基本信息
- 項目名稱：
- 城市地下水中汞的分布規(guī)律和污染研究——以桂林市城區(qū)為例
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本項目在桂林市區(qū)選定73個采樣點，于2009年豐水期和枯水期分別進行地下水樣品采集，建立了5個地下水月監(jiān)測點，完成為期1年的監(jiān)測，輔以地下水采樣點周邊土壤中形態(tài)汞的分析,最后通過模擬酸雨淋濾實驗，并采用單因子指數法對桂林市區(qū)地下水中的汞進行了評價，對發(fā)現的5個地下水汞高值區(qū)進行實地勘查。研究結果表明，地下水中的汞主要來源于城市工業(yè)污染、居民生活污染物的排放、富汞巖石及其風化物的水—巖相互作用。
- 詳細介紹：
- 主要研究成果： （1）枯水期地下水Hg含量為0.025-0.23μg/L，豐水期地下水Hg含量為0.01-0.38μg/L，均達到國家地下水質量標準（GB/T14848-93）中Ⅱ類標準。且汞最高值都未超過《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006），這反映出桂林市區(qū)地下水總體水質較好。 （2）通過對桂林市區(qū)73個地下水監(jiān)測點樣品分析顯示：枯水期出現5個汞高值，豐水期出現4個汞高值區(qū)。且Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ高值區(qū)出現位置基本重合。經現場勘查，這些地下水的高值區(qū)大多與工業(yè)廢水污染、農田污水污染、生活垃圾污染以及富汞巖石的風化物有關。 （3）5個年度監(jiān)測點的樣品分析結果顯示：在沒有外來污染源的情況下，地下水中的汞含量不隨季節(jié)變化；暴雨可將面源污染物通過巖溶裂隙直接帶入地下水中；歐家村監(jiān)測點的監(jiān)測數據表明，巖溶地區(qū)由于巖溶塌陷點發(fā)育，其污染的地表水更易匯入地下水中。 （4）在暴雨前后，通過對漓江沿岸地下水中汞含量的分析結果顯示：洪水期,地下水汞濃度隨漓江水的總汞含量增高而增高，顯示漓江河水和沿岸地下水有很好的水力聯系。 （5）因子分析結果表明，桂林市區(qū)地下水中汞含量與土壤中交換態(tài)汞（X2）有密切聯系，說明土壤中交換態(tài)汞（X2）易于通過滲透作用進入地下水中。 （6）模擬酸雨淋濾實驗表明，在pH=4.5的酸雨作用下，不同類型的土壤中汞的溶出能力不同，含有機質較多的土壤對汞的吸附力較大；頻繁的酸雨沉降亦能大大提高土壤中汞的溶出能力。 （7）單因子指數法的評價結果表明，豐水期時桂林市區(qū)地下水中汞的無污染點由枯水期的16個上升到49個，占所有監(jiān)測點的67.1%，相應的重度污染點減少近5%。其主要原因是由于豐水期降雨量增大，為地下水的補給提供豐富的水量，使地下水中的汞濃度得到有效的稀釋。而枯水期時由于地表水的補給減少，地下水中汞的含量普遍升高，在本課題的所有監(jiān)測點中，有53.0%的監(jiān)測點水樣達到了輕度污染的程度。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 桂林市典型巖溶區(qū)、酸雨區(qū)，且處于全國土壤汞高值帶的邊緣，其地下水又占重要地位。故項目著眼于弄清桂林市區(qū)地下水中汞的時空變化規(guī)律、污染來源，為防止桂林市地下水汞污染提供科學依據。通過冷原子吸收法對73個采樣點的枯、豐水期、5個月觀測點及采樣點周邊的土壤的樣品進行汞含量分析。同時，設計了模擬酸雨淋濾實驗，以驗證酸雨地區(qū)汞從土壤中溶出作用。并采用單因子指數法進行了評價，通過實地勘查，探討了汞的來源。
科學性、先進性及獨特之處
- 桂林是風景獨特、聞名于世的旅游城市。巖溶地下水以其獨特的形式成為桂林寶貴的旅游資源，同時也在桂林的工農業(yè)生產和人民生活用水等方面占有重要地位。本課題以桂林市城區(qū)地下水中汞的污染及分布規(guī)律為中心展開研究，用單因子指數法劃分出桂林城區(qū)地下水污染區(qū)段，從多個影響因素對地下水汞污染進行了全面的分析探討，信息量大。經中國期刊網查詢，專門針對地下水中汞污染研究的相關文獻目前未見報道。
應用價值和現實意義
- 桂林市為廣西典型喀斯特地貌地區(qū)，蘊藏著豐富的地下水資源，但由于巖溶裂隙發(fā)育，地表水與地下水有很好的水力聯系，相對于其他城市地下水更易受到污染。近年來隨著桂林社會、經濟的迅速發(fā)展，人類活動對地下水的水質變化產生了很大影響。本項目的研究成果不僅可為防止桂林市地下水汞污染和保護寶貴地下水資源提供科學依據，還可為其他巖溶城市地下水研究提供借鑒資料。為促進人類、環(huán)境和經濟的和諧發(fā)展的大目標做出應有的貢獻。
學術論文摘要
- 在桂林市區(qū)150平方公里范圍內，選定73個采樣點，于豐水期和枯水期分別進行地下水樣品采集，并分析了其中的汞含量，以研究地下水中汞空間分布規(guī)律；同時建立了5個典型地下水點進行年度監(jiān)測，以研究地下水中汞的年度變化規(guī)律；輔以地下水采樣點周邊土壤中形態(tài)汞的分析，以研究汞的水-土相互作用；最后通過模擬酸雨淋濾實驗，以驗證酸雨地區(qū)汞從土壤中的溶出作用。本文采用單因子指數法對桂林市區(qū)地下水中的汞進行了評價，并對汞的高值區(qū)進行了實地勘查。研究結果表明：桂林市枯水期地下水汞含量為0.025-0.230μg/L，豐水期為0.010-0.380μg/L；地下水汞的高值區(qū)大多與工業(yè)廢水污染、農田污水污染、生活垃圾污染以及富汞巖石的風化物有關；在巖溶地區(qū)，暴雨期間大量的面源污染物可以隨地表徑流通過巖石裂隙和巖溶管道進入地下水，使地下水中汞含量增高；模擬酸雨淋濾實驗證明，土壤中汞的溶出量隨土壤中有機質含量減小、酸雨酸度的增大和淋濾次數的增加而增大；土壤中的可交換態(tài)汞與地下水汞關系密切。由于汞具有較強的生物蓄積作用和抗微生物降解作用，故可在環(huán)境中長期存留并富集，汞的污染和危害是一個絕不容忽視的環(huán)境問題。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 汞污染是國際上熱點關注的問題之一。2003年的《全球汞狀況評估》報告指出，汞在全球大氣、水和土壤中的含量已增加了三倍左右，在工業(yè)區(qū)附近汞的含量更高，汞污染的不斷加劇對人類健康和環(huán)境造成了極大危害。對于汞污染問題，Pastor等調查表明：水環(huán)境中的汞污染越嚴重，水生動物體內的汞含量也就越高。水體汞污染可通過蓄積作用蓄積于生物體內；土壤汞污染通過植物的對汞的蓄積作用轉移至植被中，或通過雨水的作用釋放至地下水中，進入食物鏈，最終危害人類健康。日本的水俁病就因此而聞名的。Bloom NS.Watras CJ的研究表明，不同地區(qū)部分采樣數據顯示，雨水中總汞含量2.0-5.0 ng·L-1，甲基汞含量0.15 ng·L-1，雪中總汞含量4.0 ng·kg-1，甲基汞含量0.05 ng·kg-1。污染水體中總汞含量可以高達ug·L-1級。國內研究中，據曾昭華研究顯示長江中下游地區(qū)的江漢平原東部地區(qū), 地下水中汞的集中值為 0.0105μg/L, 江西省鄱陽湖區(qū)為0.0096μg/L, 長江三角洲南部區(qū)為0.0120μg/L。1979—1981年廣西水文地質工程地質隊對桂林市74個各類地下水點進行了長期監(jiān)測，檢出含量超標的污染物質有：細菌、耗氧量、礦化度、PH值等17種;多年平均含量超標的污染物質有：細菌、大腸桿菌、氨氮、亞硝酸鹽、氮、汞等9種，其中超標污染較重的有汞、酚、氰化物3種。1999年廣西衛(wèi)生防疫站在桂林地下水中普遍檢出酚、氰化物、鉻、鉛、汞等污染物，其中汞和酚污染較重。近年來，錢建平、葉軍在對桂林市近郊主要地層汞含量分析表明，分布較為廣泛的下石炭統(tǒng)巖關組碳質頁巖汞含量偏高，碳質頁巖汞平均值可達165×10-9，最高為95×10-9，易于成壤，是形成桂林地區(qū)土壤汞高背景分布的重要因素。同時，據牛凌燕的研究表明酸雨其他條件不變的情況下，pH 越低，土壤中汞釋放量越大，這種變化在較低 pH 值時表現明顯，而當 pH 值分別上升至4.5 和5.6時這種差異則不明顯。而桂林市是南方主要酸雨地區(qū)之一，給該區(qū)汞高值背景下土壤中的汞溶出提供了有利的條件。汞污染是許多城市和地區(qū)共同面臨的帶有普遍性的問題。但通過查閱大量文獻得知，前人的工作僅局限于大氣汞、土壤汞、河流汞的污染調查和研究，而專門對于地下水汞污染的調查研究卻鮮有報道，尤其是針對桂林市城區(qū)地下水汞的研究則是少之又少。
