CAJ | 학술논문

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题.文章对北京市近1 000 km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41 mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194 mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65 ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67 ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13 ng/m3.北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837 mg·m-2·a-1,北京市城区(近1 000 km2)Hg全年沉降为1 837 kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3～24.7 ng/m3下降到2006年的3.13 ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18 ng/m3下降到2006年的0.59 ng/m3(PM10)和0.67 ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量.通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在.研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一.利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42 ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70 kg.在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源.土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因.按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176 km2, II级为808 km2,III级为24 km2,超III为36 km2.III级、超III级主要分布在二环路以内的中心城区.城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为III级或超III级.在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364 ng,对人体健康构成潜在风险.根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03 kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36 kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善.预测到2040年III级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以I级土壤为主. 城市土壤Hg異常/汙染是中國普遍存在的重大生態環境問題.文章對北京市近1 000 km2範圍內的地錶土壤、壤中氣、大氣榦濕沉降、大氣顆粒物、大氣中的Hg含量水平和空間分佈模式進行瞭繫統研究,查明北京地錶土壤Hg平均含量為0.41 mg/kg,大氣榦濕沉降物中的Hg平均含量為0.194 mg/kg,壤中氣Hg的平均含量為559.65 ng/m3,大氣顆粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分彆為0.59和0.67 ng/m3,大氣中的Hg平均含量為3.13 ng/m3.北京市自2000年起實現瞭由燃煤轉變為燃氣的減排措施,導緻榦濕沉降物中的Hg沉降通量顯著減少,2006年大氣榦濕沉降物中Hg的沉降通量1.837 mg·m-2·a-1,北京市城區(近1 000 km2)Hg全年沉降為1 837 kg,空氣中總Hg濃度由1998年的8.3～24.7 ng/m3下降到2006年的3.13 ng/m3,大氣顆粒物中Hg含量由2003年的1.18 ng/m3下降到2006年的0.59 ng/m3(PM10)和0.67 ng/m3(PM2.5),錶明北京市煤改氣減排措施的實施顯著改善瞭大氣環境質量.通過對土壤中Hg的存在形式研究,髮現土壤中有硫化物(辰砂)及各種Hg鹽(HgCl2)的含Hg礦物,Hg也可以各種吸附方式或壤中氣方式存在.研究證實北京壤中氣Hg與大氣Hg存在顯著的相關性(n=131,R=0.267,p<0.01),錶明壤中氣Hg是大氣Hg的重要來源之一.利用2005年地錶土壤總Hg與Hg釋放速率的線性方程估算,土壤Hg平均釋放速率為102.42 ng·m-2·h-1,2005年土壤釋放進大氣的Hg通量為936.70 kg.在查明土壤中存在大量辰砂礦物的同時,還分佈有大量具有高溫鎔融特徵的金屬微毬粒和玻璃質微毬粒,證明燃煤和冶金煙塵是地錶土壤Hg的主要來源.土壤中Hg、S、pH和辰砂顆粒濃度在空間上的高度耦閤性錶明,堿性條件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因.按國傢土壤環境質量標準,北京市I級土壤Hg環境質量的麵積為176 km2, II級為808 km2,III級為24 km2,超III為36 km2.III級、超III級主要分佈在二環路以內的中心城區.城南(長安街為界)大氣Hg環境質量明顯優于城北,在北四、北五環之間的部分地區,大氣顆粒Hg的環境質量為III級或超III級.在地錶土壤Hg含量較高的中心城區,居民每天因呼吸攝入的Hg高達364 ng,對人體健康構成潛在風險.根據我國"十一五"規劃中每年實現10%節能減排的目標,對北京市未來50年土壤Hg含量的時空縯變趨勢預測,預測2050年北京因榦濕沉降帶來的Hg輸入量為16.03 kg,地錶土壤釋放Hg的輸齣量為37.36 kg,明顯大于Hg的輸入通量,土壤Hg的環境質量將得到根本改善.預測到2040年III級土壤Hg環境質量的區域將完全消失,到2060年以I級土壤為主.
성시토양Hg이상/오염시중국보편존재적중대생태배경문제.문장대북경시근1 000 km2범위내적지표토양、양중기、대기간습침강、대기과립물、대기중적Hg함량수평화공간분포모식진행료계통연구,사명북경지표토양Hg평균함량위0.41 mg/kg,대기간습침강물중적Hg평균함량위0.194 mg/kg,양중기Hg적평균함량위559.65 ng/m3,대기과립물PM10화PM2.5중적Hg함량분별위0.59화0.67 ng/m3,대기중적Hg평균함량위3.13 ng/m3.북경시자2000년기실현료유연매전변위연기적감배조시,도치간습침강물중적Hg침강통량현저감소,2006년대기간습침강물중Hg적침강통량1.837 mg·m-2·a-1,북경시성구(근1 000 km2)Hg전년침강위1 837 kg,공기중총Hg농도유1998년적8.3～24.7 ng/m3하강도2006년적3.13 ng/m3,대기과립물중Hg함량유2003년적1.18 ng/m3하강도2006년적0.59 ng/m3(PM10)화0.67 ng/m3(PM2.5),표명북경시매개기감배조시적실시현저개선료대기배경질량.통과대토양중Hg적존재형식연구,발현토양중유류화물(신사)급각충Hg염(HgCl2)적함Hg광물,Hg야가이각충흡부방식혹양중기방식존재.연구증실북경양중기Hg여대기Hg존재현저적상관성(n=131,R=0.267,p<0.01),표명양중기Hg시대기Hg적중요래원지일.이용2005년지표토양총Hg여Hg석방속솔적선성방정고산,토양Hg평균석방속솔위102.42 ng·m-2·h-1,2005년토양석방진대기적Hg통량위936.70 kg.재사명토양중존재대량신사광물적동시,환분포유대량구유고온용융특정적금속미구립화파리질미구립,증명연매화야금연진시지표토양Hg적주요래원.토양중Hg、S、pH화신사과립농도재공간상적고도우합성표명,감성조건하,토양중고함량적S화Hg시신사형성적중요원인.안국가토양배경질량표준,북경시I급토양Hg배경질량적면적위176 km2, II급위808 km2,III급위24 km2,초III위36 km2.III급、초III급주요분포재이배로이내적중심성구.성남(장안가위계)대기Hg배경질량명현우우성북,재북사、북오배지간적부분지구,대기과립Hg적배경질량위III급혹초III급.재지표토양Hg함량교고적중심성구,거민매천인호흡섭입적Hg고체364 ng,대인체건강구성잠재풍험.근거아국"십일오"규화중매년실현10%절능감배적목표,대북경시미래50년토양Hg함량적시공연변추세예측,예측2050년북경인간습침강대래적Hg수입량위16.03 kg,지표토양석방Hg적수출량위37.36 kg,명현대우Hg적수입통량,토양Hg적배경질량장득도근본개선.예측도2040년III급토양Hg배경질량적구역장완전소실,도2060년이I급토양위주.