土壤中汞污染及其修复技术

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1、土壤中汞污染及其修复技术引言：土壤汞污染已经严重危害到人类健康和生态环境，成为一个世界性问题，对其治理的各种修复措施也成为当前研究的一个热点。本文对土壤汞污染的来源、危害和修复措施等方面进行综述，指出了当前存在的问题，并对今后治理的研究方向提出了相关建议。关键词：汞；危害；来源；修复方法1引言随着现代工农业的迅速发展，人口急剧增长，粮食的需求量也相应变大，越来越多种类的农药被广泛应用。此外，工矿企业的发展导致对矿产资源的过度开采使得重金属土壤污染日趋严重，一些地方生产的粮食，蔬菜，水果等食物中的重金属含量超标或接近临界值。这些农产品的重金属能够通过食物链在

2、人或动物体内富集，成为人类生命健康的潜在威胁。2014年4月18日，环保部、国土部两部门联合发布土壤污染状况调查公报。公报显示，全国土壤总的超标率为16.1%，污染类型以无机型为主，其中排名前三的无机污染物依次为镉、汞、砷。其中汞具有很强的神经毒性和致畸作用，且积累效应和遗传毒性明显，已被EPA（美国环保署）列为优先控制污染物之一。土壤一旦被汞污染后可通过食物链在人体内富，并对周边环境安全造成严重危险(葛芳芳and周鸣,2014)。因此，找到合适的汞污染土壤修复技术已成为当前的研究热点。2汞的危害汞是生物体的非必需的有害元素，通常情况下呈液态，常温即可能蒸

3、发，其中金属离子在0.01～0.001mg/L就会产生毒性。一般来讲，低含量的汞一定程度上可以促进植物的生长，但是，当汞含量过高时便会在植物体内富集，对植物体产生毒害作用(何江华etal.,2001)，主要影响植物根部对营养物质的吸收功能，进而影响地上部分的生长发育，严重的导致枯萎死亡(牟树森and青长乐,1997)。土壤中的汞如果通过食物链进入人体，会对人体机能产生损害作用，其中主要对人体产生毒害作用的是无机汞和有机汞。常见的无机汞有HgS，HgCl等，可通过食物或者呼吸进入体，虽然不易被吸收，但是对消化道有腐蚀作用，也会造成肾脏损伤。而有机汞容易被消化

4、系统吸收，可侵入人体，与SH基结合而形成硫醇盐，使含SH基的酶失去活性，从而破坏细胞的基本代谢功能。尤其是甲基汞，可以改变细胞的通透性，破坏了细胞与外界正常的物质交换功能，造成细胞坏死。此外，甲基汞还能引起神经系统的损伤，其造成的损伤功能具有遗传性。有机汞中毒的潜伏期较长，病情发展也较为缓慢，日本水俣病就是甲基汞中毒的一个病例。3土壤中汞的来源自20世纪50年代在日本熊本县发现首例甲基汞中毒事件以来,不同研究领域的学者都对汞污染问题给予了高度关注(Schroederetal.,1989)。土壤中汞的来源是多方面的。首先是土壤母质本身含汞。不同母质、母岩形成

5、的土壤其含汞量存在很大差异。另一方面，由于人类工农业生产活动，使汞进入环境，污染大气、水体、土壤。如有机汞农药的施用曾一度是造成大面积农田土壤含汞量普遍增加的一个重要原因。虽然近几十年限制含汞农药的生产与使用，由含汞农药带来的土壤汞污染已大大减轻。而由污水灌溉，污泥施肥等引起的局部地区的土壤汞污染却在逐渐增加。此外近些年的研究表明，大气汞的沉降也是土壤中汞的一个来源。3.1土壤母质汞在地壳中自然形成。汞具有亲硫性、易形成络合离子等特性，常以硫化物等形式存在于岩石中。地表岩石经过风化作用，形成土壤母质，岩石中的汞部分残留在土壤母质中，构成了土壤中汞最基本来源

6、(王立辉etal.,2015)。研究表明，全球不同类型土壤中汞的背景含量有所不同，一般介于0.58～1.8mg/kg，平均值估计为1.1mg/kg，并且，有机质土和新成土中汞含量偏高(Xuetal.,2015)。土壤母质中汞的来源复杂多样，形成周期长，且容易受到自然环境的影响，因此目前很难精确估算出此来源汞的释放量。3.2大气中汞的干湿沉降由于汞具有挥发性，它随大气飘散迁移的范围很广。20世纪90年代，就有北欧和美国的学者研究表明，大气沉降是土壤中汞含量增加的重要原因。自工业革命以来，随着人类活动的加剧，大气中的汞含量已经增加了3倍左右(冯新斌and洪业汤

7、,1997)，当前，人为源每年约向大气中排放1960t汞(Xuetal.,2015)。大气中的汞通过干湿沉降进入地表土壤，可以被有机质吸附，从而在土壤表层富集(Wangetal.,2012)。目前，已经有许多学者对大气汞干湿沉降进行研究。研究表明，与气态单质汞相比，活性气态汞与颗粒汞具有更高的水溶性和沉降速率，它们往往是大气汞干沉降主要来源。Lynam等(Lynametal.,2014)对美国伊利诺伊州中部大气汞沉降进行研究，发现大气汞湿沉降量是干沉降量的3.4倍，说明湿沉降占大气汞沉降的主体部分;汞的湿沉降在夏天表现更为显著，这是因为夏天大气中的Hg0更

8、易被氧化成Hg2+，加上夏天雨量较大，汞更易于进入地表部分，这些发