廈門市城市土壤與塵土、SY電廠海域及九龍江河口紅樹林區(qū)汞的形態(tài)分布特征.pdf

1、汞是一種全球循環(huán)的持久性有毒污染物，主要人為來源為燃煤釋放。全球燃煤釋汞半數(shù)以上來自亞洲，而亞洲又以中國(guó)為最，占全球釋汞量三分之一左右。有關(guān)環(huán)境中汞及其化合物的研究，已成為專家們的研究熱點(diǎn)，但多集中于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)研究甚少。開展近岸典型生態(tài)系統(tǒng)中汞的形態(tài)分布研究，尤為必要。本文在搭建了總汞和甲基汞測(cè)定系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以廈門市城市土壤和塵土、廈門SY電廠海域和九龍江河口紅樹林生態(tài)系統(tǒng)為研究區(qū)域，研究其中汞的形態(tài)分布特征，主要內(nèi)容和結(jié)果

2、如下：
　　 (1)基于美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(U.S.Environmental Protection Agency，USEPA)1631方法，自制雙柱熱脫附裝置，以國(guó)產(chǎn)AF-610B型原子熒光儀為檢測(cè)器，搭建吹掃-金柱捕集-熱脫附(雙柱)-冷原子熒光法測(cè)定環(huán)境樣品中總汞的測(cè)定系統(tǒng)。對(duì)吹掃流速、吹掃時(shí)間和尾吹流速等實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。自制雙柱熱脫附裝置的脫附效率為99％-100％。在最優(yōu)化測(cè)定條件下，儀器檢測(cè)限約為5.0 pg，海水的

3、方法檢測(cè)限低于0.50 ng/L，土壤、沉積物和紅樹樣等固體樣品的方法檢測(cè)限低于1.0 ng/g。采用基底加標(biāo)回收率法和參考樣，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的準(zhǔn)確可靠性。結(jié)果表明該系統(tǒng)測(cè)定海水、土壤、沉積物和紅樹植物組織等樣品的基底加標(biāo)回收率均符合USEPA的限定范圍，土壤參考樣(ESS-4)和近海海洋沉積物參考樣(GBW07314)的測(cè)定結(jié)果在參考值的可控范圍內(nèi)。該系統(tǒng)可滿足總汞測(cè)定的要求。
　　 (2)基于USEPA1630方法和美國(guó)地質(zhì)調(diào)

4、查局(U.S. Geological Survey，USGS)頒布的甲基汞測(cè)定方法，在實(shí)驗(yàn)室搭建了蒸餾-衍生-Tenax柱富集-熱脫附-GC分離-熱解-原子熒光法測(cè)定甲基汞的分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)由自制熱脫附裝置、GC柱溫箱、自制熱解裝置和AF-610B原子熒光儀組成。熱脫附裝置脫附效率約為100％。該系統(tǒng)的儀器檢測(cè)限約為5.0pg(以Hg計(jì))，線性范圍為12-4.9×102 pg(以Hg計(jì))。采用基底加標(biāo)回收率法驗(yàn)證了該系統(tǒng)的準(zhǔn)確可靠性，結(jié)

5、果表明該系統(tǒng)測(cè)定土壤和沉積物樣的基底加標(biāo)回收率符合USEPA的限定范圍。
　　 (3)研究了廈門市城市土壤和塵土中總汞和甲基汞的分布特征。在廈門市不同功能區(qū)設(shè)置20個(gè)采樣站位，在每個(gè)站位采集表層土壤和塵土樣。廈門市表層土壤中總汞濃度在0.071-1.2 mg/kg范圍內(nèi)，平均值為0.46 mg/kg，中值為0.46mg/kg。塵土中總汞濃度介于0.034至1.4 mg/kg之間，平均值為0.28 mg/kg，中值為0.16 mg

6、/kg。塵土中總汞濃度小于0.31 mg/kg的站位中，表層土壤和塵土的總汞顯著正相關(guān)(r=0.597，n=16，P=0.014)。表層土壤中甲基汞濃度(以Hg計(jì))介于0.14-5.7μg/kg之間，平均值為1.2μg/kg，中值為0.74μg/kg。土壤中甲基汞占總汞比例在0.069％-0.74％范圍內(nèi)變化，平均值為0.28％，中值為0.26％。塵土中甲基汞濃度(以Hg計(jì))為0.092-2.3μg/kg，平均值為0.55μg/kg，中

7、值為0.49μg/kg。塵土中甲基汞占總汞的比例和表層土壤中的處于同一水平。表層土壤和塵土中甲基汞濃度均與相應(yīng)站位的總汞濃度和有機(jī)質(zhì)有關(guān)，與土地使用功能無關(guān)。
　　 (4)研究了廈門SY電廠海域海水和沉積物中汞的形態(tài)。設(shè)置了18個(gè)采樣點(diǎn)，調(diào)查研究鄰近電廠區(qū)域海水和沉積物中汞的形態(tài)分布特征，探討電廠脫硫海水對(duì)海域中汞的分布影響。海水中溶解態(tài)汞濃度介于0.70-4.6 ng/L，平均值為1.5ng/L，中值為1.1 ng/L；顆粒態(tài)

8、汞為ND(未檢出)-91ng/L，平均值為10 ng/L，中值為1.3 ng/L，總汞在1.5-93 ng/L之間，平均值為12 ng/L，中值為2.8 ng/L。高濃度(＞70 ng/L)的總汞和顆粒態(tài)汞僅在電廠的排水口附近出現(xiàn)。海水中汞的最主要存在形態(tài)為顆粒態(tài)汞，沉積物中的總汞濃度在0.055-0.20μg/g之間變化，平均值為0.13μg/g，中值為0.12g/g。研究區(qū)域中沉積物中甲基汞濃度較低，介于0.017-0.26 ng/

9、g(以Hg計(jì))之間，平均值為0.087 ng/g，中值為0.081ng/g。沉積物中甲基汞占總汞比例也較低，平均值為0.069％，中值為0.069％。沉積物中總汞和甲基汞與有機(jī)碳顯著相關(guān)。
　　 (5)研究了九龍江河口紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中汞的形態(tài)分布特征。在九龍江口浮宮鎮(zhèn)紅樹林保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置了3個(gè)采樣點(diǎn)，并在紅樹林光灘、九龍江流域和九龍江河口分別設(shè)置1個(gè)對(duì)照點(diǎn)，用以研究紅樹林沉積物中汞的分布特征及紅樹植物組織中汞的分布特征。紅樹林沉積

10、物中總汞含量基本不隨采樣深度的變化而變化，枯水期介于0.12-0.17μg/g之間，豐水期介于0.11-0.14μg/g之間，均低于我國(guó)的海洋沉積物一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(0.20μg/g)，說明該紅樹林生態(tài)系統(tǒng)并未受到明顯的汞污染。但紅樹林沉積物中總汞濃度遠(yuǎn)高于九龍江口和九龍江流域所設(shè)對(duì)照點(diǎn)沉積物中的含量，顯示汞更易被富集在紅樹林沉積物中。沉積物中甲基汞含量隨采樣深度的增加呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)，在10-25 cm深處出現(xiàn)峰值；枯水期甲基汞濃度(以Hg

11、計(jì))介于0.15-1.8 ng/g之間，豐水期介于0.081-0.58 ng/g之間。紅樹林沉積物中甲基汞濃度大于紅樹林光灘、九龍江口和九龍江流域所設(shè)對(duì)照點(diǎn)沉積物中的濃度，約為九龍江甲基汞含量的4-8倍，九龍江流域沉積物中的12-24倍。紅樹林沉積物中甲基汞占總汞比例隨采樣深度的變化趨勢(shì)與甲基汞濃度的變化趨勢(shì)相同，峰值亦出現(xiàn)在10-25 cm深處；枯水期各站位的平均值為0.48％，豐水期為0.30％，枯水期時(shí)明顯高于豐水期，遠(yuǎn)大于九龍江

12、流域和西海域沉積物中甲基汞占總汞的比例。紅樹林沉積物中甲基汞濃度與其中的硫化物含量成對(duì)數(shù)曲線關(guān)系，與有機(jī)質(zhì)呈先增后降的二次曲線關(guān)系，與沉積物的pH成負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　 對(duì)成熟林分秋茄(Kandelia candel)和秋茄幼苗分不同組織采樣，研究了其中汞的分布特征，發(fā)現(xiàn)無論是成熟林分還是秋茄幼苗，總汞在各部位中的分布趨勢(shì)相同，均為葉＞＞皮＞根＞木質(zhì)部，葉中總汞含量遠(yuǎn)高于其他植物組織中的含量，成熟林分秋茄葉中總汞含量為35-98

13、ng/g，秋茄幼苗葉中總汞含量為22-61ng/g。各組織中主干木質(zhì)部中甲基汞濃度最大，為0.22 ng/g(以Hg計(jì))，占總汞比例為6.4％，其次是紅樹葉，最小的是側(cè)根和主干皮。豐枯水期招潮蟹(Ucaformosensis)和彈涂魚(Periophthalmus cantonensis)體內(nèi)總汞含量遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)規(guī)定的安全限量值0.5μg/g(以Hg計(jì))，招潮蟹中甲基汞