贵州六枝煤矸石复垦土壤及农作物中汞分布规律研究

经 ， 致 视力模 糊 ， 言障 碍 ， 导 语 听觉 、 觉丧失 ， 终 嗅 最
昏迷 而死 亡 ； 更严 重 的是母 体 中 的 甲基 汞可 转移 富 集 在胚 胎 中 ， 引起 胎儿 先天 性水 俣病 。汞 的高毒 性
处于汞矿化带 ， 许多地区煤及其 固体废物 中汞异常 富集 Ｊ 而 对于煤 矸 石 及 其 风 化 土 壤 与农 作 物 。然
均值 （ 见表 １ ， 以看 出， 四角 田煤矿煤矸 石堆 ）可 在 的表 层 样 品 中 ， 化 年 限 越 长 ， 矸 石 中 的 Ｈｇ含 风 煤
量越 低 ； 地棕矿 挖 开 的剖面 上不 同位 置采 集 的煤 在
矸 石样 由于埋藏 较 深 ， 化 作 用 不 明显 ， 汞 含 量 风 故 都 比较 高 ， 均超 过 了 国家 Ⅱ类 土壤 环境 质量 标 准值
Ｐ Ｈ采 用 电位法 测 定 。
地煤剖 车 棕矿面 ：；
下部 （ ｎ＝２ ） 底部稻 田土 （ 受煤 矸石淋滤 废 水影 响 ｎ＝ ） ２
底 部 水 沟测 岸 （ ｎ＝１ ）
０３ １ ． ５ ０３ ２ ． ３ ０ １７ ． ４
０． ８ ４４
２ 结 果与 分 析
２ １ 煤 矸石 及 其风化 土壤 中总 Ｈ ． ｇ的含 量 此 次 采 集 的煤 矸 石 及 土壤 样 中汞 含量 范 围在
中汞 迁移 转化 研 究 的极大 兴趣 。
２１ ０ ０年 ８月在 贵州 六 枝 煤 矿 的 四角 田矿 和地 棕矿 进行 了 系统 采 样 。 在 四角 田矿 分 别 采 集 了不 同风化 年 限（ ０年 、０年 、 ４ ３ ５—１ ０年 、 近期 ） 矸 石 煤
煤矿 开 采过 程 中会产 生 大量 的 固体废 弃物 ， 即
煤 矸石 研 究 中发现 ： 化煤 矸石 微量 元 素含量 明显 风
图 １ 土 壤 中汞 含 量 一 有 机 质 含量 关 系 图
２ ２ 风 化煤 矸石 土 壤 Ｈ ． ｇ的植 物可 利用 性
高于原始煤矸石含量 ， 且在 自然风化作用下 ， 煤矸 石 中铁 氧 化物 和有 机 质会 吸 附从 煤 矸 石 释 放 出 的 重金 属 ， 重 金 属在 煤 矸 石 中不 断 富 集。崔 龙 使 鹏【 在煤 矸 石 有 害元 素 汞 迁 移 研 究 中也 发 现 ， 风
０４ Ｐ＜０ ０ ， 明煤 矸 石 风 化 土壤 中总 汞 和 有 ．３， ．５ 表 机 质之 间存 在着 某种 必 然 的关 联 ， 有研 究发 现有 机 质 对 汞有 络合 、 固定 作 用 』还 有 的 研 究 发 现汞 赋 ， 存 在硫 化 物 里 ¨ 但 我 们 的研 究 表 明汞 和 有 机 质 训， 含 量 具有 显著 相关 性 ， 可能 也有 部分 汞和 有机 质结
化煤 矸 石 汞 含 量 要 稍 高 于 未 风 化 煤 矸 石 汞 浓 度 。
然 而 ， 研究 结 果 表 明 ， 枝 山 风 化 年 限长 的煤 矸 本 六 石 中汞 的 含 量更 低 ， 宋 文 等 贵 州 水 城 煤 矸 石 与
六 枝 四角 田煤矸 石 山上种 植 的农 作 物有 玉米 、
０ ０５— ．７ ｇ・ ｇ 之 间 。对 不 同 风化 年 限 的 ．４ ０４４ｍ ｋ 煤矸 石 、 及受 煤矸 石 山影 响 的土 壤 的 Ｈ ｇ含 量 求 平
研究 中发 现 风化 煤 矸 石 土 壤 中汞 浓 度 和有 机 质含 量 呈 显著 相 关 关 系 ， 过 图 １可 以看 出 ： 通 Ｒ＝
超 过 了国 家食 品标 准 的汞 含量 限值 ， 并且 大部 分植物 各 部位 的 汞含 量分 布规律 均 为 叶 ＞根 ＞茎。
关键 词 ： ； Ｈｇ煤矸 石 ； 作物 ； 州 六枝 农 贵
中图 分类 号 ： ５ ８ Ｘ ０ 文献标 识码 ： Ａ
近年 来重 金属 污染 备受 关 注 ， 而汞 污染 是全 球 最 受关 注 的重 金属 污染 之一 。研 究 表 明 ， 在一 些 特
文章编号
１０ ５ ６ （ ０ １ ０ ０ ２ ０ ０ ０— ２ ９ ２ １ ） ４— １２— ４
贵 州 六 枝 ห้องสมุดไป่ตู้ 矸 石 复 垦 土 壤 及 农 作 物 中 汞 分 布 规 律 研 究
李 婷 ， 天 容 何
（ 贵州大学喀斯特环境与地质灾害 防治教育部重点实验室 ， 贵州 贵阳 ５ ００ ） ５ ０ ３
第２ ８卷 第 ４期
２１ ０ １年 ８月
贵州大学学报 （ 自然 科 学 版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｕｚｏ ｎ ｅ ｉ （ ａ ｒｌ ｃ ｎｅ ） ｏｒａ ｏ ｉ ｕＵ ｉ ｒ ｔ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃｓ Ｇ ｈ ｖ ｓｙ ｕ ｅ
Ｖｏ ．２８ Ｎ０． ４ １
Ａｕｇ ２ ． ０１１
物样品， 并在 煤矸 石 堆 附近采 集 了 自然 土 壤样 品作
为对 照样 品 。所有 煤 矸 石 及 土 壤 样 品 都 遵 循 梅 花 点 采 样 法 ， 上 种植 的植 物 样 品按 根 、 、 、 实 其 茎 叶 果
源的价值及人类 身体健康 。由于贵州省耕 地面积
少 ， 区经 风化后 的煤矸 石 山被 当地 居 民复 垦种植 矿
堆 中汞会 随着风 化过 程迁 移 到周 围环境 中 ， 对周 围 生 态系统 造 成威胁 。 堆放 于环境 中的煤矸 石在 物理 、 学 和生物 的 化
作用下进行风化 ， 煤矸石中的微量元素也会随着这 个过 程释 放 到环境 中。但有 一 些研 究表 明 ， 煤矸 石
微量元 素 含量 会 随 着 风化 年 限 的增 加 产 生 富 集 作 用 ， 而 升 高 。如 党 志 等 对 英 国威 尔 士 煤 矿 的 从
系统 中汞 的迁 移 、 化 规 律 的研究 比较少 ， 而 开 转 从
展 贵州煤 矸 石堆 放 以及 复 垦种 植 农 作 物 过 程 中汞
的环 境效 应研 究有 着 重要 的意 义 。
１ 材 料 与 方 法
１ １ 样 品的 采集 与预 处理 ．
及 其在 食 物链 中的高 富集性 ， 引起人 们 对各 种环 境
煤 矸 石 。堆 放 于地 表 的 煤 矸石 经 物 理 、 学 、 物 化 生
堆 的表层 煤矸 石样 及 其 上 种 植 的农 作 物 样 品 。地
棕 矿 的一 个 大型 煤矸 石堆 正被 重新 开 发利 用 ， 在 故 挖 开 的煤 矸 石堆 剖 面上 、 、 三个 位 置分 别 采 集 中 下 了煤 矸 石样 品 。在采 集煤 矸 石样 的 同时 ， 还在 两个 煤 矿采 集 了受煤 矸 石 堆 淋 滤 液 影 响 的 土壤 及 农 作
风化 等 自然过 程 会 产 生 有 毒有 害 物 质 污染 矿 区 的
土壤 、 体 、 水 大气 。煤 矸石 山的淋 滤液 ， 其是 自燃 尤 后 的煤矸 石 山 的淋滤 液 中重 金属 元素 含量 高 ， 污 会 染煤 矸石 山附近 的水 体 ； 露天 堆放 的煤 矸 石被 风化
成微 粒 ， 会进 人 大 气 污 染 大 气 环 境 。周 围 土 壤 、 水体 、 气 中重金 属元 素 含量 改 变 ， 影 响环 境 资 大 会
均 明 显 高于对 照 点土 壤 汞 含 量 ， 并发 现 煤矸 石 中有 机 质 和 总汞 含 量 之 间存 在 显 著 的 相 关 关 系 （ ＝ ．３Ｐ＜ ．５ ． ｒ ０４ ， ０ ０ ） 农作 物 中总 汞含量 在 ０ ０ ２ ．８ ｇ・ｋ （ 重 ） 间 ， 分 叶 汞含 量 ．３— ８５９ Ｉ ｘ ｇ 湿 之 部
合 ， 更进 一步 的研 究 。 需
（ ＜ ．０ｍｇ・ ｇ ） 不宜 在 上 面 种植 食 用 的农 Ｈｇ ０ ３ ｋ ， 作物 。风化 年 限较 短 的煤 矸 石 中 汞含 量 都 明显 高 于 背景土 壤 汞含量 ， 受煤矸 石 淋滤液 影 响 的稻 田土 壤 中的 Ｈ ｇ含量 也 比对 照 土 壤样 中 高 ， 明煤 矸 石 表
农 作 物 ， 多 复垦 土壤 中重 金属 含量 超过 土 壤环境 许 质 量标 准 值 ， 胁 到 当地 人 的 身 体 健 康 。贵 州 威
殊的生态系统中 ， 即使很低浓度的汞都可转化成毒 性 更 大的 甲基 汞 ， 在 食 物 链 中放 大 富 集 ， 人 类 并 对 的身体 健 康造 成 极 大 的威 胁 Ｊ 甲基 汞 进 人 人 体 。 后 会在 人 体 富集并 破 坏各 器 官 细 胞 的基 本 功 能 和 代 谢 能力 。破 坏肝 脏 细胞 的解 毒作 用 ； 害 中枢 神 损
第 ４期
李
婷 等 ： 州六 枝煤 矸石复垦土壤及农作物 中汞分布规律研究 贵
分 别采 集 。 煤 矸 石 及 土壤 样 品 在 室温 下 自然 风干 后用 玛
风化 土壤 一 作 物 系统 中汞 分 布 规 律 研究 的情 况 农 相符 ， 明贵 州水 城 、 枝 矿 区煤矸 石 风化 过 程 中 表 六 汞 的迁移 规律 有别 于其 他矿 区 。
经 过 Ｒ －１ 塞 曼效 应 汞分 析 仪 在 线 实 时 检 测 ， Ａ ９ ５＋
稻 田土壤 （ 煤矸 石淋滤废 受
水 影 响 ｎ＝ ） ２ 洗 煤 矸 石 （ ＝３ ）
得 出样 品 峰 面 积 ， 工 作 标 准 曲 线 换 算 得 出 总 汞 经
值。
土壤 有 机质 采用 的是 恒 温水浴 水 合热法 测 定 ；
煤矸 石 、 样 和 植 物 样 中 的 总 Ｈ 土 ｇ均 采 用
Ｈ ｇ含 量 的 平 均 值／ ｍｇ・ ｇ ｋ
０ ０７ ． ２ ０ ４ ．１ ９ ０ ７ ．１ ４ ０ ０５ ． ０ ０ ８ ．１ ４ ０． ５ ２７ ０ ４７１ ．
Ｌ ｍｅ 汞 仪 测 定 ； ｕ ｘ测 在样 品分 析时 把称 好 的样先
表 １ 不 同风 化 年 限煤 矸 石 中 Ｈｇ的 平 均 含 量 煤 矿 风 化 年 限