

汞具有極強的毒性，屬于重金屬污染物，已經(jīng)被我國和國際上的多個環(huán)境保護組織列為優(yōu)先控制污染物[1]。相比常規(guī)性的污染物，汞造成的污染危害具有極強的嚴重性和復(fù)雜性，甚至有的方面已經(jīng)超過了持久性有機污染物的危害。汞所呈現(xiàn)出的形態(tài)不同，其展現(xiàn)出來的毒性也存在著極大的差距，在汞化合物中甲基汞具有最強的毒性，對神經(jīng)心血管和免疫系統(tǒng)都有極強的毒性，甚至?xí)掳o機汞的毒性相對來說比較小，人類日常活動排放到環(huán)境的汞多數(shù)為無機汞，但是經(jīng)過一些列的轉(zhuǎn)化會形成甲基汞。

為了有效地解決汞污染帶來的嚴重危害，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃部門先后五次召集各國政府進行談判，于2013年制定了國際汞公約。在同年包括我國在內(nèi)的140多個國家一致通過了關(guān)于汞排放和汞產(chǎn)品的公約文本，這是全球第一個具有法律約束力的國際汞公約，該公約由于在日本簽署也被稱之為《水俁公約》，成為了最高層次的國際法。我國政府也積極參與到汞污染防護中，國務(wù)院于2011年頒布了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，將汞污染物列為重點管理重金屬，并制定了汞污染排放量額指標。隨后于2013年正式啟動973汞污染特性、環(huán)境和減排技術(shù)項目，這說明我國對于環(huán)境汞污染給予了高度的重視。

1 大氣汞研究進展

在眾多的重金屬中，汞是唯一一種能夠以氣相的方式存在于大氣中[2]。在全球生物地球化學(xué)循環(huán)中汞對于大氣的依賴性極高，并且大氣對汞產(chǎn)生非常重要的作用。根據(jù)物理化學(xué)形態(tài)，大氣汞可以分為氣態(tài)單質(zhì)、活性氣態(tài)和顆粒三種類型汞。氣態(tài)類型的汞占大氣汞的90% 以上，顆粒汞所占的比例通常在10% 以下。其中在氣態(tài)汞中主要類型是氣態(tài)單質(zhì)汞，在氣態(tài)總汞中活性汞所在的比例為3%左右。氣態(tài)單質(zhì)汞所表現(xiàn)的水溶性和干沉降速度都較低，并且其化學(xué)反應(yīng)惰性比較大，通常滯留在空氣的時間為2a左右，在全球大氣污染物中屬于主要的常見物質(zhì)之一。活性氣態(tài)汞和顆粒汞所表現(xiàn)出來的水溶性和干沉降速度相比氣態(tài)單質(zhì)汞要高，通常滯留在大氣中時間從數(shù)個小時到數(shù)周的時間，但是不進行遠距離的傳送。汞的不同形態(tài)確定了其不同的沉降特性。氣態(tài)單質(zhì)汞的水溶性比較低，所以其沉降速度一般在 0.19cm/s 左右，而顆粒汞的沉降速度可以達到 2.1cm/s，而活性氣態(tài)汞的沉降速度達到了 7.6 cm/s。通常大氣汞的主要來源為人為活動和自然過程。其中人為活動主要包括了各種燃料燃燒、有色金屬的冶煉和煉汞的活動都容易出現(xiàn)大氣汞，排放容量為 2 100t/a。自然源主要是受火山、地?zé)岷盟w揮發(fā)等影響所形成的。當(dāng)前，對于自然源排汞的清單還需要進一步的完善，排放容量達到了 1 800～7 800t。通過近些年的研究，發(fā)現(xiàn)在全球人為源排放汞中亞洲是最多的區(qū)域，汞的釋放量達到了 1 000t/a，占到了全球的一半左右，其中我國是人為源造成汞排放最多的國家，為 700t/a。

2 水生生態(tài)系統(tǒng)中汞的研究進展

近些年來，水生生態(tài)系統(tǒng)中汞的研究重點主要集中在樣品中痕量汞的形式剖析方式的改進中，以及汞在水和沉積物中的循環(huán)、移動和轉(zhuǎn)換，尤其是對汞的甲基化機制、富集機理和生物體內(nèi)汞的積累動態(tài)學(xué)的研究，另外對汞和其他污染物產(chǎn)生的復(fù)合污染效應(yīng)和汞在水中的傳播和預(yù)測模型研究[3]。

水生生態(tài)系統(tǒng)汞所涉及的地球化學(xué)研究是多樣的，其中主要囊括了沉積物、水界面和水體等，通過采取樣品進行汞的測定，其中樣品范圍主要包括魚類、水中沉積物和水等。由于天然水含有的汞比較少，極容易受到污染，若是采取直接提取樣品水和沉積物的方式很難獲得比較準確的數(shù)據(jù)結(jié)果，所以不僅要采取實驗室樣品分析的方法，同時要根據(jù)不同的樣品確定不同的采集方式、存儲方式以及分析測驗方式，從而確保實驗室檢驗法具有較高的準確度、靈敏度、經(jīng)濟性以及便于操作的簡單性。

3 結(jié)束語

近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源、資源大量消耗，造成了一些汞污染問題或者潛在的汞污染問題。作為一個負責(zé)任的大國，我國政府對全球汞污染問題高度重視，在加大環(huán)境保護工作的同時，在自然過程和人為活動向大氣的排汞通量、土法煉鋅和土法煉汞對生態(tài)環(huán)境的影響、大規(guī)模汞礦開采造成的環(huán)境汞污染、高汞背景和多汞污染來源地區(qū)水庫汞的生物地球化學(xué)循環(huán)演化特征等方面投入了大量的人力、物力和財力，進行了深入系統(tǒng)的研究，并取得了具有國際影響的重要成果，為保護和改善環(huán)境作出了積極貢獻。

[1] 陳旭 .汞的環(huán)境地球化學(xué)研究進展 [J].地球，2016，（11）.

[2] 童銀棟，張巍，鄧春燕，等 .大氣汞均相和非均相化學(xué)反應(yīng)過程研究進展 [J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2016，36（5）：1515-1523.

[3] 吳勝蘭，金林，孫榮國，等 .水體甲基汞光化學(xué)降解研究進展 [J].廣州化工，2016，44（23）：15-18.

Advances in Environmental Geochemistry of Mercury

Chen Fu-xin

Mercury commonly known as mercury，one of the global pollutants.In order to reduce mercury emissions and the use of the product，to control it within a controlled range，in October 2013 in Minamata City，Japan signed the International Treaty on the use of mercury.In this paper，the geochemical progress of mercury is analyzed in terms of atmospheric mercury，mercury and mercury exposure in aquatic ecosystems.

mercury ；environmental geochemistry ；research progress

P59-1

：B

：1003–6490（2017）07–0198–01

2017–05–24

陳福莘（1995—），男，山東青島人，主要研究方向為應(yīng)用化學(xué)。