廈門市城市土壤與塵土、SY電廠海域及九龍江河口紅樹(shù)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(lái)源為燃煤釋放。全球燃煤釋汞半數(shù)以上來(lái)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(kāi)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(shù)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(shù)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(shù)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(wú)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(shù)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(shù)林保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置了3個(gè)采樣點(diǎn)，并在紅樹(shù)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(shù)林沉積物中汞的分布特征及紅樹(shù)植物組織中汞的分布特征。紅樹(shù)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(shuō)明該紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)并未受到明顯的汞污染。但紅樹(shù)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(shù)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(shù)林沉積物中甲基汞濃度大于紅樹(shù)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(shù)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(shù)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(wú)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(shù)葉，最小的是側(cè)根和主干皮。豐枯水期招潮蟹(Ucaformosensis)和彈涂魚(yú)(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