土壤中汞的危害及治理

1、土壤中汞的危害及治理1 汞的物理化学性质汞位于元素周期表第六周期第二族中，化学符号是 Hg,原 子序数是 80。在自然界中的汞主要形成红色的硫化物 -辰砂，它 几乎是一种纯HgS而黑色的硫化物-黑辰砂的化学式(Hg , Zn, Fe)(S，Se)，是一种固溶体1。汞和汞的化合物在工业、农业、医药、日常生活中应用十分 广泛。现在世界上约有 80 多种工业生产需要用汞作原料或辅助 材料,每年散失在环境中的汞估计达五千吨,与铅污染一样,己 遍及全球。2 土壤汞污染2.1 来源土壤是环境要素的重要组成部分, 它处于自然环境的中心位 置,承担着环境中大约 90%的来自各方的污染物。土壤不仅是农 业生产的

2、基础,且还是人类环境的重要组成部分。目前, Hg 进入土壤的途径可分为大气沉降、 污水灌溉、 和农业活动等几种 途径。2.1.1 大气沉降随着工业的发展，Hg的大气沉降被认为是污染土壤的重要 来源之一。据报道,许多工业发达国家大气沉降对土壤系统中 Hg积累贡献率在各种外源输入因子中排首位。国内研究表明， 大气沉降 （包括降水与降尘 ） 输入到农田中的汞大于通过灌溉输 入的汞， 大气汞可直接沉降于土壤和被土壤吸附， 也可为植物吸 收而向土壤传输。2.1.2 污水灌溉 随着城市工业的发展和城市化进程的加快，水资源逐渐匾 乏，河水日益受到污染， 污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组 成部分，而工业废水

3、中往往含有 Hg等重金属。目前我国每年排 放的污水量已超过 620 亿吨，在农田灌溉中利用超标污水进行作 物灌溉会引起土壤中Hg污染。2.1.3 农业活动Hg污染对农作物的生长、产量、品质均有较大的危害，尤 其是它还被作物吸收富集， 进入食物链， 从而危害人畜健康的潜 在危险。 施肥是农业生产中必不可少的一项增产措施， 肥料在促 进生物生长的同时，也会带入一些 Hg,造成Hg元素在土壤中的 积累。2.2 特点我国土壤植物系统污染研究的主要污染物是Hg， Hg 以其在土壤中难降解， 毒性大， 具有累积效应等特征而受到科学家 的广泛关注。2.2.1 普遍性和潜伏性随着工农业的发展，Hg污染日趋普遍

4、，几乎威胁着每一个 国家。如发生在日本的“水俣病”。2.2.2 隐蔽性、持久性和不可逆性土壤Hg污染由于其无色、无味，很难被人的感觉器官所察 觉，一般要通过植物吸收进入食物链积累到一定程度时才能反映 出来。2.2.3 间接危害性土壤中的Hg元素不能为土壤微生物所分解，但可为生物所 富集， 通过食物链对人畜造成危害， 同时还可通过地下渗滤水进 入地下水体，从而成为新的污染源。2.2.4 表聚性土壤中的Hg污染物大部分残留于土壤的耕作层，很少向土 壤的下层移动。 这是由于土壤中存在着有机胶体、 无机胶体和有 机一一无机复合胶体，它们对 Hg有较强的吸附和鳌合能力，限 制了 Hg在土壤中的迁移能力。

5、2.2.5 伴生性和综合性在自然界中， 单个重金属污染物构成的污染虽有发生， 但污 染多为伴生性和综合性， 即多种污染物形成复合污染， 这已成为 近年来环境科学领域研究的新热点。3 汞对人体的危害3.1 神经毒性汞具有神经毒性早已公认。 在汞的各种化合物中， 甲基汞神 经毒性最为显著。 神经系统是汞对机体损害表现最早而且最为严 重的一个系统， 人们已经致力于研究汞的神经损害多年， 但目前 仍存在许多问题尚未解决。3.2 肾脏毒性肾脏是汞在体内最主要的靶器官之一。 不同方式进入体内的 汞及其化合物，均可在肾内蓄积，引起不同程度的肾损伤，其中 以金属汞和无机汞的肾脏损害较为显著。3.3 免疫毒性

6、人群流行病学调查可观察到低浓度汞造成人体体液免疫抑 制的结果。3.4 生殖毒性汞能够透过血 - 睾屏障，在睾丸组织中蓄积，从而影响精子 数量、质量以及生精过程，降低受孕率。3.5 胚胎、发育毒性 大量体内体外动物致畸实验及人群流行病学调查均证明 甲基汞能诱发胚胎和胎儿畸形， 其毒性作用的靶器官主要是胚胎 和胎儿神经系统。 甲基汞的高脂溶性及扩散性可以使其透过胎盘 屏障和血脑屏障， 对胎儿的神经系统造成直接损害， 导致神经系 统畸形。3.6 其他毒作用汞还会造成其他多种非特异性损伤： 慢性汞中毒有时会出现 肝脏损害，表现为多种转氨酶的升高；急性接触大剂量的HgO，会造成明显的肺部损伤以及口腔炎症

7、； 消化道摄人大量汞盐， 会 引起胃肠道症状；皮肤接触汞，还会引发接触性皮炎。5 土壤 Hg 污染的治理措施由于土壤污染的潜伏性、 不可逆性、长期性和后果的严重性， 目前能真正运用于实践中的成熟方法很少， 大体上可分为工程措 施、生物措施、化学措施和农业措施等几类 4 。5.1 工程措施5.1.1 客土、换土、翻土客土法、 换土法和翻土法等是常用的工程措施。 客土法就是 在污染土壤上加入净土； 换土法就是将已污染的土壤移去， 换上 新土；翻土法就是将污染重的表土翻至下层。这类方法效果好， 稳定，不受土壤条件限制，但投资大，易导致土壤肥力下降。5.1.2 隔离法和提取法 隔离法就是用各种防渗材料

8、，如水泥、粘土、石板、塑料板 等把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开， 以减少或阻止污染 物扩散到其它土壤或水体的做法。 该法应用于污染严重， 易于扩 散且污染物又可在一段时间内分解的情况， 如较大规模的事故性 农药污染的土壤。5.1.3 热吸收法和电化学法对于Hg,可采用热吸收法将其从土壤中解吸出来，达到一 定体积时再回收利用。 采用热解法治理后， 土壤中汞的浓度可达 背景值(1mgL-l)。近年来，有人将水、气的治理技术运用到土 壤污染的治理中， 开辟了土壤污染治理的新思路， 如阴阳离子代 换法、磁分离技术、红外线辐射、微波加热等方法。5.2. 生物措施生物措施就是利用特定的动、 植物和微

9、生物吸收或降解土壤 中的污染物，从而达到去除土壤中 Hg 或降低土壤 Hg 的毒性。5.2.1 利用土壤中某些低等动物利用一些低等生物吸收土壤中的Hg,此方法还有待进一步研究。5.2.2 利用土壤微生物主要是运用遗传基因工程等生物技术培育对Hg具有解毒能力的微生物，利用这些微生物对Hg的吸收、沉淀、氧化和还原等作用，减少植物摄取，从而降低 Hg的毒性。5.2.3 植物修复对于Hg污染的土壤，可采用种植非食用植物或抗污染且能 富集Hg的植物的方法去除土壤中的 Hg,收获植物时连根拔起， 以达到去除Hg的目的。5.3 化学措施施用改良剂、 抑制剂等降低土壤污染物的水溶性、 扩散性和 生物有效性, 从而降低污染物进入生物链, 减轻对土壤生态环境 的危害。5.4 农业措施农业措施包括施有机肥提高环境容量、 控制土壤水分、 选择 适宜形态化肥和选种抗污染农作物品种。 加土壤有机质, 可增加土壤胶体对Hg和农药的吸收能力此外，施加有机肥、选种抗污 染农作物品种