隨著我國的工業(yè)化和現(xiàn)代化的進(jìn)程加快,，環(huán)境問題日益顯著，重金屬污染進(jìn)一步的加劇,。其中汞的毒性是zui強(qiáng)的,，汞污染對于土壤、農(nóng)作物,、人體和經(jīng)濟(jì)都有嚴(yán)重的影響,。尤其是對于土壤的危害*嚴(yán)重，該篇文章主要對汞污染的來源和防治做了簡要的說明,，進(jìn)一步的說明土壤中汞金屬的防治的緊迫性和實(shí)際意義,。
重金屬是指比重大于5.0g/cm3的重金屬元素，在自然界中大約存在45種,。其中包括環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞,、鎘、鉛,、鉻以及類金屬砷,還包括具有毒性的重金屬鋅,、銅、鉆,、鎳,、錫、釩等污染物,。由于人們生產(chǎn)生活所造成的重金屬對土壤的污染日趨嚴(yán)重,，在2014年4月17日，環(huán)保部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示,，我國耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂,，點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微,、輕度,、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%,、1.8%和1.1%,，由此可見重金屬污染問題比較突出。汞金屬作為土壤重污染物之一,，其存在形式多重多樣,，汞在自然界中以金屬汞、無機(jī)汞和有機(jī)汞形態(tài)存在,，有機(jī)汞的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于無機(jī)態(tài)和原子態(tài)的汞。汞在地殼中的豐度很低,，平均含量為7.0ug/kg,。土壤的類型對汞的背景值也有明顯的影響,。水稻土及石灰(巖)土中的汞的背景值含量較高，前者顯然是認(rèn)為影響,，后者主要是成母質(zhì)和成土過程所致,。因而如何有效地控制及治理土壤金屬汞的污染,改良土壤質(zhì)量,將成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容。
1.大氣干濕沉降
*每年生產(chǎn)的汞在7000t以上,約有25～50%被排入環(huán)境中,。散發(fā)到大氣中的汞經(jīng)過一定距離的傳輸,大約有93.7%回降于陸地,土壤是大氣汞的zui大受體,。大氣中汞的降落是土壤中汞的一個(gè)十分重要的來源,Manson(1994)等估算了北半球不同緯度地區(qū)大氣汞對陸地汞的貢獻(xiàn):在北緯300～700地區(qū),汞的沉降量為15.8μgm-2a-1,我國北京東郊污水灌溉區(qū)調(diào)查表明,大氣沉降輸入到農(nóng)田中的汞為3.54gha-1a-1,大氣中的汞通過干濕沉降進(jìn)入土壤環(huán)境中,由于土壤中的黏土礦物和有機(jī)質(zhì)的吸附作用,使得絕大部分汞迅速被土壤固定,富集于土壤表層,造成土壤汞含量增加。劉如海(2002)認(rèn)為大氣沉降是三江平原濕地土壤汞的主要來源,。
2.含汞污染水引入農(nóng)田會(huì)導(dǎo)致局部的區(qū)土壤被汞污染
由于我國北方地區(qū)比較干旱,，缺水嚴(yán)重，而許多大城市都是重工業(yè)城市,，耗水量大,，所以農(nóng)業(yè)用水更加緊張，污灌在這些地區(qū)比較普遍,，比如沈陽,、西安、太原,、鄭州,、北京、天津,、蘭州,、石家莊、哈爾濱等均存在比較嚴(yán)重的因污灌引起的農(nóng)田土壤和農(nóng)作物的重金屬累積或者污染問題,，而我國規(guī)定農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為含汞不超過0.001mgkg-1,根據(jù)統(tǒng)計(jì)目前被汞污染的耕地面積3.2×104ha,涉及15個(gè)省21個(gè)地區(qū),。天津常年污灌區(qū)土壤汞含量高達(dá)0.292mgkg-1,已經(jīng)超過土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)(0.15mgkg-1),北京東郊灌區(qū)土壤中汞含量達(dá)0.076～4.55mgkg-1,造成汞在土壤中的積累。
3.污泥的施用
污染泥土有許多有機(jī)質(zhì)和氮,、磷,、鉀等營養(yǎng)元素,所以作為肥料施入農(nóng)田很受到歡迎,但還含有多種污染物質(zhì),施用不當(dāng)會(huì)引起局部地區(qū)土v壤汞含量增高。Anthony研究表明,污染泥土使表層土壤汞的濃度明顯增加,土壤汞含量為0.08-1.1mgkg-1,因此美國規(guī)定作為肥料的污染泥土含汞不準(zhǔn)超1.0mgkg-1,污染泥土中污染物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn),對酸性土(pH<6.5)5mgkg-1,中性和偏堿性土(pH>6.5)15mgkg-1,。
4.含汞化肥和農(nóng)藥的使用
施用含汞農(nóng)藥是造成大面積農(nóng)田土壤含汞量普遍增加的一個(gè)原因,。根據(jù)統(tǒng)計(jì),僅僅1965年*就施用含汞農(nóng)藥達(dá)到2100t。從1953～1965年,日本用汞制劑防止稻瘟病,每年投入水田的汞共達(dá)到2300t,。雖然現(xiàn)在包括中國在內(nèi)的許多國家已經(jīng)停止了含汞藥的施用,但是已經(jīng)受到汞污染的土壤對生態(tài)系統(tǒng)的影響將是長期的,。農(nóng)田施用的肥料也含有一定數(shù)量的汞,大多數(shù)肥料中含汞小于15mgkg-1,因此,施肥的過程也可將肥料中的汞帶入到土壤中。
5.電子生產(chǎn)過程中所排放或者泄露的汞
如今的IT行業(yè)的迅猛發(fā)展中,，電子制造行業(yè)也跟緊了節(jié)奏快速的發(fā)展了起來,，電子電工的過程會(huì)使用到重金屬汞，比如一些電池,、熒光燈的制造和使用的過程中,，在人們的日常生活中更是有大量的廢舊電池處置不當(dāng),，導(dǎo)致電池中的汞金屬泄露到了土壤中，使得土壤中的汞含量遭到了累積,。
二,、土壤中的汞的存在形態(tài)和污染特征
汞以多種形態(tài)廣泛存在于自然界中，在土壤中汞主要以0,，+1,、+2價(jià)存在，土壤中的汞形態(tài)比較復(fù)雜,，有機(jī)質(zhì)含量,、土壤類型、溫度,、Eh,、Ph等均會(huì)影響汞形態(tài)轉(zhuǎn)化、一般可根據(jù)其形態(tài)分為：金屬汞,、無機(jī)結(jié)合態(tài)汞和有機(jī)結(jié)合態(tài)汞,，其中有機(jī)結(jié)合態(tài)汞的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于無機(jī)汞，土壤中任何形式的汞(包括金屬汞,、無機(jī)汞和其他的有機(jī)汞)均可以在一定的條件下轉(zhuǎn)化成劇毒的甲基汞,。因此，汞的甲基化zui受人的關(guān)注,，首先無機(jī)汞可以在微生物的作用下轉(zhuǎn)化成有機(jī)汞,，轉(zhuǎn)化模式如下：
即無機(jī)汞在厭氧條件下主要形成二甲基汞，介質(zhì)呈微酸性時(shí),，二甲基汞進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為脂溶性的甲基汞,，可被微生物吸收、積累,，并進(jìn)入食物鏈造成人體危害：而在好樣條件下,，則主要形成甲基汞。
由于汞金屬的在土壤中的存在形態(tài)多變,，所以隨著環(huán)境的Eh,、Ph、配位體的不同常有不同的價(jià)態(tài)化合態(tài)和結(jié)合態(tài),，而且形態(tài)不同汞金屬的穩(wěn)定性和毒性也不同,，離子態(tài)的毒性常常大于結(jié)合態(tài);汞金屬的有機(jī)態(tài)的毒性大于金屬無機(jī)態(tài);汞金屬在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化幾乎包括水體中已知的所有物理化學(xué)過程。其參與的化學(xué)反應(yīng)有水合,、水解,、溶解、中和,、沉淀,、絡(luò)合,、解離、氧化,、還原、有機(jī)化等,，膠體化學(xué)過程有機(jī)離子交換,、表面絡(luò)合、吸附,、解吸,、吸收、聚合,、凝聚,、絮凝等，生物過程有生物攝取,、生物富集,、生物甲基化等，物理過程有分子擴(kuò)散,、湍流擴(kuò)散,、混合、稀釋,、沉積,、底部推移、再懸浮等,。生物攝取汞金屬是積累性的,，各種生物，尤其是海洋生物,，對汞金屬都有較強(qiáng)的吸附能力,，其吸附系數(shù)課高達(dá)幾十倍至幾十萬倍。因此,，即微量重金屬的存在也可能構(gòu)成污染,。
三、土壤中的汞污染的危害
1.汞對農(nóng)作物的危害
植物在吸收土壤汞的同時(shí)也會(huì)吸收大氣汞,，當(dāng)植物汞源于大氣汞中時(shí)其地上部分汞的含量高于根部,，而源于土壤汞時(shí)，則根汞高于地上部,，因此在研究土壤中的汞的植物效應(yīng)時(shí),，汞污染源區(qū)分很重要。土壤中的汞含量過高,，不但引起汞在植物體內(nèi)的積累,，還會(huì)對植物產(chǎn)生毒素,，其癥狀主要為：根系發(fā)育不良，植株矮小,，葉片,、莖可能變成棕色或者黑色，甚至死亡,。汞抑制植物生長有許多的生理因素,，如汞抑制硝酸還原酶活性，影響無機(jī)氮轉(zhuǎn)化成有機(jī)氮的速率;抑制葉綠素合成,，破壞葉綠素結(jié)構(gòu),，降低光合速率等。
2.汞對人體的危害
重金屬中以汞的毒性zui大,，無機(jī)汞鹽引起的急性中度癥狀主要為急性腸胃炎癥狀,，如惡心、嘔吐,、腹瀉,、腹痛等。急性中毒表現(xiàn)為多夢,、失眠,、易興奮、手指震顫等,。汞的毒性以有機(jī)汞化合物的毒性zui大(甲基汞),，日本水俁病的致病物質(zhì)即為甲基汞。甲基汞可以引起神經(jīng)系統(tǒng)的損傷及運(yùn)動(dòng)失調(diào),，嚴(yán)重時(shí)*痙攣死亡,。此外，汞與細(xì)胞膜的疏基結(jié)合,，改變膜通透性,，導(dǎo)致細(xì)胞膜功能障礙。
四,、土壤中汞污染的防治和治理
1.土壤中進(jìn)入污染源控
切斷汞金屬污染源是消減,、消除汞金屬污染的有效措施。盡可能避免工礦企業(yè)汞金屬污染物的任意排放,，盡量避免重金屬輸入土壤環(huán)境,。這是防止土壤環(huán)境遭受汞金屬污染的zui根本性的也是zui重要的原則。
(1).控制含有汞金屬的有害氣體和粉塵的超標(biāo)排放
土壤環(huán)境是一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng),，與大氣環(huán)境緊密相連,，排入大氣的污染物通過降水，降塵zui終會(huì)進(jìn)入一土壤環(huán)境，許多的汞金屬就是通過工業(yè)排放的有害氣體和粉塵,，以及燃煤和汽車尾氣進(jìn)入土壤環(huán)境的,。因此，大力推廣先進(jìn)的無污染和少污染的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備,，使有害氣體和粉塵不進(jìn)入大氣,，并嚴(yán)格執(zhí)行工藝行業(yè)大氣有害物質(zhì)排放那個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
(2).嚴(yán)格執(zhí)行污灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和控制污水排放標(biāo)準(zhǔn)
工業(yè)廢水和生活污水的排放必須執(zhí)行國家相應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn),，對含有汞金屬的工業(yè)廢水應(yīng)在廠內(nèi)或者車間內(nèi)就地進(jìn)行處理,。減少汞金屬對水體和土壤環(huán)境的污染。
(3).控制污泥,、垃圾等固體廢棄物的排放和使用
防止土壤環(huán)境的汞金屬污染，還必須嚴(yán)格控制農(nóng)田施用污泥中的汞金屬含量和施用量,，嚴(yán)格執(zhí)行城市垃圾,、污泥農(nóng)田施用的污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)。
(4).發(fā)展清潔工藝
發(fā)展清潔工藝,，是消減,、控制和消除重金屬污染源的zui有效措施，也是消除汞金屬的zui有效的措施,。所謂清潔工藝就是會(huì)不斷地,、全面地采用環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略以降低生產(chǎn)過程和生產(chǎn)產(chǎn)品對人類和環(huán)境的危害。發(fā)展清潔工藝技術(shù)包括節(jié)約原料,、能源,、消除有毒原料、減少所有排放物的數(shù)量和毒性,。
2.土壤汞金屬污染的工程治理措施
土壤重金屬污染的主要工程治理措施為客土法,、換土法、水洗法,、電動(dòng)力學(xué)法,、熱解吸法、淋溶法等,，同時(shí),，這些方法對于汞金屬的治理同樣適用。
(1).客土法,、換土法
客土法是指在被污染的土壤上覆蓋上非污染的土壤,，換土法是部分或全部挖除污染土壤而換上非污染土壤。實(shí)踐證明,，這是治理農(nóng)田重金屬嚴(yán)重污染的切實(shí)有效的方法,。客土法和換土法的不足在于需花費(fèi)大量的人力和財(cái)力，因此,，只適用于小面積嚴(yán)重污染的土壤的治理,。
(2).水洗法
水洗法是采用清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子，使重金屬離子遷移至較深的土層中,，以減少表土重金屬離子的濃度;或者將含有重金屬離子的水排出田外,。此法只適用于小面積嚴(yán)重污染土壤的治理。
(3).熱解吸法
對于揮發(fā)性的金屬汞,，采用加熱的方法能將汞從土壤中解吸出來,，然后再回收利用。此種汞去除與回收技術(shù)包括以下幾個(gè)方面的程序：①將被污染的土壤和廢棄物從現(xiàn)場挖掘后進(jìn)行破碎,。②往土壤中施加具有特定性質(zhì)的添加劑,，此添加劑有利于有機(jī)汞的分解，又能吸收處理過程所產(chǎn)生的有機(jī)氣體,。
五,、結(jié)論
土壤汞金屬污染影響廣泛，且重金屬汞的毒性也是潛在的,，我國的汞污染形勢嚴(yán)峻,，政府部門應(yīng)該積極采取可行措施，制定相關(guān)法律法規(guī),，帶領(lǐng)生產(chǎn)者,、消費(fèi)者肩負(fù)起減少汞排放這一個(gè)重大的責(zé)任。
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