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基本信息

項(xiàng)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
簡介：
本項(xiàng)目在桂林市區(qū)選定73個采樣點(diǎn)，于2009年豐水期和枯水期分別進(jìn)行地下水樣品采集，建立了5個地下水月監(jiān)測點(diǎn)，完成為期1年的監(jiān)測，輔以地下水采樣點(diǎn)周邊土壤中形態(tài)汞的分析,最后通過模擬酸雨淋濾實(shí)驗(yàn)，并采用單因子指數(shù)法對桂林市區(qū)地下水中的汞進(jìn)行了評價，對發(fā)現(xiàn)的5個地下水汞高值區(qū)進(jìn)行實(shí)地勘查。研究結(jié)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(fēng)化物的水—巖相互作用。
詳細(xì)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(dá)到國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93）中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。且汞最高值都未超過《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），這反映出桂林市區(qū)地下水總體水質(zhì)較好。 （2）通過對桂林市區(qū)73個地下水監(jiān)測點(diǎn)樣品分析顯示：枯水期出現(xiàn)5個汞高值，豐水期出現(xiàn)4個汞高值區(qū)。且Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ高值區(qū)出現(xiàn)位置基本重合。經(jīng)現(xiàn)場勘查，這些地下水的高值區(qū)大多與工業(yè)廢水污染、農(nóng)田污水污染、生活垃圾污染以及富汞巖石的風(fēng)化物有關(guān)。 （3）5個年度監(jiān)測點(diǎn)的樣品分析結(jié)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(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，巖溶地區(qū)由于巖溶塌陷點(diǎn)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(jié)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(lián)系。 （5）因子分析結(jié)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(lián)系，說明土壤中交換態(tài)汞（X2）易于通過滲透作用進(jìn)入地下水中。 （6）模擬酸雨淋濾實(shí)驗(yàn)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(jī)質(zhì)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(shù)法的評價結(jié)果表明，豐水期時桂林市區(qū)地下水中汞的無污染點(diǎn)由枯水期的16個上升到49個，占所有監(jiān)測點(diǎn)的67.1%，相應(yīng)的重度污染點(diǎn)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(bǔ)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(bǔ)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(diǎn)中，有53.0%的監(jiān)測點(diǎn)水樣達(dá)到了輕度污染的程度。

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  • 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

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(xiàng)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(xué)依據(jù)。通過冷原子吸收法對73個采樣點(diǎn)的枯、豐水期、5個月觀測點(diǎn)及采樣點(diǎn)周邊的土壤的樣品進(jìn)行汞含量分析。同時，設(shè)計了模擬酸雨淋濾實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證酸雨地區(qū)汞從土壤中溶出作用。并采用單因子指數(shù)法進(jìn)行了評價，通過實(shí)地勘查，探討了汞的來源。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

桂林是風(fēng)景獨(dú)特、聞名于世的旅游城市。巖溶地下水以其獨(dú)特的形式成為桂林寶貴的旅游資源，同時也在桂林的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)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(jìn)行了全面的分析探討，信息量大。經(jīng)中國期刊網(wǎng)查詢，專門針對地下水中汞污染研究的相關(guān)文獻(xiàn)目前未見報道。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義

桂林市為廣西典型喀斯特地貌地區(qū)，蘊(yùn)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(lián)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(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類活動對地下水的水質(zhì)變化產(chǎn)生了很大影響。本項(xiàng)目的研究成果不僅可為防止桂林市地下水汞污染和保護(hù)寶貴地下水資源提供科學(xué)依據(jù)，還可為其他巖溶城市地下水研究提供借鑒資料。為促進(jìn)人類、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展的大目標(biāo)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

學(xué)術(shù)論文摘要

在桂林市區(qū)150平方公里范圍內(nèi)，選定73個采樣點(diǎn)，于豐水期和枯水期分別進(jìn)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(diǎn)進(jìn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)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(shù)法對桂林市區(qū)地下水中的汞進(jìn)行了評價，并對汞的高值區(qū)進(jìn)行了實(shí)地勘查。研究結(jié)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(nóng)田污水污染、生活垃圾污染以及富汞巖石的風(fēng)化物有關(guān)；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(jìn)入地下水，使地下水中汞含量增高；模擬酸雨淋濾實(shí)驗(yàn)證明，土壤中汞的溶出量隨土壤中有機(jī)質(zhì)含量減小、酸雨酸度的增大和淋濾次數(shù)的增加而增大；土壤中的可交換態(tài)汞與地下水汞關(guān)系密切。由于汞具有較強(qiáng)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(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

汞污染是國際上熱點(diǎn)關(guān)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(diào)查表明：水環(huán)境中的汞污染越嚴(yán)重，水生動物體內(nèi)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(nèi)；土壤汞污染通過植物的對汞的蓄積作用轉(zhuǎn)移至植被中，或通過雨水的作用釋放至地下水中，進(jìn)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(shù)據(jù)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(dá)ug·L-1級。國內(nèi)研究中，據(jù)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(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)對桂林市74個各類地下水點(diǎn)進(jìn)行了長期監(jiān)測，檢出含量超標(biāo)的污染物質(zhì)有：細(xì)菌、耗氧量、礦化度、PH值等17種;多年平均含量超標(biāo)的污染物質(zhì)有：細(xì)菌、大腸桿菌、氨氮、亞硝酸鹽、氮、汞等9種，其中超標(biāo)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(guān)組碳質(zhì)頁巖汞含量偏高，碳質(zhì)頁巖汞平均值可達(dá)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(jù)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(xiàn)明顯，而當(dāng) 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(xiàn)得知，前人的工作僅局限于大氣汞、土壤汞、河流汞的污染調(diào)查和研究，而專門對于地下水汞污染的調(diào)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。
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