葫芦岛市五里河汞污染现状调查与防治对策研究

所属栏目:城市管理论文 发布日期:2010-08-13 10:20 热度:

  摘要葫芦岛市是辽宁省汞污染最严重的城市,五里河曾因1952-1998年间接纳锦化化工集团排放的水银电解含汞废水和含汞盐泥而受到汞污染。目前五里河水中除源头后峪水库断面外,所有断面受到汞污染,本论文主要针对五里河汞污染现状调查与防治对策研究。
  
  关键词汞污染甲基汞生物修复
  1前言
  五里河是葫芦岛市汞污染最重的季节性河流,全长约36公里,发源于葫芦岛市连山区寺儿堡镇后峪西沟,沿途流经寺儿堡镇、市区、锦郊区、稻池乡,最终注入渤海连山湾。1952-1998年间,曾因接纳锦化化工集团排放的水银电解含汞废水和含汞盐泥而受到汞污染,纳污历史长达五十余年之久,目前这些汞除部分随河水排入渤海外,仍有大量汞沉积在入河排放口及其下游的河床中。
  
  2五里河汞污染现状
  从五里河源头开始至入海口布设10个监测断面,各断面位置如图1所示,其中后欲水库、寺儿堡桥为对照断面,化工老排污口、化工桥、五里河桥、郑屯桥为一级控制断面,玉皇阁桥、茨山桥为一级削减断面,排海管线出口、污河汇合处为二级控制断面,入海口为二级削减断面。
  2.1地表水
  五里河地表水总汞浓度监测结果见表1。
  表1五里河地表水汞浓度监测结果单位:mg/L
  监测结构.jpg
  按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和功能区所属类别对各断面水质中汞的浓度进行评价,从表1可以看出,五里河的地表水除源头后欲水库外,其他断面都不同程度地受到汞污染。
  2.2底质监测结果与分析评价
  2.2.1总汞分析
  我们对五里河各研究断面的底质进行了采样监测,分析结果见表2。
  表2五里河底质总汞分析结果单位:mg/kg
  分析结果.jpg
   (1)沿程变化趋势
  从表21可以看出,五里河底质汞污染仍较严重。目前化工厂老排污口底质总汞浓度依然很高,达332.75mg/kg,从该断面至郑屯铁路桥,底质总汞浓度呈下降趋势(以前的调查表明,五里河底质中总汞背景值为0.062mg/kg)。
  (2)潜在生态危害评价
  从化工厂老排污口断面开始至入海口断面的污染程度见表3。为定量地评述五里河底质中总汞的污染现状及其对沿岸生态环境产生的潜在危害程度,我们采用瑞典学者HaKanSon于1980年提出的“潜在生态危害指数”进行评价。据调查,五里河底质中重金属只有汞一种污染物含量较高,其它重金属含量均为自然含量范围,因此可按单个金属的潜在生态危害系数来评价其污染程度。单个汞金属的潜在生态危害指数计算公式为
  E=40C/C0
  式中C——底质实测浓度
  C0——底质背景值浓度(五里河底质背景值浓度为0.062mg/kg)
 程度评价.jpg
  评价结果表明,五里河从化工厂老排污口断面以下河段汞污染非常严重,已达到极强污染程度。
  2.2.2有机汞监测结果与分析评价 
  沉积于河底的汞离子,可转化为甲基汞。采用气相色谱法进行甲基汞、乙基汞浓度分析,分析结果见表4。
  表4五里河不同断面有机汞监测结果
  五里河.jpg
  从表4可以看出,五里河由于接纳含汞工业废水和含汞盐泥长达四十多年的时间,因此从化工老排污口开始,几乎所有断面都已经有烷基化现象。
  2.3沿岸土壤汞污染现状
  对五里河部分断面沿岸土壤进行采样监测,分析汞的污染状况。五里河沿岸土壤总汞浓度监测结果见表5。

五里河土壤.jpg
  
  
  松辽平原土壤汞的背景值为0.032mg/kg,对照断面寺儿堡桥土壤中总汞浓度为0.07mg/kg,受汞污染较轻;但从化工老排污口开始,五里河沿岸土壤不同程度地受到汞污染,以化工厂老排污口和排海管道出口处土壤汞污染最为严重。
  2.4沿岸地下水汞污染现状
  因条件所限,在后欲水库和排海管道出口两个断面附近选取地下水监测点位,研究地下水受汞污染影响程度。这两个点位地下水总汞浓度监测分析结果见表6。
  五里河土壤浓度.jpg
  五里河源头附近地下水无汞污染;但排海管道出口处的地下水已受到汞污染。这是因为五里河水直接下渗和侧向渗入地下,引致地下水受到汞污染。
  2.5沿岸植物汞污染现状
  我们选取五里河沿岸或河道中白菜和柳树叶,研究五里河汞污染对植物造成的影响。五里河沿岸植物总汞浓度监测结果见表7。
  五里河各种植物.jpg
  植物中汞受土壤、大气及灌溉三个方面影响所致。从源头到化工桥,沿岸白菜中的汞全部超标,这与我们前面分析得出的这两个断面潜在生态危害影响极强的结论是一致的。各断面柳树叶中均检测出汞,这主要是由于土壤含汞浓度较高的缘故。
  
  3葫芦岛市五里河汞污染治理对策研究
  3.1底泥污染治理
  (1)用荧石尾矿覆盖的沉积物样品中汞的甲基化作用明显减弱,含汞总量最多减少了82%,采用用不同厚度荧石尾矿复盖的沉积物的覆盖法是治理含汞底泥的一个途径。
  (2)五里河是一条季节性河流,很多时间底质曝露在空气中,使汞自然蒸发到空气中,又可能造成大气汞污染。因此把河床中被污染底泥挖出,埋在安全的地方也不失为良计。
  (3)增加底泥中的硫化物,使汞形成难以甲基化的硫化汞。
  (4)设法降低沉积物中的微生物数量和活性,以限制甲基化作用的速度。
  (5)提高水体碱性,避免产生可在水生生物中积聚的单甲基汞。
  3.2土壤汞污染治理⑴⑵
  土壤汞污染除与土壤母质有关,还与大气沉降汞、土壤施用含汞肥料和农药及用含汞水灌溉有直接关系。
  (1)改进农耕技术。采用深耕、客土或排土法,降低小范围污染较轻的耕地土壤表层汞含量;通过施用有机肥料、过磷酸钙和碳酸钙等抑制剂,使土壤中汞转化成难溶性的化合物,固定于土壤中而不易被作物吸收。喷腐殖酸复合硒肥。用喷腐殖酸复合硒肥的方法生产富硒农作物,防治植物汞污染对人体造成的危害。硒的抗氧化作用,具有膜稳定及对甲基汞毒性的保护作用,从而减少了汞中毒的可能。
  (2)生物修复。蚯蚓能使下水污染泥中汞含量从0.97mg/kg降至0.29mg/kg;纸皮桦、红树等植物对土壤中汞的吸收储存能力较强;稻田改种苎麻,可使土壤中的汞净化率较种水稻提高8倍;添加含巯基物质,使汞的生物甲基化能力增强,有利于植物的吸收;用新近研究出来的具有明显食汞效果的转基因烟草“吃”汞,不仅效率高,而且本身不留残毒,食汞效果比常规烟草提高了5-8倍,一块汞污染严重的土壤,在生长了三四茬转基因烟草后,汞含量即可明显降低。
  (3)电解法。利用电场去除土壤中的汞和甲基汞,是当前新兴的治理方法,用缓冲液或阳离子交换膜处理都只需60天,汞的去除率为88%以上,甲基汞达94%以上。
  
  参考文献
  ⑴王新.土壤汞污染及修复技术研究.生态学杂志,2002,21(3)
  ⑵蒋荣芳.植物净化空气中汞污染的研究.中国环境卫生,2000,3(3,4)
  

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