土壤汞污染及其治理措施的研究

自60年代初，由甲基汞污染引起的水俣病给人类带来的灾害，在世界范围内引起了人们对汞污染的重视，汞污染的研究日益增多。起初仅注重于对水体汞的研究，而土壤中汞的行为虽有研究，但工作较少。近年来，由于发现偏远湖泊中鱼的汞含量升高是由大气汞经长距离传输和沉降造成的，大气汞及汞的生物地球化学循环研究才逐渐成为汞污染研究的热点之一。大气汞可以通过干湿沉降进入土壤，土壤中的汞经复杂的物理、化学反应，大部分以各种形态滞留于土壤中，部分被植物吸收，一小部分在一定条件下以气态汞的形式释放到大气中，可见土壤既是汞的汇，又是汞的源。它在汞的生物地球化学循环中起重要作用。因此，土壤汞污染研究近些年来备受关注，在许多方面取得进展。

1 土壤汞的污染途径

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。

1.1 大气汞的干湿沉降

国外在70年代就已对大气汞干湿沉降有一定的研究，但当时对其重视不足。到了90年代以后，由工业废水排放造成的水体、土壤汞污染已得到治理，但某些地区的水、沉积物、土壤汞浓度却在不断增加，研究发现这一现象是由大气汞干湿沉降造成的，从而大气汞的干湿沉降引起了学术界的关注。Manson等估算了北半球不同纬度地区大气汞对陆地汞的贡献;在北纬30°~70°地区，汞的沉降量为15.8 mg/(m2×a);北纬10°~30°地区，汞的沉降量为19.8 mg/(m2×a)。国内此项研究始于80年代，土壤环境容量研究组在北京东南郊污水灌溉区的调查结果表明，大气沉降(包括降水与降尘)输入到农田中的汞(3.54 g/(km2×a))大于通过灌溉污水输入的汞(1.85 g/(km2×a))。王定勇等采用室内模拟实验的方法，研究了大气汞污染对土壤汞累积的影响，说明大气汞可直接沉降于土壤和被其吸附而累积，也可为植物吸收而向土壤传输。何锦林等对梵净山自然保护区不同剖面的土壤层的汞含量的测定结果表明该区土壤汞是由大气汞的沉降所致。大气汞通过干湿沉降进入土壤后，

因土壤中的粘土矿物和有机物的吸附作用，绝大部分迅速被土壤吸持或固定，富集于土壤表层，造成土壤汞浓度的升高。

1.2 污水灌溉、污泥施肥

随着城市工业的发展与城市化进程的加快，水资源逐渐匮乏，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。工业废水中往往含有Hg、Cd等重金属，灌溉后易引起土壤重金属污染。我国氯碱厂每年排入废水中的汞为2.89~3.40 t，在1985年，我国颁发修定的"灌溉水质标准"中规定灌溉用水中汞不能超过0.001 mg/L。但目前在国内仍然有不少地区因污水灌溉而引起土壤汞污染。天津常年污灌区土壤的汞全量高达0.292 mg/kg，有效态达0.153 mg/kg;淮阴市某污灌区土壤汞浓度已超出清洁灌溉区的土壤汞的1倍以上，也已超过GB15618-1995《土壤环境质量标准》中二级标准。可见，由污水灌溉引起的土壤汞污染已相当严重。

污泥含有许多有机质和氮、磷、钾等营养元素，所以作为肥料施入农田很受欢迎，污泥农田处置在国外已有60多年历史，发达国家目前有30%~40%采用此法处置。污泥改良土壤可以带来一定的经济效益，但污泥中往往含有Hg等重金属，长期施用或施用不当，会导致土壤中重金属积累，使农作物遭受污染，进而通过食物链进入人畜体内，对人类造成危害。一般市政污泥中汞含量为4~6 mg/g。美国规定作为肥料的污泥含汞量不得超过10 mg/g;我国农田污泥的施用标准，规定酸性土壤汞应小于5 mg/g，中、碱性土壤应小于15 mg/g。Anthony研究表明，用城市污水、污泥改良的土壤，汞和甲基汞在表土中的浓度明显增加，分别为80~1100 mg/kg和0.3~8.3 mg/kg。

1.3 含汞废弃物堆积

含汞废弃物的堆积，由于雨水的冲洗及径流冲刷，下渗对土壤造成一定的汞污染。方满等对武汉市垃圾堆放场的研究表明，垃圾中含汞量高达0.52 mg/kg。这些垃圾的堆放或施入农田后，会危害土壤。垃圾中汞主要来自电池、体温计、日光灯等。

2 土壤中汞的迁移

进入土壤中的汞除了同其它重金属污染物一样，可通过土壤侵蚀和淋溶而迁移，以及供植物吸收外，还有一些特定形态的Hg(尤其是元素Hg)很容易从土壤向大气释放。