我国典型汞排放地区土壤汞污染特征及来源解析
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更新:2021-10-14 22:40:13
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特邀报告
摘要
我国是全球人为源汞排放量最大的国家,有色金属冶炼、燃煤、金矿和汞矿活动等是我国最主要的人为汞排放源,但是上述行业周边土壤汞污染状况仍不清楚,尤其缺乏土壤汞污染的来源解析。近年来,随着我国《土壤污染防治行动计划》的实施,掌握土壤环境质量状况、污染来源和开展源头防控是土壤污染治理与修复的前提和基础。本文选取典型的有色金属冶炼、燃煤电厂、汞矿和金矿及周边区域为研究对象,系统开展土壤汞污染研究,并采用空间分析、PCA/APCS和PMF两种受体模型以及汞稳定同位素技术解析土壤汞污染的来源。
结果表明,汞矿区土壤汞污染严重(10.9~113 mg/kg),远超我国农用地风险筛选值(0.6 mg/kg,稻田,6.5<pH≤7.5)和贵州土壤汞背景值(0.11 mg/kg);有色金属冶炼区域土壤汞含量为0.04~2.88 mg/kg,存在一定的土壤汞污染;燃煤电厂区域土壤汞存在一定的富集(0.068~0.248 mg/kg),但均未超过我国农用地风险筛选值;金矿土壤汞含量变化范围为0.105-7.77 mg/kg,存在一定的土壤汞污染。空间分析表明,有色金属冶炼活动和燃煤活动对周边土壤汞的影响主要为表层土壤,最严重的区域分别位于距离冶炼厂西北、西南约1.5 km和电厂西北方约1.5 km;汞矿区的土壤汞有明显的下渗现象,部分采样点下层土壤汞远高于上层土壤汞含量;金矿中部厂区附近及东部汞含量高,其他区域土壤汞含量则相对较低。
PCA/APCS、PMF和汞稳定同位素三种解析技术都表明,有色金属冶炼活动对周边土壤汞的贡献率为64.2%,贡献率最高的区域距离厂区西北约1.5 km(87%),与空间分布趋势一致;燃煤活动造成的土壤汞贡献率为25.2%;汞稳定同位素解析出汞矿活动造成的土壤汞贡献率92.2%,其中汞矿石的贡献率为77.6%,冶炼废渣的贡献率为14.59%,地质背景的贡献率仅为7.85%,表明汞矿开采和冶炼过程的严重汞污染;PCA/APCS和PMF解析获得的结果表明金矿冶炼是周边土壤汞的主要来源(44.3%和40.6%),汞稳定同位素解析出汞矿活动造成的土壤汞贡献率40.3%,三种方法获得结果非常一致。
研究表明,汞矿活动、有色金属冶炼和金矿冶炼均造成一定的土壤汞污染,而燃煤电厂的影响较小。汞矿活动、有色金属冶炼和金矿冶炼汞排放强度较大,因此对周边土壤汞污染的贡献率分别高达92.2%、64.2%和40.3%;而燃煤活动造成的土壤汞贡献率仅为25.2%。受体模型和汞同位素技术能够有效的解析出土壤汞污染贡献率,是土壤汞源解析的有力工具。
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