萬山汞礦區(qū)水稻汞含量影響因素研究及修復(fù)技術(shù)初探.pdf

1、通過對貴州萬山汞礦區(qū)各河流流域內(nèi)稻田土壤和稻米總汞(THg)及甲基汞(MeHg)分布規(guī)律的研究，從區(qū)域?qū)用嫔咸接懥送寥栏骼砘卣鲗ν寥老到y(tǒng)中THg和MeHg生物富集的影響，并采用改良劑或農(nóng)藝措施對稻米THg和MeHg進行原位盆栽鈍化研究。通過本論文的研究，得出以下主要結(jié)論：
　　1、萬山汞礦區(qū)土壤總汞和甲基汞含量分布特征及影響因素
　　稻田土壤THg含量范圍為0.49μg.g-1~188.00μg.g-1，平均值為31.62

2、μg.g-1，所有樣品均超出土壤環(huán)境質(zhì)量標準的限量(GB15618-1995,pH<6.5)。稻田土壤MeHg含量范圍為0.72ng.g-1~6.70ng.g-1，平均含量為2.82ng.g-1，甲基化率范圍為0.002％~0.237%，平均值僅為0.041%。土壤THg和MeHg含量總體上隨著遠離礦坑的方向有不同程度降低趨勢。土壤THg與SiO2表現(xiàn)出顯著的負相關(guān)性(P<0.01)，而與Se顯著性正相關(guān)(P<0.01)。土壤MeHg與

3、土壤THg、TS、TP、Se(P<0.01)、TN、有機質(zhì)(P<0.05)存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，與SiO2表現(xiàn)出顯著性負相關(guān)(P<0.01)，表明土壤MeHg不但和THg含量有關(guān)，還受到土壤理化因子的影響。
　　2、萬山汞礦區(qū)稻米總汞和甲基汞含量分布特征及影響因素
　　稻米THg含量范圍為2.84ng.g-1~295.53ng.g-1，平均含量為50.82 ng.g-1，超過60%的樣品超出國家食品中污染物限量標準(GB27

4、62-2005)。稻米MeHg含量范圍為2.30ng.g-1~43.18ng.g-1，平均含量為13.33ng.g-1。稻米MeHg/THg比率為7.12%~68.37%，平均達34.04%，而稻米對土壤MeHg的富集能力可達12.27倍，平均為5.00倍，顯示了較強的富集能力。各流域稻米THg和MeHg含量均隨著遠離汞礦開采區(qū)的方向表現(xiàn)出不同的降低趨勢。稻米THg與土壤TS(P<0.05)、TN、有機質(zhì)、pH(P<0.01)表現(xiàn)出顯著

5、的正相關(guān)性，與SiO2顯著性負相關(guān)(P<0.05)。稻米MeHg與土壤TN(P<0.05)、TP、有機質(zhì)、pH、THg、MeHg(P<0.01)以及稻米THg(P<0.01)均表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，與SiO2呈現(xiàn)顯著地負相關(guān)性(P<0.01)。稻米THg(MeHg)與土壤THg的比值與土壤Se之間呈顯著負相關(guān)性(P<0.01)，表明土壤Se對稻田系統(tǒng)中THg和MeHg的生物富集起到了明顯的影響。
　　3、萬山汞礦區(qū)居民食用大米的汞

6、暴露風(fēng)險評估
　　居民THg日攝入量和糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(JECFA)安全標準下的健康風(fēng)險指數(shù)(HRI)范圍分別為0.02μg/(kg.d)~1.77μg/(kg.d)和0.03~2.49。居民MeHg日攝入量范圍為0.01μg/(kg.d)~0.26μg/(kg.d)，JECFA和美國國家環(huán)保局(USEPA)安全標準下的 HRI范圍分別為0.09~1.13和0.14~2.59。人體頭發(fā)MeHg含量范圍

7、為0.17μg.g-1~3.11μg.g-1，分別有5%和38.33%的監(jiān)測點超出JECFA和USEPA規(guī)定的人體發(fā)汞的安全限值。人體接受大米THg和MeHg的健康風(fēng)險，均隨著遠離礦坑的方向呈不同程度的降低。食用大米產(chǎn)生的暴露程度與水稻種植位置關(guān)系密切，但這種風(fēng)險目前整體還處于一個可控范圍，需要及時采取相應(yīng)措施避免風(fēng)險擴大。
　　4、改良劑的初期試驗對稻米總汞和甲基汞的鈍化研究
　　所選改良劑在不同程度上均能抑制水稻對THg

8、和MeHg的富集，在梅子溪（MZX）和熬寨（AZ）試驗點分別產(chǎn)生了10.86%~40.95%和13.54%~26.97%的稻米THg降低率，以及分別為23.0ng.g-1~90.5ng.g-1和34.54ng.g-1~68.78ng.g-1的降低量。農(nóng)家肥在兩地獲得了最高的THg平均降低率和降低量，分別為30.55%和70.94ng.g-1，鈣鎂磷肥、農(nóng)家肥、麥飯石粉和活性炭在兩地均達到了顯著的鈍化效果(p<0.05)。與對照組相比較，

9、改良劑在高含量和低含量MeHg污染條件下均產(chǎn)生了良好的鈍化效果，在MZX和AZ分別產(chǎn)生了范圍為27.86%~71.61%和29.48%~64.96%的稻米MeHg降低率，平均降低率分別為51.55%和49.41%，稻米MeHg/THg比率分別降低了17.58%~65.94%和12.64%~59.49%。鈣鎂磷肥、農(nóng)家肥、活性白土、麥飯石粉、磷礦粉、硫化鈉和活性炭在兩個試驗區(qū)達到了顯著的MeHg鈍化效果(p<0.05)，且都能達到50%以

10、上的降低率，對稻米MeHg/THg比率降低作用較穩(wěn)定的是鈣鎂磷肥、活性白土和活性炭。無論是在MZX或者AZ，同時對稻米THg和MeHg產(chǎn)生顯著性差異的改良劑為鈣鎂磷肥、農(nóng)家肥、麥飯石粉和活性炭(p<0.05)，且改良劑對MeHg的作用效果遠好于THg。粘土礦物的不同所產(chǎn)生的鈍化效果存在一定差異，而且灌溉方式和施肥種類等農(nóng)藝措施的改變也會對水稻的富集能力產(chǎn)生重要影響。
　　5、改良劑的驗證試驗對稻米總汞和甲基汞含量的影響
　　

11、驗證試驗的對照組稻米THg和MeHg含量分別為74.39ng.g-1和32.24ng.g-1，改良劑對稻米THg和MeHg分別產(chǎn)生了23.71%~42.67%和28.69%~75.25%的降低率，平均降低率分別為36.50%和55.77%，效果依舊較為穩(wěn)定良好。而且改良劑對稻米MeHg的鈍化效果依舊要好于稻米THg。綜合初期和驗證試驗的結(jié)果，鈣鎂磷肥、農(nóng)家肥和麥飯石粉對THg和MeHg的鈍化效果均達到了顯著水平（p<0.05），且麥飯石