发布时间 : 星期三 文章硕士研究生课程-环境地球化学更新完毕开始阅读033014a95fbfc77da369b148
内 蒙 古 大 学
存在。金属状态的Hg无毒，有机Hg、蒸汽状态Hg具有脂溶性，会在人体的某些部位造成疾病，无机HgCl毒性小、HgCl2毒性大，甲基汞（形成于还原环境）、乙基汞、丙基汞具有毒性，醋酸汞毒性小。汞的地球化学演化和其在环境中的背景值分别见图 1 和表 1。
图 1 汞的地球化学循环
表 1 重金属 Hg 在环境中的背景值
2.1 土壤中 Hg 的地球化学特征
Hg转化为离子后，容易被土壤吸附，或生成低溶性或难溶性的盐类，或在还原性微生物作用下形成HgS，进而形成甲基汞[10]。Hg离子与土壤结合紧密，不易被其他离子置换，难以迁移。植物可以吸收甲基汞。Hg矿和含Hg岩石的开采及风化、汽车尾气、工业污水是Hg污染土壤的重要途径[11]。土壤中的腐殖质对汞的吸附作用大。pH值偏高，土壤中的矿物质对Hg的吸附作用增强。Hg的侵入深度浅，不超过 5 m。为了减少作物对Hg 的吸收，可以使用磷肥或含硫的有机肥。大部分被土壤固定为难溶的HgS、HgCO3、Hg3（HPO4）2、HgSO4，少部分以HgCl2、Hg（NO3）2等形式存在；微生物可将无机汞转化为有机汞，其中甲基汞危害较大；汞离子易于被土壤吸附，并结合牢固，pH值高时，黏土矿物吸附作用明显，pH值低时，腐殖质吸附明显；Hg可以与土壤中的有机质生成螯合物，不容易迁移；土壤中的有机汞主要来源于有机含Hg的农药，主要赋存在土壤表层。表2为以东北地区为例来对城乡土壤含汞量做的系统比较。
- 8 -
内 蒙 古 大 学
表 2 东北地区城乡土壤含汞量比较表
2.2水体中Hg的地球化学特征
Hg 在水体中不容易被微生物降解，进入天然水体后，Hg以Hg0、Hg2＋、Hg、HgO、C6H5Hg（CH3COO）的形式存在，经过物理、化学和生物作用，会挥发到大气、沉淀于淤泥、溶于水中或进入生物体。在某些过程中，如微生物甲基化以及加入无机或有机的配位剂，可以加速汞的解吸。当向水体中加入氯化钠、氯化钙、氮三乙酸就能起到解吸的作用。天然水体中的汞的质量浓度约为0.03μg/L～2.8μg/L。
（1）吸附作用：胶体对汞的吸附作用依次为硫醇—伊利石—蒙脱石—胺类化合物—高岭石—含羟基化合物—细砂。通过吸附使水体中的汞以絮状物悬浮于水中或沉降于底泥中。在某些过程中，如微生物甲基化以及加入无机或有机的配位剂，可能加速汞的解吸。当向水体中加入氯化钠、氯化钙、氮三乙酸就能起到解吸的作用。
（2）配合反应：与 Cl－、Br－、OH－、NH3－、CN－、S2－、HS－等阴离子以 及甲基和苯基等配合。
（3）甲基化反应：汞的甲基化包括生物甲基化和非生物甲基化过程。生物甲基化需要有厌氧细菌的参与，而且环境的 pH 值会影响甲基化作用（pH＜7 甲基汞，pH＞7 二甲基汞）。甲基化主要依靠生物的代谢产物（甲基维生素 B12 和甲烷）在微生物体外进行。
非生物甲基化：在醋酸、甲醇、乙醛、2－氨基酸共存时，用紫外线、日光照射 HgCl2溶液，也可以发生甲基化。水体中硫化物的存在也会对汞的甲基化有影响。汞的甲基化过程与污泥中的微生物数量、营养物质多少、温度有关。生
- 9 -
内 蒙 古 大 学
活在污水中的鱼，其体内所含的汞几乎都是甲基汞。甲基汞有可能通过各种生物或非生物过程产生。在水体中，大部分汞呈有机汞形态。在底泥中与硫反应生成不稳定的不溶性 HgS，汞能与蛋白类分子上的－SH 基强烈结合而生成相应的汞有机化合物。分子中的汞是亲脂性的，即具有 R－Hg－R?结构的有机汞。这两类化合物的共同特性就是脂溶性，这就使得汞在进入人体后，可以长期滞留并且累积。
3 汞中毒及其防治措施
3.1 “水俣事件”[12]
20 世纪50年代初，日本水俣湾发生了奇怪现象，海湾的各种贝类、藻类和鱼类大量死亡，一些家猫都离奇死去。1956年4月25日，CHISSO化肥公司所属的医院确认一个小孩出现不能走路和说话、吞咽十分困难的症状。之后，又有一些病人出现类似的症状，水俣病得到了正式确认。1963年2月20日，熊本大学医学院、水俣病研究小组认定，水俣病是由于患者食用了水俣湾的鱼类和贝类导致的神经系统疾病，而这些鱼类和贝类被海湾内的甲基汞污染。甲基汞形态呈白色粉末状，容易被肠胃吸收，经血液循环先进入肝脏和胃脏，而后转移至大脑或胎儿体内，并积蓄于此，给人体带来严重的影响及损害。直到1968年9月26日，日本官方才认定水俣病的致病原因确实如此，CHISSO公司排放含汞废水污染了环境，因此水俣病是一种环境污染公害病。目前尚未发现水俣病的根治方法，只有针对各种症状进行对症治疗和机能训练。
科学试验已经证实，人体血液中汞的安全警戒线为0.1 mg/L，当到达0.5 mg/L～1 mg/L时，就会出现明显中毒症状。经计算，如果一个人每天食用 200 g 含汞 0.5 mg/kg的鱼，人体所摄入的汞量恰好在此安全范围内。然而，经测定当时水俣湾的海产品中汞含量已大大超标。此外，人们每天还要搭配其他食品，其中也可能含有一定量的汞，这样全天摄入的总量就更是大大超过了安全限度标准。
3.2 汞中毒分类
汞中毒可分为急性中毒和慢性中毒两种。急性中毒发生于短期内吸入高浓度汞蒸气，其表现为发病急，有头痛、头晕、多梦、失眠、乏力、低烧或中度发烧等症状，有明显的口腔炎，表现为口腔金属味，牙龈糜烂、出血、红肿 、胀痛、恶心、腹痛、腹泻；还有更为明显的呼吸道症状，如胸痛、呼吸急促，尿汞增高并伴有蛋白尿、肝肿大等。慢性中毒属职业性中毒，其症状一般为精神障碍，表现为易兴奋、汞性震颤等。口腔炎是慢性汞中毒的另一种症状。部分病人有胃口不好、恶心等症状。有机汞多因误食被污染的粮食进入人体，误食有机汞还可引发剥脱性皮炎。
- 10 -
内 蒙 古 大 学
3.3 防治措施
第一，控制生产中汞蒸气的最高允许质量浓度在 0．01 mg/m3以下。第二，对某些生产工艺进行技术革新，如温度计生产中，用真空冷灌法取代热灌法，用硅整流器取代汞整流器，在电解食盐工业中用隔膜电极取代汞电极等。第三，预防汞污染。对生产汞和无机汞的厂房要合理配置，以防交叉污染[13]。一是汞的冶炼应在密闭装置内进行，生产车间要有通风排气装置；二是加强对含汞“三废”的处理，如排出含汞的空气要经过锰矿石吸收处理，含汞废水和汞渣应经回收处理才能排放；三是保持环境清洁，防止汞沉积，即作业场所建筑结构、工具及桌椅等均须平整光滑以便于清洗，地面要光滑无缝并有一定斜度以易于清洗等；四是注意个人防护，即不在工作场合吸烟、饮食、娱乐、休息，离开岗位时要换下工作服并进行洗浴；五是禁止使用有机汞农药；六是患有明显的神经衰弱综合征与植物神经功能紊乱者，有精神病史者，有肝、肾等器质性疾病者，有严重牙周病的患者均不宜从事汞作业，妊娠和哺乳期妇女也不宜从事汞作业；七是接触汞作业者应每年进行一次职业健康检查[14]。
- 11 -
内 蒙 古 大 学
参考文献
[1] Darnley A G. A global geochemical reference network: the foundation for geochemical baselines [J] . Geochemical Exploration,1997,60(1):1.
[2] 张志强.国际科学界跨世纪的重大研究主题—国际全球变化研究实施十年进展与现状[J] .地学前缘,1997,4(1):255.
[3] Geochemical background and baselines[EB] . North Wisconsin.
[4] Baseline geochemistry of rocks, stream sediments, and waters in the Great Yellowstone Area[EB] . ID, MT, and WY.
[5] Covelli S, Fontolan G. Application of a normalization procedure in detemining regional geochemical baselines[J] . Environmental Geology,1997,30(1/2):34.
[6] Allen JRL, Rae JE. Late Flandrian shoreline oscillations in the Seven estuary: A geomorphological and stratigraphical reconnaissance[C].Phil Trans R Soc London B315:185.
[7] Rapant S, Vrana K, Bodis D. Geochemical Atlas of the Slovak Republic, Groundwater. Geology Survey Slovak Republic,1997.
[8] Rapant S, RaposováM, Bodis D. Environmental-geochemical mapping program in the Slovak Republic[J] . Geochemical Exploration,1999,62(2):151.
[9] 何容，杜佳佳.土壤重金属污染研究概况［J］.山东林业科技，2008（1）：112. [10] 潘懋.环境地质学［M］.北京：高等教育出版社，2006：151－153.
[11] 马生明.城镇区土壤中 Hg 环境地球化学异常查证及评价新思路［J］.地质与勘探，2004，40（3）：68.
[12] 张延.日本水俣病和水俣湾的环境恢复与保护［J］.调查研究，2006（5）：84. [13] 朱立新. 城市环境地球化学研究新进展［J］. 物探与化探，2004，28（2）：35. [14] 谭见安.地球环境与健康［M］.北京：化学工业出版社，2004：113－114.
- 12 -