环境介质中铊的分布和运移综述.doc

 环境介质中铊的分布和运移综述 吴颖娟 陈永亨 王正辉 (广州师范学院环境应用化学研究所 ,广州 ,510405) 摘 要 本文综述了铊在岩矿石 、土壤 、植物 、动物及大气等环境介质中的分布和运移机理及一些生物效应 。 在矿床中 ,铊主要分布在低温热液铊 、铅 、锌 、锑 、汞 、砷等矿床中 ,铊的富集与其亲硫性及有机质密切相关 , TlCl 4 ] - 是铊迁移的主要形式 。在土壤中 ,铊主要以水溶态 、硫化物结合态 、硅酸盐结合态和有机质结合态 存在 ,水溶态的铊容易迁移 。在植物中 ,铊的运移与钾在植物中的传输有关 。在动物中 ,铊对各组织器官的 亲和能力依次为 :肾 睾丸 脾 前列腺 毛发 。在大气中 ,铊主要以 Tl F 形式迁移 。 关键词 铊 环境介质中铊 铊迁移富集 铊的环境效应 中图分类号 : P618 . 88 文献标识码 : A 继滥木厂汞铊矿床和南华砷铊矿床之后 ,在 贵州省境内又发现了杨家湾铊矿点 ,目前已发现 铊的独立矿物 40 多种1 ～4 。铊矿物和铊矿床的 发现证明 ,铊已不是传统称的分散元素 ,故弄清铊 的分布和运移机理 ,对铊元素的重新论定非常重 要 。 铊的电子构型是 6 S26 P1 。一般认为 ,一价铊 的化合物比三价铊的化合物稳定是由于惰性电子 对效应 ,其 6 S 电子具有较高的电离能而不易参与 成键 。铊的原子序数为 81 ,原子序数大的元素本 身的成键能力较差 ,同时铊在形成三价化合物时 需要激发能 ,故一价铊化合物比三价的更易形成 , 也更稳定 。我国铊研究目前主要涉及铊矿物 、铊 矿床和环境地球化学 及 某 些 病 理 研 究5 ～8 。本 文综述了铊在各种环境介质中的分布和运移机理 及一些生物效应 ,希望能对上述铊的研究有所裨 益 。 和铷的氧化钙型盐卤中铊的含量可达0 . 02～2 . 76 mg/ L 7 ～9 。对滥木厂铊矿床矿石的组成分析显 示 ,铊在原生矿石中的含量远比氧化矿石高 ,表明 铊从原生矿石氧化呈氧化矿石时已绝大部分被淋 滤10 。铊 是 强 淋 滤 元 素 。龙 江 平 ①、王 正 辉 (2000) 11 ,及作者12 分别采用氯化钠 、硫酸钠 、 硫酸亚铁 、苹果酸及硫酸 ,硝酸对含铊矿石 ,含铊 废渣 (主要成分为赤铁矿和磁铁矿) 进行的静态 (浸泡) 、准动态及动态模拟淋滤均表明 ,铊的迁移 速率较快 。成矿地球化学模拟 实 验 表 明 , 低 p H 值和温度升高有利于岩矿石中铊的活化 、迁移 ,即 使在低温条件下 ,铊也有很高的溶解性 ,成矿流体 中铊可能呈氯 、硫 、砷配合物迁移 ①。TlCl 4 ] - 是 铊迁移富集的主要形式之一 。在 298 K 时 , Tl 2 Cl4 ] - 的自由能 △Gf 为 - 421 . 7 kJ / mol13 。从热 力学角度看 ,铊自发反应的推动力是很大的 ,也就 是说 , Tl3 + 很容易与 Cl - 形成配离子 。龙江平 ①以 氯化钠作流体介质的浸泡实验表明 ,p H 值越低 , 流体盐度越高 , 越有利于矿石中铊的活化 , 而低 p H 值 、高盐度正有利于 TlCl 4 ] - 的形成 。张忠等 (1998) 2 通过计算得知卤素元素与 Tl3 + 可形成 配合物 ,其稳定常数在 106 ～ 1011 之间 , 可稳定存 在于自然界 。铊富集程度与盐度的 n 次方成正比 ( n Ε 1) , 当配合达到平衡时 , 水中铊含量迅速上 升 。当水中 有 大 量 氟 、氯 时 , 铊 更 为 富 集7 。因 1 铊在岩矿石中的分布与运移 铊主要分布在低温铊 、铅 、锌 、锑 、汞 、砷等矿 床内及沉积锰矿 、盐矿 、硫蚀矿床 、多金属矿床内 。 伟晶岩的钾长石和云母中含少量铊 ,但在富集钾 收稿日期 :2000207203 ;修回日期 :2000207226 基金项目 :广东省自然科学基金 ( 980383) 和广东省环保局基金资 助项目 第一作者简介 吴颖娟 ( 1962 - ) 女 实验师 从事环境化学 研究 ① 龙江平 ,黔滇地区富 ( 含) 铊矿床的低温地球化学及环境 效应研究 ( 中国科学院地球化学研究所博士学位论文) ,1994 。 此 ,氯对铊的迁移与富集有重要作用 。铊在岩矿 层中的富集首先是通过形成 TlCl 4 ] - 等卤素配合 五十年间 土 壤 含 铊 量 从 0 . 30 ～ 0 . 85 mg/ kg 增 至 0 . 60～ 1 . 0 mg/ kg 。在垂直分布上各土层中的含 铊量存在差异 ,通常表土的铊含量较高 ,土壤