万山汞矿区水稻汞含量影响因素研究及修复技术初探

发布时间：2018-03-02 00:26

本文关键词： 万山汞矿区稻田总汞甲基汞分布特征影响因素风险评估钝化研究　出处：《贵州大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：通过对贵州万山汞矿区各河流流域内稻田土壤和稻米总汞(THg)及甲基汞(Me Hg)分布规律的研究,从区域层面上探讨了土壤各理化特征对土壤系统中THg和Me Hg生物富集的影响,并采用改良剂或农艺措施对稻米THg和Me Hg进行原位盆栽钝化研究。通过本论文的研究,得出以下主要结论:1、万山汞矿区土壤总汞和甲基汞含量分布特征及影响因素稻田土壤THg含量范围为0.49μg.g-1~188.00μg.g-1,平均值为31.62μg.g-1,所有样品均超出土壤环境质量标准的限量(GB 15618-1995,p H6.5)。稻田土壤Me Hg含量范围为0.72ng.g-1~6.70ng.g-1,平均含量为2.82ng.g-1,甲基化率范围为0.002%~0.237%,平均值仅为0.041%。土壤THg和Me Hg含量总体上随着远离矿坑的方向有不同程度降低趋势。土壤THg与Si O2表现出显著的负相关性(P0.01),而与Se显著性正相关(P0.01)。土壤Me Hg与土壤THg、TS、TP、Se(P0.01)、TN、有机质(P0.05)存在显著的正相关关系,与Si O2表现出显著性负相关(P0.01),表明土壤Me Hg不但和THg含量有关,还受到土壤理化因子的影响。2、万山汞矿区稻米总汞和甲基汞含量分布特征及影响因素稻米THg含量范围为2.84ng.g-1~295.53ng.g-1,平均含量为50.82 ng.g-1,超过60%的样品超出国家食品中污染物限量标准(GB 2762-2005)。稻米Me Hg含量范围为2.30ng.g-1~43.18ng.g-1,平均含量为13.33ng.g-1。稻米Me Hg/THg比率为7.12%~68.37%,平均达34.04%,而稻米对土壤Me Hg的富集能力可达12.27倍,平均为5.00倍,显示了较强的富集能力。各流域稻米THg和Me Hg含量均随着远离汞矿开采区的方向表现出不同的降低趋势。稻米THg与土壤TS(P0.05)、TN、有机质、p H(P0.01)表现出显著的正相关性,与Si O2显著性负相关(P0.05)。稻米Me Hg与土壤TN(P0.05)、TP、有机质、p H、THg、Me Hg(P0.01)以及稻米THg(P0.01)均表现出显著的正相关性,与Si O2呈现显著地负相关性(P0.01)。稻米THg(Me Hg)与土壤THg的比值与土壤Se之间呈显著负相关性(P0.01),表明土壤Se对稻田系统中THg和Me Hg的生物富集起到了明显的影响。3、万山汞矿区居民食用大米的汞暴露风险评估居民THg日摄入量和粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)安全标准下的健康风险指数(HRI)范围分别为0.02μg/(kg.d)~1.77μg/(kg.d)和0.03~2.49。居民Me Hg日摄入量范围为0.01μg/(kg.d)~0.26μg/(kg.d),JECFA和美国国家环保局(USEPA)安全标准下的HRI范围分别为0.09~1.13和0.14~2.59。人体头发Me Hg含量范围为0.17μg.g-1~3.11μg.g-1,分别有5%和38.33%的监测点超出JECFA和USEPA规定的人体发汞的安全限值。人体接受大米THg和Me Hg的健康风险,均随着远离矿坑的方向呈不同程度的降低。食用大米产生的暴露程度与水稻种植位置关系密切,但这种风险目前整体还处于一个可控范围,需要及时采取相应措施避免风险扩大。4、改良剂的初期试验对稻米总汞和甲基汞的钝化研究所选改良剂在不同程度上均能抑制水稻对THg和MeHg的富集,在梅子溪(MZX)和熬寨(AZ)试验点分别产生了10.86%~40.95%和13.54%~26.97%的稻米THg降低率,以及分别为23.0ng.g-1~90.5ng.g-1和34.54ng.g-1~68.78ng.g-1的降低量。农家肥在两地获得了最高的THg平均降低率和降低量,分别为30.55%和70.94ng.g-1,钙镁磷肥、农家肥、麦饭石粉和活性炭在两地均达到了显著的钝化效果(p0.05)。与对照组相比较,改良剂在高含量和低含量Me Hg污染条件下均产生了良好的钝化效果,在MZX和AZ分别产生了范围为27.86%~71.61%和29.48%~64.96%的稻米Me Hg降低率,平均降低率分别为51.55%和49.41%,稻米Me Hg/THg比率分别降低了17.58%~65.94%和12.64%~59.49%。钙镁磷肥、农家肥、活性白土、麦饭石粉、磷矿粉、硫化钠和活性炭在两个试验区达到了显著的Me Hg钝化效果(p0.05),且都能达到50%以上的降低率,对稻米Me Hg/THg比率降低作用较稳定的是钙镁磷肥、活性白土和活性炭。无论是在MZX或者AZ,同时对稻米THg和Me Hg产生显著性差异的改良剂为钙镁磷肥、农家肥、麦饭石粉和活性炭(p0.05),且改良剂对Me Hg的作用效果远好于THg。粘土矿物的不同所产生的钝化效果存在一定差异,而且灌溉方式和施肥种类等农艺措施的改变也会对水稻的富集能力产生重要影响。5、改良剂的验证试验对稻米总汞和甲基汞含量的影响验证试验的对照组稻米THg和MeHg含量分别为74.39ng.g-1和32.24ng.g-1,改良剂对稻米THg和Me Hg分别产生了23.71%~42.67%和28.69%~75.25%的降低率,平均降低率分别为36.50%和55.77%,效果依旧较为稳定良好。而且改良剂对稻米Me Hg的钝化效果依旧要好于稻米THg。综合初期和验证试验的结果,钙镁磷肥、农家肥和麦饭石粉对THg和Me Hg的钝化效果均达到了显著水平(p0.05),且麦饭石粉对THg和钙镁磷肥对Me Hg的效果较为稳定。
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【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X53;X56

【参考文献】