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城市汞污染土壤中Hg的形态特征

2017/11/13 11:35:14  来源:《物探与化探》   作者:王之峰等   我要投稿

摘要:介绍了我国13个城市及其周边地区汞污染土壤中汞的形态特征研究成果。通过对汞污染土壤化学分析、形态分析、热释汞研究、重矿物研究发现,我国城市汞污染土壤中HgS是Hg的主要存在形态,13城市汞污染土壤重矿物研究中辰砂的大量出现及其含量与分布特征也进一步佐证了这一结论。汞污染土壤中汞污染程度越高,HgS含量越高,辰砂出现几率越大,且含量越高。该成果对我国汞污染调查研究和汞污染土壤生态地球化学环境评价具有重要的理论价值和实际意义。

汞污染土壤

关键词:汞污染土壤;热释汞;土壤地球化学;辰砂;生态地球化学环境评价

分布在城市及其周边的重金属污染具有其特殊性。主要表现在成因类型多样,控制因素复杂。从理论上分析,在城市及城市聚集带内,构成土壤地球化学污染的物质可以有不同的来源,既可以是自然营力(水流、风及次生地质过程等)作用的结果,也可以是自然和人为因素共同作用的结果。朱立新等在位于长春、南京、漳州和广州的多个汞污染 区内发现了大量的Hg的硫化物矿物——辰砂,改变了人们过去对土壤汞污染的片面认识。那么,如此多的辰砂是从哪里来的呢?此类情况在城市土壤环境中仅仅是个案,还是一种普遍现象?辰砂与土壤中其他形态的汞之间具有什么样的分配与平衡关系,在此前提下怎样解析和评价土壤汞污染及其生态地球化学效应才更近真实,更具指导意义?针对上述问题,2005年地质调查项目和2008年所长基金项目工作中对中国东部、中西部13个重点城市及其数十个周边城镇开展了生态地球化学调查。工作的重点是采用多种技术方法综合考察我国城市汞污染现状、空间分布特征和规律,对Hg的存在形态等进行探索性研究,对比不同方法在城市环境研究中的实用性,寻找一种快速、有效的土壤汞污染研究、评价技术方法。

1 样品采集和测试研究方法

在每个试验区内,采样点布置在市区或近郊土 壤层位未受到明显人为扰动的地方。在每个采样点,同时配套采集化学分析样品、土壤重砂样品、热释汞样品。项目研究共选送实验室化学分析样品 655件,热释汞全分析655件,热释汞形态分析203件,相态分析51件,土壤重矿物分析541件。

表层采样深度为0~-20cm,垂深剖面0~-200cm,采样间距为20cm。土壤化学分析样品和热释汞样品总重量不少于300g,风干后过20目筛,筛下部分研磨至180目备用。重矿物研究的土壤样品每件重5kg。

土壤热释汞采用XG-7Z型塞曼测汞仪测定,热释温度为800℃,采用国家一级标样GSS-9和GSS-11进行质量监控,操作过程严格按照DZ0003-91 《汞蒸气测量规范》执行,测试数据符合质量要求。样品中汞热释特性的测定采用非连续热释法,即根据不同相态汞的生成热不同,在不同温度下加热样品,测定释放的汞量,来反映不同相态的汞。

土壤Hg相态分析委托广州矿产资源监督检测中心分析,方法和各项质量参数均按中国地质调查局“覆盖区多目标地球化学调查样品测试及质量监控暂行规定”的要求执行,分析质量合格。

土壤重矿物鉴定由河北省区域地质矿产调查研究所完成,操作过程严格按照DZ0130-94《地质矿产实验室测试质量管理规范》执行。

2 我国城市汞污染的总体特征

13个中心城市及其周边土壤表层土壤样品分析结果统计显示(表1),我国城市环境Hg异常,总体特征是不同城市、不同类型城市污染程度不同,同一城市不同功能区的污染程度也有一定差异。地理位置分布上从东南向西北强度逐渐降低,这与我国土壤环境Hg背景值的分布规律相一致。广州、南京、漳州土壤环境质量超过国家颁布的三级标准,其余 10个城市土壤环境质量都在二级以上,老城市、工业型城市、靠近山前的城市土壤汞含量较高。汞的表层富集特征比较明显。

表1 13城市土壤汞含量特征

13城市土壤汞含量特征

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文章关键词:汞污染 汞污染土壤 重金属污染

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