案例研究｜深圳市清水河垃圾焚烧厂周围地区优势植物的汞污染研究

2.3植物总汞的空间分布特征

生长在不同地点的同种植物总汞浓度同样存在空间差异，对其空间分布特征进行研究，可以从另一个角度分析该垃圾焚烧厂对周围植物的影响。所采集的6种植物主要分布在主导风向下风向，即西北和西南方向;东北方向只采集了大叶相思和台湾相思，且样品数量较少。所以，本研究只讨论主导风向下风向西北、西南2个方向植物总汞的空间分布特征。

2.3.1西北方向

西北方向采样点分布在人为干扰较小的山林中，且与山脊走向基本一致。在西北方向上主要采集了梅叶冬青、豺皮樟、木荷和马占相思。图4(a)为这4种植物叶总汞浓度的空间分布特征，可以看出梅叶冬青和豺皮樟叶总汞浓度最高值出现在西北550m，而木荷和马占相思由于在西北550m处没有分布，其叶总汞浓度的最高值分别出现在西北500m和600m。随着距该厂烟囱距离的增加，梅叶冬青、豺皮樟、马占相思叶总汞浓度为一个先升高后降低的过程，而木荷叶总汞浓度则呈下降趋势。4种植物茎总汞浓度[图4(b)]与叶总汞浓度变化情况大致相同，但在900m处豺皮樟茎总汞浓度有所增加。总之，在西北方向上，随着距该厂烟囱距离的增加，植物叶和茎总汞浓度均呈现先升高后降低的趋势，最大值出现在距离烟囱约550m处。

2.3.2西南方向

西南方向植物样品主要在受人为干扰较小的山上采集，所采集植物为台湾相思。图5中台湾相思茎叶总汞浓度变化出现2个峰值，第1个出现在西南400～500m，第2个峰值出现在西南1100～1500m，结合采样点高程数据分析显示，汞的扩散与周边地形密切相关。在西南方向1100～1250m为迎风坡，随着海拔高度的上升，植物茎叶总汞浓度也在增加;通过山脊后，在1300～1400m处茎叶总汞浓度随着海拔高度的降低而降低，在西南1450m处地形坡度有所放缓，茎叶总汞浓度有小幅度回升;之后又随着海拔高度降低而下降。

3讨论

3.1植物茎叶汞污染状况

初步对比分析不难发现，清水河垃圾焚烧厂周围植物叶总汞浓度显著高于Rasmussen等[18]研究的Ontario地区植物叶总汞含量。国外大多数地区所报道的植物总汞浓度集中在0.010～0.015mg•kg-1，平均值在0.024mg•kg-1[18～21]。清水河垃圾焚烧厂周围6种优势植物茎叶总汞浓度平均值均显著高于国外同类报道的平均值，同时显著高于背景值，表明研究区内的植物已经受到一定程度的汞污染。

3.2植物茎叶总汞浓度与土壤总汞浓度的关系

植物可以通过根吸收土壤中的汞并将其运输到茎和叶，而叶还可以通过气孔与大气中的汞进行交换。研究表明，大气-叶之间的相互作用占植物中汞输入输出的主导地位。茎的气孔比叶的气孔小，所以对汞的吸附性明显降低。本研究中叶总汞浓度均高于茎总汞浓度，且叶与茎总汞浓度与土壤总汞浓度没有显著相关性，进一步证实了上述研究结论。不同植物种类茎叶总汞浓度的显著差异则表明植物对汞的吸收，还与植物自身种类等因素有关。

3.3植物茎叶总汞浓度的空间关系

鉴于大气-叶之间的相互作用占植物对环境汞输入输出的主导地位，本研究中植物茎叶中的汞应主要来源于垃圾焚烧厂所排放的烟气，样点距离污染源的水平距离和风向是植物汞污染的重要影响因子。根据高斯模型推算，本研究中烟囱高度为60m，烟尘最大落地浓度点应出现在离污染源500～700m之间。实测结果显示，在样点环境条件基本均匀的西北方向上，4种植物茎叶总汞浓度呈先升高后降低的空间变化趋势，最大值出现在距离烟囱550m处，与上述最大烟尘落地浓度估算较为吻合。然而在地形变化较为复杂的西南方向上，植物茎叶总汞浓度出现2个峰值，且与局部地形变化基本吻合，表明地形条件差异影响了烟气扩散浓度的空间分异格局，进而影响了植物茎叶总汞浓度的空间分异格局。植物茎叶总汞浓度的空间分异格局也从另一个侧面证明了大气-叶之间的汞交换对植物汞污染的显著影响。

4结论

(1)本研究所调查的垃圾焚烧厂周围植物受到了一定程度的汞污染，所选择的几种优势植物茎叶总汞浓度均显著高于对照点同类植物茎叶总汞浓度。

(2)不同种植物对汞的吸收能力不同，台湾相思对汞的吸收能力最强，同种植物茎叶总汞浓度呈现显著正相关。

(3)植物叶对汞的富集系数较高，茎对汞的富集系数较低。植物茎叶总汞浓度与土壤总汞浓度没有显著相关性，大气-叶之间的相互作用占植物中汞输入输出的主导地位。

(4)焚烧厂主导风向的下风向，地表环境条件较为均匀区域，植物茎叶总汞浓度主要受烟气落地浓度空间分异的影响;地形条件差异较大区域，植物茎叶总汞浓度变化与高程的空间分异趋势基本一致。

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