汞污染

簡介

　　汞俗稱“水銀”。是地殼中相當稀少的一種元素。極少數(shù)的汞在自然中以純金屬的狀態(tài)存在，是唯一的液體金屬。朱砂、氯硫汞礦、硫銻汞礦和其它一些與朱砂的礦物是汞最常見的礦藏。世界上的50%的汞來自西班牙和意大利，其他主要地是斯洛維尼亞、俄羅斯和北美。朱砂在流動的空氣中加熱后汞可以還原，溫度降低后汞凝結(jié)，這是生產(chǎn)汞的最主要方式。

性質(zhì)

　　汞是在常溫下唯一呈液態(tài)的金屬元素。在自然界里大部分汞與硫結(jié)合成硫化汞（HgS），亦稱“辰砂”或“朱砂”，廣泛地分布在地殼表層。辰砂及其多晶體偏辰砂是主要的含汞礦源。隨著自然的演化，環(huán)境的各個因素中都可能含有汞，形成汞的天然本底。

汞污染

　　汞的本底對判斷環(huán)境中的汞污染程度很有意義。地殼中汞的平均豐度為0.08ppm，土壤中為0.03～0.3ppm，大氣中為0.1～1.0ppt。汞在大氣中呈蒸汽態(tài)，因而雨水中也有汞，平均濃度為0.2ppb。水中汞的本底濃度，內(nèi)陸地下水為0.1ppb，海水為0.03一2ppb，泉水可達80ppb以上，湖水、河水一般不超過0.1ppb。

污染來源

　　人類活動造成水體汞污染，主要來自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水以及廢舊醫(yī)療器械。據(jù)估計，1970～1979年全世界由于人類活動直接向水體排放汞的總量約1．6萬噸；排向大氣的總汞量達10萬噸左右；排入土壤總汞約為10萬噸，而排向大氣和土壤的也將隨著水循環(huán)回歸入水體。

　　由于天然本底情況下汞在大氣、土壤和水體中均有分布，所以汞的遷移轉(zhuǎn)化也在陸、水、空之間發(fā)生。大氣中氣態(tài)和顆粒態(tài)的汞隨風飄散，一部分通過濕沉降或干沉降落到地面或水體中。土壤中的汞可揮發(fā)進入大氣，也可被降水沖淋進入地面水和滲透入地下水中。地面水中的汞一部分由于揮發(fā)而進入大氣，大部分則沉淀進入底泥。底泥中的汞，不論呈何種形態(tài)，都會直接或間接地在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為甲基汞或二甲基汞。二甲基汞在酸性條件可以分解為甲基汞。甲基汞可溶于水，因此又從底泥回到水中。水生生物攝入的甲基汞，可以在體內(nèi)積累，并通過食物鏈不斷富集。受汞污染水體中的魚，體內(nèi)甲基汞濃度可比水中高上萬倍，危及魚類并通過食物鏈危害人體。

　　節(jié)能燈和熒光燈

　　“我國作為全球汞使用量和排放量最大的國家，在‘全球汞文書’談判中面臨著巨大的汞減量減排壓力。”環(huán)保部化學品登記中心副研究員菅小東透露，2012年7月，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署召集的政府間談判委員會第四次會議召開。代表們對具有法律約束力的全球汞公約（簡稱“全球汞文書”）的草案進一步談判，削減汞的供應、減少產(chǎn)品和工藝對汞的需求以及減少汞的國際貿(mào)易仍是談判過程中的重點領(lǐng)域。[3]在節(jié)能燈逐步替代白熾燈成為趨勢之際，節(jié)能燈汞污染引發(fā)社會各方關(guān)注。業(yè)內(nèi)資深專家表示，細管徑的T5、T8等直管熒光燈和環(huán)形熒光燈由于使用手工注汞工藝，更容易出現(xiàn)汞含量超標。環(huán)保部相關(guān)專家表示，環(huán)保部正在籌劃制定加強添汞產(chǎn)品及相關(guān)行業(yè)汞污染防治工作的政策，擬禁止批復使用液態(tài)汞和手動注汞的熒光燈生產(chǎn)新建、改建、擴建項目。[3]節(jié)能燈的發(fā)光原理就是汞蒸氣受激發(fā)而發(fā)光，所以每支節(jié)能燈都含汞。即便按歐洲最新環(huán)保標準，一支節(jié)能燈的汞含量也約為3--5毫克。一旦破碎，僅3毫克就會污染約1000噸水、300立方米的空氣！

　　中國年消耗節(jié)能燈多達8億只，隨著全世界范圍內(nèi)取消白熾燈，節(jié)能燈產(chǎn)量將會大幅度增加。預計在2015年左右，僅中國市場節(jié)能燈的年需求量可達20億只左右。據(jù)專家預測，即使按照500萬只廢棄燈管中有一半的汞廢物可浸入地下來計算，也會形成每年約4.5億噸水的污染潛能，這一數(shù)字遠遠超過北京所有家庭一年的用水總量。那么，20億支相當于每年約1800億噸水的污染潛能，相當于污染400個規(guī)模等同于北京城市所有家庭一年的用水總量。

　　根據(jù)國務院發(fā)布的節(jié)能減排綜合性工作方案，國家發(fā)改委正在積極實施“綠色照明”工程，通過財政補貼的方式向全國推廣高效照明產(chǎn)品1.5億只。按照預測，這項工程實施后，全國一年可累計節(jié)電290億千瓦時，少排放二氧化碳2900萬噸、二氧化硫29萬噸。然而，假如未考慮到這1.5億只節(jié)能燈的善后工作，任由使用者隨意廢棄，那就意味著將有數(shù)十噸汞進入自然環(huán)境，理論上將污染270億噸水資源，而全球便于取用的淡水才只有3000億噸。若再加上大氣、土壤、動植物等受到的連帶傷害，這項工程最終的得失恐怕就不好算了。

　　雪上加霜的是，在國家大力宣傳推廣節(jié)能燈產(chǎn)品的背景下，大量濫竽充數(shù)的劣質(zhì)節(jié)能燈搭便車充斥市場，造成擾亂市場、浪費能源、加重污染的多重危害。近些年節(jié)能燈一直背負著“節(jié)電不節(jié)錢”的惡名，最主要的原因就是市場上的節(jié)能燈產(chǎn)品質(zhì)量低下。2010年元旦前后廣東省質(zhì)監(jiān)局進行了一次節(jié)能燈產(chǎn)品市場抽查，結(jié)果顯示有近8成不合格。而同期湖北省發(fā)布的抽檢結(jié)果顯示，當?shù)厥袌龉?jié)能燈產(chǎn)品的合格率也僅為33.3%。人們知道，劣質(zhì)節(jié)能燈壽命很短，因此淘汰率就大大提高了，這就意味著，進入環(huán)境的廢舊節(jié)能燈數(shù)量增加，汞污染也就加重了。

　　本來被寄予了美好希望的節(jié)能燈，卻要背負起沉重的環(huán)保債務，這實在令人尷尬。恰是因為對節(jié)能燈環(huán)保問題的忽視，建立廢舊節(jié)能燈專業(yè)回收機構(gòu)，對其進行安全無害處理的工作也一直沒人來做。負責推廣節(jié)能燈產(chǎn)品的各地經(jīng)貿(mào)部門，大都沒有關(guān)于廢舊節(jié)能燈回收的計劃，主要是沒有切實可行的回收辦法。

　　節(jié)能燈作為節(jié)能減排的有效手段被政府廣泛推廣。我國已經(jīng)宣布在2012年終止白熾燈的生產(chǎn)。但我們必須清醒的認識到節(jié)能燈背后的隱患，廢舊節(jié)能燈的回收刻不容緩，只有整合社會各界資源才可能有效防止廢舊節(jié)能燈的汞污染。深圳市作為低碳示范區(qū)，為了呼吁廣大民市能共同加入廢舊節(jié)能燈汞防治工作，試點推行“租燈－回收”——“押金出租－上門服務－環(huán)?；厥?rdquo;的節(jié)能燈“只‘租’不賣”環(huán)保模式，把節(jié)能燈推廣與節(jié)能燈汞污染捆綁施實，避免了“先發(fā)展，后治理”的路子。

汞危害機理

　　汞對人體健康的危害與汞的化學形態(tài)、環(huán)境條件和侵入人體的途徑、方式有關(guān)。金屬汞蒸汽有高度的擴散性和較大的脂溶性，侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并經(jīng)血液運至全身。血液中的金屬汞，可通過血腦屏障進入腦組織，然后在腦組織中被氧化成汞離子。由于汞離子較難通過血腦屏障返回血液，因而逐漸蓄積在腦組織中，損害腦組織。在其他組織中的金屬汞，也可能被氧化成離子狀態(tài)，并轉(zhuǎn)移到腎中蓄積起來。

　　金屬汞慢性中毒的臨床表現(xiàn)，主要是神經(jīng)性癥狀，有頭痛、頭暈、肢體麻木和疼痛、肌肉震顫、運動失調(diào)等。大量吸入汞蒸汽會出現(xiàn)急性汞中毒，其癥候為肝炎、腎炎、蛋白尿、血尿和尿毒癥等。急性中毒常見于生產(chǎn)環(huán)境，一般生活環(huán)境則很少見。金屬汞被消化道吸收的數(shù)量甚微。通過食物和飲水攝入的金屬汞，一般不會引起中毒。

　　無機汞化合物分為可溶性和難溶性兩類。難溶性無機汞化合物在水中易沉降。懸浮于水中的難溶性汞化合物，雖可經(jīng)人口進入胃腸道，但因難于被吸收，不會對人構(gòu)成危害?？扇苄怨衔镌谖改c道吸收率也很低。

　　甲基汞主要是通過食物進入人體，在人體腸道內(nèi)極易被吸收并輸送到全身各器官，尤其是肝和腎，其中只有15%到腦組織。但首先受甲基汞損害的是腦組織，主要部位為大腦皮層和小腦，故有向心性視野縮小、運動失調(diào)、肢端感覺障礙等臨床表現(xiàn)。這與金屬汞侵犯腦組織引起以震顫為主的癥候有所不同。甲基汞所致腦損傷是不可逆的，迄今尚無有效療法，往往導致死亡或遺患終身（見水俁病）。

　　有人預測，本世紀將流行精神病，因為汞的中毒主要是損傷神經(jīng)，所以說體內(nèi)汞含量太高，就有可能得精神病。20世紀七十年代中國精神病發(fā)病率是3.2‰，21世紀初上升到15.56‰，大約一千五百萬人。增長速度是非?？斓?。

　　汞離子與體內(nèi)的巰基有很強的親和性，故能與體內(nèi)含巰基最多的物質(zhì)如蛋白質(zhì)和參與體內(nèi)物質(zhì)代謝的重要酶類（如細胞色素氧化酶、琥珀酸脫氫酶和乳酸脫氫酶等）相結(jié)合。汞與酶中的巰基結(jié)合，能使酶失去活性，危害人體健康。

　　體內(nèi)的汞主要經(jīng)腎臟和腸道隨尿、糞便排出，故尿汞檢查對診斷汞中毒有重要參考價值。

我國汞污染嚴重

　　隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源、資源大量消耗，造成了一些汞污染問題或者潛在的汞污染問題。作為一個負責任的大國，我國政府對全球汞污染問題高度重視，在加大環(huán)境保護工作的同時，在自然過程和人為活動向大氣的排汞通量、土法煉鋅和土法煉汞對生態(tài)環(huán)境的影響、大規(guī)模汞礦開采造成的環(huán)境汞污染、高汞背景和多汞污染來源地區(qū)水庫汞的生物地球化學循環(huán)演化特征等方面投入了大量的人力、物力和財力，進行了深入系統(tǒng)的研究，并取得了具有國際影響的重要成果，為保護和改善環(huán)境作出了積極貢獻。

　　由中國科學院地球化學研究所、中國礦物巖石地球化學學會和中國科學院地球化學研究所環(huán)境地球化學國家重點實驗室主辦的第九屆汞全球污染物國際學術(shù)會議在貴陽召開。來自美國、加拿大、斯洛文尼亞、意大利、日本、德國、挪威和南非等46個國家和地區(qū)的450名學者及國內(nèi)的200名學者參加了會議。

　　在為期5天的研討會期間，各國學者以“環(huán)境汞污染問題是發(fā)展中國家和發(fā)達國家共同關(guān)注的環(huán)境問題”為主題，重點圍繞人為活動向大氣的排汞過程及控制、自然過程釋放汞的規(guī)律、汞的大氣化學過程、大氣汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等議題進行廣泛研討。

　　上世紀80年代，北歐和北美科學家發(fā)現(xiàn)，在一些偏遠地區(qū)的湖泊中，魚體汞含量超過了世界衛(wèi)生組織建議的食用水產(chǎn)品標準?？茖W家們通過研究發(fā)現(xiàn)，這種汞污染是由于人類活動向大氣排放的汞，經(jīng)過大氣遷移，通過干濕沉降的形式進入生態(tài)系統(tǒng)造成的。在對這一環(huán)境科學問題進行研究時，世界各國科學家認識到，要最終解決全球環(huán)境中汞污染的問題，需要全球科學家的共同努力。在瑞典科學家OliverLindqvist教授的倡議下，第一屆汞全球污染物國際學術(shù)會議于1990年在瑞典召開。2004年，在斯洛文尼亞召開的第七屆會議上，中國科學院地球化學研究所研究員馮新斌在會上的發(fā)言引起了各國科學家對中國汞污染問題研究水平的關(guān)注。經(jīng)激烈競爭，馮新斌代表中國取得了第九屆汞全球污染物國際學術(shù)會議在中國召開的主辦權(quán)。

中毒事件

　　汞中毒，通常又叫“水俁病”。首次出現(xiàn)是在1933年的日本九州熊本縣。汞中毒有一定的征兆性，開始是走路不穩(wěn)，面容癡呆，爾后耳聾眼瞎，重者全身麻痹，最后精神失常，以至死亡。這是因為汞中毒是一種神經(jīng)中毒，可以造成全身性的神經(jīng)損害。但是汞中毒又是可以預測的。當時在日本就發(fā)現(xiàn)了一種貓，被稱為舞蹈貓。原本正常的貓，走路變得搖搖晃晃，就像跳舞一樣。為什么貓會先得病呢？這是因為貓去吃水俁灣里的魚，而水俁灣的水受到污染汞含量超標。汞被魚吸收富集，再通過食物鏈轉(zhuǎn)到貓和人的體內(nèi)。貓因為吃魚多，所以先中毒。貓得了舞蹈病，也就是水俁病，這時人還可以進行及時的救治。這是因為人體內(nèi)的汞含量還沒有達到臨界值，一旦到達臨界值，就很難進行治療了。所以說，汞中毒還是有一定的可預見性的。

　　還有就是，在香港有一些人發(fā)現(xiàn)自己經(jīng)常感冒，總感覺很累，經(jīng)常頭痛、失眠、頸椎痛、腰痛，而且久治不愈。經(jīng)過化驗，發(fā)現(xiàn)這些人體內(nèi)的汞比一般人都高，病因就是這些人愛吃海魚。類似的情況在日本水俁，農(nóng)民的發(fā)病率就要比漁民低得多。概括地講，在被污染的水域淺水魚的汞含量相對較高，深海魚類相比較來說則低得多。

　　汞雖然是一種累積性毒物，但人體對汞具有一定的排泄能力。試驗表明，成年人每天攝人0.025毫克的甲基汞，由于人體排泄能力使之不會在身體內(nèi)累積，若攝入量超過人體的排泄能力，會在體內(nèi)累積。日本的水俁病，就是在大腦中累積了甲基汞，損害腦組織所致。在人體其他組織中的金屬汞，可能氧化成離子狀態(tài)，并轉(zhuǎn)移到腎中蓄積起來。人體受汞慢性中毒的臨床表現(xiàn)，主要是神經(jīng)性癥狀，有頭痛、頭暈、肢體麻木和疼痛、肌肉震顫、運動失調(diào)等。大量吸入汞蒸汽會出現(xiàn)急性汞中毒，其癥候為肝炎、腎炎、蛋白尿和尿毒癥等。這類病有嚴重的后遺癥和較高的死亡率，還可以通過母體遺傳給嬰兒。在我國松花江和薊河流域的一些漁民體內(nèi)有明顯的汞積累，而且已經(jīng)出現(xiàn)了“擬似水俁病”的病人。

　　由于汞的毒性強，產(chǎn)生中毒的劑量就小，因此我國飲水、農(nóng)田灌溉，都要求汞的含量不得超過0.001毫克/升，漁業(yè)用水要求汞不得超過0.005毫克/升。

防治措施

　　汞在工業(yè)上應用很廣，造成的污染較嚴重，對人類健康影響很大，故對含汞廢水必須進行凈化處理，符合規(guī)定方可排放。另外，對魚體和底泥的甲基汞應定期檢查。中國《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》規(guī)定，居住區(qū)大氣中汞的日平均最高容許濃度為0.0003毫克/米；地面水中汞的最高容許濃度為0.001毫克/升。中國《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定，汞濃度不得超過0.001毫克/升。中國《工業(yè)“三廢”排放試行標準》規(guī)定，汞及其無機化合物最高容許排放濃度為0.05毫克/升(按Hg計)。對慢性無機和有機汞中毒者皆可用巰基絡合劑進行驅(qū)汞治療，但對有機汞中毒的療效遠不及無機汞中毒。

　　2009年2月在肯尼亞首都內(nèi)羅畢舉行的聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署部長級會議上140個國家確定于2010年開始起草一份關(guān)于防止汞污染的具有法律約束力的國際文書其中包括全球范圍內(nèi)汞的安全儲存，減少汞供應，減少產(chǎn)品中汞含量等內(nèi)容，并計劃在2013年2月前完成。2010年6月千葉會議全球各國代表就文書進行討論，討論關(guān)鍵問題包括：如何解決主要來自工業(yè)，尤其是燃煤發(fā)電廠的汞排放；如何鼓勵淘汰醫(yī)療器械等產(chǎn)品中的汞；讓小規(guī)模的金礦停止使用汞法煉金等。
　　我國正大力研究工業(yè)無汞觸媒；天然氣脫汞設備；含汞血壓計體溫計的替代產(chǎn)品。

　　大氣汞排放監(jiān)測

　　環(huán)保部正在積極推進燃煤電廠大氣汞排放監(jiān)測試點工作。環(huán)保部表示，該部將對試點地方進行調(diào)研。剛剛發(fā)布的《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》也提出，將開展大氣汞排放污染防治。[5]汞是環(huán)境中一種生物毒性極強的重金屬污染物，它進入生物體后很難被排出，嚴重威脅人類健康。在過去的十幾年間，世界范圍內(nèi)環(huán)境中汞的濃度持續(xù)上升，已經(jīng)引起各國政府和環(huán)保組織的極大關(guān)注，成為繼氣候變化問題后的又一個全球環(huán)境問題。據(jù)估算，全球人為汞排放的45%來自燃煤，火電行業(yè)已經(jīng)成為汞污染控制的重點。

　　國務院高度重視汞污染防治工作。2009年下發(fā)的《國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護部等部門關(guān)于加強重金屬污染防治工作指導意見的通知》中將汞污染防治列為工作重點；2010年5月又發(fā)布《國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護部等部門關(guān)于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導意見的通知》，進一步提出建設火電機組煙氣脫硫、脫硝、除塵和除汞等多污染物協(xié)同控制示范工程。

　　改進農(nóng)耕技術(shù)

　　對于耕地而言，首先應該科學地施用化肥農(nóng)藥，尤其是注意進行污灌和施用污泥的過程中，盡量減少汞的直接輸入，且要積極慎重的推廣污水灌溉，對灌溉農(nóng)田的污水進行嚴格的監(jiān)測和控制。

　　生物修復

　　蚯蚓能使地下水污泥中汞含量從0.97mg/kg降至0.29mg/kg，而且隨著蚯蚓的繁殖，其凈化量也逐漸增大，盡管蚯蚓或蚓糞終究還是變?yōu)橥寥?，但此過程大大促進了土壤汞的轉(zhuǎn)化．一些植物，如紙皮樺，紅樹等，對土壤中汞的吸收儲存能力較強，對汞污染的稻田改種苧麻，可使土壤中的汞凈化率較種水稻提高8倍。