土壤中汞污染进展教案分析.doc

土壤中汞污染研究进展 １?土壤中汞的来源 ? 汞在人们赖以生存的岩石、水、大气和生物圈中广泛存在，汞在自然环境中本底值不高。19世纪以来，随着工业的发展，汞的用途越来越多，汞的产量剧增，从而使大量的汞进人环境。目前全世界每年开采利用的汞量约为1万吨以上，其中大多部分成为三废进入环境。如：在氯碱工业中每生产1吨氯，就流失100～200g汞；生产1万吨乙醛就有500～1500?g汞排入环境。采金工业中，用汞提金是简单廉价的工艺，但也造成了大量的汞污染环境。我国是燃煤大国，煤中的汞使大气中汞浓度大大增加，发电厂附近的土壤、水体中汞的含量也随之增高。因此，农产品中汞含量也增加。在日常生活中，大量废弃日光灯和电池中的汞也污染环境。其他如矿藏的开采冶炼，火山的喷发，都是环境中汞的重要来源。而土壤中汞的来源主要由以下几个方面： ? (1)土壤母质，土壤母质中的汞是土壤中最基本的来源，原生岩中汞元素的含量，直接决定着土壤中的汞含量。[]当然，不同母质、岩石形成的土壤其含量存在很大的差异，再加上人类生产活动的影响， 从各种条件下得到的土壤汞含量往往有很大的差异，且不易确定其来源。一般认为；地壳中汞的平均含量为0.8mg/kg，土壤中的背景值为0.01-0.05mg/kg：我国南方土壤汞的含量较低，为0.032—0.05mg/kg，北方土壤较高，为0.17-0.24mg/kg。[]? (2)大气沉降，近些年来的研究表明，大气沉降是土壤汞的一个重要来源。HTAN?hong等人 [1]在测定贵州省不同地区大气汞的月沉降量时发现，遵义地区的汞沉淀量最大可达195(pg·m-2)/month。据王定勇等［］研究，土壤汞含量与大气汞浓度的相关系数为0.741，可见大气汞含量对土壤汞污染的贡献较大。大气汞进入土壤后，因土壤中粘土矿物和有机物的吸附作用，绝大部分迅速被土壤吸持或固定，富集于土壤表层，造成土壤汞浓度的升高。由此，只有很好地控制进入大气中的总汞量，才能避免远离汞源的土壤汞含量持续升高的现象，才能有效地防治土壤汞 (3)直接污染，汞直接进入土壤的途径主要包括工业生产废料和城市生活垃圾的堆放，农用耕作中不合理地施用含汞的肥料和农药以及灌溉等。Reimann等【71通过实地监测，发现欧美各国垃圾中汞含量高达2-5g/t，西安郊区200KM2上的污水灌溉区的土壤汞含量均处于0.52-0.90Mg/kg之间。另外，一些化学肥料的含汞量很高，如磷肥的平均汞含量为0.25Mg/kg，这些都是重要的直接污染源。 ?2?土壤中汞的形态及其迁移转化机理 ? 2.1?土壤中汞的形态 ?汞在自然界中以多种形态存在，一般来讲，汞的形态不同，产生的毒性也不同。因此，在开展汞的污染调查中，为搞清环境中汞的污染状况，必须进行汞的形态分析。汞是一种特殊的重金属元素，在土壤中呈三种价态：0，+1价，+2价。汞与其它金属的不同点是在正常的Eh和pH范围内，汞能以零价存在于土壤中。土壤中汞按化学形态可分为：金属汞、无机结合态汞、有机结合态汞。无机态的汞主要以游离态的Hg2+和Hg+形式存在，有机化合物态的汞以短链烷基汞为主，汞与其他小分子或生物大分子以共价配合，与配体以配位或超分子形式结合所形成的状态为结合态。或者按照另一种使用较广泛的汞的形态分类方法是按操作定义的形态进行分类，它是通过借用或修改土壤化学分析方法而得，即选用合适的试剂将不同地球化学相所结合的金属提取而分成数类，有水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、腐殖质结合态、有机质结合态以及残渣态等。这种分类方法通常适用于对河流悬浮物、沉积物、土壤等环境样品中汞的形态分析，有时也用于煤炭中汞的形态分析。多相混合物中汞的形态一般分为游离态(溶解态)和颗粒态，如天然水、降水中汞的形态可分为溶解态和颗粒(吸附)态，大气中汞的形态分为气态和颗粒态。 2.2?影响土壤中汞形态的因素 ?2.2.1?PH值的影响 ? PH值是影响重金属汞有效性的最重要因素,因为它不仅影响重金属汞在土壤溶液中的形态,而且通过影响土壤颗粒表面交换性能而影响其有效性。在酸性条件下，土壤对Hg2+?的吸附量较大。在pH=3-5时,随着pH的升高,Hg的氢氧化物形式的浓度也呈指数提高,同时,由于汞的氢氧化物形式比Hg-Cl形式更易被吸附,因此,土壤中Hg2+的吸附量提高.但pH值超过5继续升高时,Hg2+的吸附量却会降低,这是因为达到一定的pH以后,pH继续升高,OH浓度也增加,使得Hg(OH)Cl的活性比Hg(OH)2活性更高,同时土壤中的矿物高岭石、斑脱石、含水铁氧化物、二氧化硅吸附Hg2+的量也降低,因此,土壤中Hg2+的吸付量也随之降低。 ?2.2.2?有机质的影响 ?最近的研究表明,土壤可溶性的有机质比固相有机质具有更多的活性点位,是土壤生态系统中一