樹(shù)木年輪化學(xué)技術(shù)對(duì)典型汞污染區(qū)污染歷史的重建.pdf

1、汞是一種廣泛分布于環(huán)境介質(zhì)中且對(duì)人體具有嚴(yán)重生理和神經(jīng)毒性的重金屬污染物，其被視為六種最嚴(yán)重的污染物之一，是聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）、世界衛(wèi)生組織（WHO）和美國(guó)環(huán)保署（USEPA）等多個(gè)國(guó)際機(jī)構(gòu)規(guī)定的優(yōu)先控制污染物。汞是唯一主要以氣態(tài)單質(zhì)（Hg0>95％）形態(tài)存在于大氣中的重金屬元素，并且在大氣中的居留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)月至一年，能夠隨大氣環(huán)流遷移到數(shù)千乃至上萬(wàn)公里后在偏遠(yuǎn)地區(qū)沉降，因此被認(rèn)為是一種全球性污染物。我國(guó)是世界上第三大產(chǎn)汞國(guó)，

2、排在西班牙和意大利之后，而貴州萬(wàn)山地區(qū)是我國(guó)最大的汞礦區(qū)。21世紀(jì)初期研究者對(duì)萬(wàn)山地區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的汞污染評(píng)估，發(fā)現(xiàn)土壤、表層水、糧食、蔬菜等超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍乃至數(shù)十倍之多，引起了我國(guó)政府對(duì)當(dāng)?shù)毓廴镜闹匾?。本文研究目的之一就是通過(guò)年輪化學(xué)技術(shù)重建該地區(qū)的污染歷史，反映其歷史開(kāi)采強(qiáng)度的變化趨勢(shì)，為當(dāng)?shù)氐奈廴痉乐翁峁v史借鑒，同時(shí)為當(dāng)?shù)氐墓廴狙芯吭u(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。
　　由于汞具有較高飽和蒸氣壓的特性，大氣中的汞95%以上以氣態(tài)單質(zhì)汞

3、（Hg0）的形態(tài)存在，大氣中的汞可被植物吸收（尤其是植物的地上部分如葉片和木質(zhì)部）從而固定在植物體內(nèi)。因此，植物的生長(zhǎng)過(guò)程可能記錄了大氣汞污染的歷史變化特征。1975年Lepp首次將年輪化學(xué)方法用于檢測(cè)環(huán)境中痕量金屬元素的長(zhǎng)期變化而獲得成功，提出年輪化學(xué)的概念。年輪化學(xué)相比于沉積物、土壤等在標(biāo)記時(shí)間序列上有其獨(dú)特的優(yōu)越性，比如年代分辨率高、活動(dòng)穩(wěn)定、時(shí)間跨度大、地理學(xué)分布廣泛等。開(kāi)展年輪化學(xué)重金屬污染示蹤研究具有多方面的意義，如再現(xiàn)高分

4、辨率環(huán)境污染歷史、判斷樹(shù)木生態(tài)系統(tǒng)重金屬元素污染來(lái)源、研究重金屬在大氣-植物體和土壤-植物間的遷移過(guò)程等，為污染環(huán)境的修復(fù)治理及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)等提供科學(xué)指導(dǎo)。
　　本研究工作主要是通過(guò)采集典型汞污染區(qū)的樹(shù)輪樣品，分析不同年代樹(shù)輪樣品中汞含量，利用年輪化學(xué)理論重建重污染區(qū)歷史汞污染特征；分析輪寬與汞積累強(qiáng)度的相關(guān)性，探究年輪生長(zhǎng)速率對(duì)汞的年輪化學(xué)研究的影響；研究距離萬(wàn)山汞礦不同梯度的植物體汞累積含量，探討萬(wàn)山地區(qū)汞污染的影響范圍

5、；應(yīng)用汞的年輪化學(xué)技術(shù)成功重建了赫章縣媽姑鎮(zhèn)土法煉鋅地區(qū)以及旬陽(yáng)縣紅軍鄉(xiāng)青銅溝汞礦開(kāi)采區(qū)的汞污染歷史。通過(guò)研究得出以下主要結(jié)論：
　　1、同一棵樹(shù)同年的木質(zhì)中，其木質(zhì)總Hg量以及Hg濃度都沒(méi)有呈現(xiàn)均勻分布的特點(diǎn)，其中木質(zhì)總Hg量與該年份木質(zhì)生長(zhǎng)寬度相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)在0.9以上，而木質(zhì)Hg濃度與輪寬并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性。雖然木質(zhì)Hg濃度在木質(zhì)中不是均勻分布的，但是在各自方向上它們所反映出來(lái)的時(shí)間變化趨勢(shì)是一致的。
　　2、年木質(zhì)

6、 Hg濃度只與污染區(qū)當(dāng)年環(huán)境汞污染程度有關(guān)，因此可以作為當(dāng)?shù)匚廴練v史的指示數(shù)據(jù)；而年木質(zhì)的總Hg量由于與該年的氣候特點(diǎn)和環(huán)境汞濃度都有相關(guān)關(guān)系，所以不能單獨(dú)作為當(dāng)?shù)匚廴練v史的指示數(shù)據(jù)。
　　3、萬(wàn)山地區(qū)樹(shù)木年輪的木質(zhì) Hg濃度變化特點(diǎn)成功反映出當(dāng)?shù)氐墓V污染歷史，證明汞的年輪化學(xué)研究的現(xiàn)實(shí)可行性。
　　4、在樹(shù)木指示汞污染方面，樹(shù)葉的靈敏度是最高的，其次是土壤、樹(shù)皮、木質(zhì)。距離汞礦40公里以外的地區(qū)，其樹(shù)木受到的汞污染影響已

7、十分有限。
　　5、應(yīng)用汞的年輪化學(xué)技術(shù)成功重建赫章縣媽姑鎮(zhèn)黑坭寨土法煉鋅地區(qū)近四十年來(lái)的汞污染歷史，發(fā)現(xiàn)在1995-2010年間當(dāng)?shù)毓廴据^為嚴(yán)重，尤其是2003-2006期間當(dāng)?shù)毓廴具_(dá)到高峰。樹(shù)皮與木質(zhì)的Hg濃度具有顯著相關(guān)性，表明大氣是木質(zhì)汞的主要來(lái)源。
　　6.應(yīng)用汞的年輪化學(xué)技術(shù)重建陜西省旬陽(yáng)縣紅軍鄉(xiāng)青銅溝地區(qū)的汞污染歷史，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境汞污染有減緩趨勢(shì)，這可能與當(dāng)?shù)匾睙捁緦?duì)汞排放防治技術(shù)的改進(jìn)有關(guān)；但是當(dāng)?shù)貥?shù)