20 世紀(jì) 50 年代在日本熊本縣發(fā)現(xiàn)首例甲基汞中毒事件以來(lái),不同研究領(lǐng)域的學(xué)者都對(duì)汞污染問(wèn)題給予了高度關(guān)注。土壤中汞的來(lái)源主要有三個(gè)方面 :
1) 汞的天然釋放 , 包括火山與地?zé)峄顒?dòng),土壤、自然水體及植物表面的蒸騰作用,森林火災(zāi)和巖石風(fēng)化等。這種自然因素引起的汞污染通常占汞排放總量的 1/4。
2) 人為污染 , 主要來(lái)自于污水灌溉、汞冶煉廠和汞制劑廠(氯堿工業(yè)、電器、儀表)的排放 ;農(nóng)用耕作中不合理施用含汞的肥料和農(nóng)藥等。
3) 干濕沉降,大氣中含汞廢氣沉降到土壤,也是土壤汞的一個(gè)重要來(lái)源。
Hg 的生物毒性較顯著,其重金屬離子在質(zhì)量濃度為 0.01~0.001mg/L 時(shí)就會(huì)產(chǎn)生毒性。土壤中的汞按化學(xué)形態(tài)可分為金屬汞、無(wú)機(jī)結(jié)合態(tài)汞和有機(jī)結(jié)合態(tài)汞。無(wú)機(jī)汞進(jìn)入人體后轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞鹽,破壞細(xì)胞正常代謝,影響人體機(jī)能 ;土壤中的有機(jī)汞不僅不能通過(guò)微生物降解或降低其毒性,反而會(huì)通過(guò)甲基化作用轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基汞,對(duì)生物造成更大的傷害。土壤重金屬污染的控制與修復(fù)問(wèn)題已經(jīng)引起各級(jí)政府和環(huán)保工作者的廣泛關(guān)注。目前,汞
污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括以下幾種 :
?。?)客土法。就是將已污染的土壤進(jìn)行翻土、換土等,將已經(jīng)污染的土壤深埋,換上新鮮的土壤,從而達(dá)到減輕危害的目的。用這種方法修復(fù)一畝污染土地就要花費(fèi)上百萬(wàn)元,而且污染土壤仍然存在,甚至?xí)^續(xù)擴(kuò)大到地下水污染。但是,因?yàn)樾迯?fù)方法簡(jiǎn)單,花費(fèi)時(shí)間少,這種飲鴆止渴的方法目前被廣泛應(yīng)用。
(2)植物修復(fù)法。通過(guò)種植對(duì)重金屬具有超級(jí)蓄積能力的植物,從而將土壤中的重金屬提取出來(lái)。研究表明,楊樹(shù)對(duì)汞有很好的耐性和凈化功能 , 旱柳對(duì)汞污染有很好的削弱和凈化功能 , 加拿大楊每株體內(nèi)最大汞吸收積累量約為 7000μg。此外,紅樹(shù)植物也可有效地凈化土壤中的汞。
通常,植物修復(fù)法的時(shí)間至少需要 5 年以上,意味著土壤的荒廢時(shí)間至少是 5 年,影響到糧食的生產(chǎn)和農(nóng)民的收入。另外,植物修復(fù)的成本較高,每噸土壤達(dá)到 200 元左右,每畝土壤的修復(fù)費(fèi)用高達(dá) 8~10 萬(wàn)元,每公頃土壤的修復(fù)成本達(dá)到 1.2~1.5 億元人民幣。當(dāng)?shù)卣娃r(nóng)民是無(wú)法承受的。
而且,目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物一般都是野生植物,其種苗繁育存在較大的技術(shù)難度,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模種苗就更加困難,所以現(xiàn)今使用的是先大棚育種再移植到修復(fù)區(qū)的辦法,這無(wú)疑會(huì)進(jìn)一步增加修復(fù)成本和操作難度。
(3)化學(xué)淋洗法。采用化學(xué)藥劑如表面活性劑、酸洗劑等將土壤中的汞淋洗出來(lái)后再進(jìn)行廢水處理。這種方法不僅成本非常高,遠(yuǎn)高于植物修復(fù)法,而且將新的污染物如表面活性劑、酸洗劑等帶入土壤,成為新的污染源。土壤的物理結(jié)構(gòu)會(huì)受到很大影響。
(4)微生物淋洗法。通過(guò)往土壤中加入對(duì)汞具有富集作用的微生物菌群,將汞洗滌出來(lái)。這種方式不僅成本高,對(duì)于大面積的土壤污染而言由于微生物淋洗液難以收集,實(shí)際上很難操作。
?。?)電化學(xué)法。在土壤中通過(guò)電流作用使得水溶性汞離子富集到陰極表面。目前該技術(shù)只是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行摸索。由于電流作用距離太小,而實(shí)際污染的土地面積太大,這種技術(shù)在工程上難以實(shí)施,且不管其高昂的操作成本難以承受。
?。?)汞離子鈍化法。只有具備生物活性的汞離子才能被植物所利用,從而通過(guò)食物鏈蓄積在人體。通過(guò)在污染土壤中加入海泡石、鈣鎂磷肥和石灰等鈍化劑,從而使水溶性汞離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物而降低其生物活性。但是,通過(guò)這種方法鈍化后的重金屬在微生物作用下以及環(huán)境因素發(fā)生變化時(shí),將持續(xù)不斷地恢復(fù)其生物活性。因此,汞離子鈍化法只是暫時(shí)地、短暫地掩蓋了汞污染問(wèn)題。