陽泉某燃煤電廠土壤汞污染及學生發汞含量的調查研究

邊林秀,霍俊鋒,任志剛,李國華,李淑琴,李 青,王 玲,李成蓮,田若濤

(山西省疾病預防控制中心，山西 太原 030012)

汞廣泛存在于自然界中，可通過大氣、水體、食物等途徑進入人體。通過煤燃燒釋放的汞占人為汞排放總量的60%[1]。山西作為產煤大省，為我國能源經濟發展做出重大貢獻，但做為一個重化工基地及傳統的高污染、高能耗經濟體，其環境污染不可忽視。目前，有關山西燃煤電廠周圍是否存在汞污染及其污染程度，鮮有文獻報道。本文通過對陽泉某電廠周圍土壤及周圍中小學生發汞含量的調查分析，從外環境及內暴露水平探討汞水平及其可能產生的健康風險，為后續燃煤汞污染防治提供依據。

1 對象和方法

1.1 電廠區和對照區

選取陽泉某燃煤發電廠(裝機運行15年)作為調查點，依據電廠環境影響報告書，選距離電廠3.2 km處ES方向A村為電廠區(春、夏季以NE風向為主，冬季以NW風向為主)；選距離電廠12.8 km處EN方向的B村為對照區(5 km范圍內無類似污染源)。

1.2 土壤汞樣品的采集與測定

按照《土壤環境監測技術規范》(HJ/T 166-2004)要求，土壤采用整塊地對角線采樣方式，在收割季節(9月)采集農田土樣進行土壤汞含量測定。土壤樣品的分析方法：采用《土壤質量總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法—第一部分：土壤中總汞的測定》(GB/T22105.1-2008)，稱取經過風干、混勻、研磨并過0.149 mm孔徑篩的土壤樣品0.2～1.0 g(精確至0.000 2 g)于50 mL具塞比色管中，加少許蒸餾水潤濕樣品，加入10 mL(1+1)王水，加塞搖勻，于沸水浴中消解2 h，期間搖動2～3次，取出冷卻，立即加入10 mL保存液，用稀釋液稀釋至刻度，搖勻后靜置，取上清液待測。同時做空白試驗。

1.3 學生發汞樣品的采集與測定

頭發樣本選調查區內在校學生，選取A村中學為污染區學校，B村中學為對照區學校，用不繡鋼剪刀剪取枕部離發根2～3 cm處頭發約1～2 g，每個調查點采頭發樣本36份。采用DB45/T 939-2013土壤、肥料、飼料、毛發中汞含量的測定直接測汞儀法。將發樣用50℃中性洗滌水溶液洗15 min,隨即用蒸餾水沖洗3～5次，將洗凈的發樣在空氣中晾干,用不銹鋼剪刀剪成3 mm長,保存備用。直接測汞儀儀器型號及參數:DMA-80直接測汞儀(配備鎳樣品舟)，干燥溫度200℃；干燥時間60 s；分解溫度650℃；分解時間90 s，汞齊熱解時間12 s。稱取樣品在0.035～0.050 g于樣品舟，按照儀器使用說明書調節儀器至最佳工作狀態，測定其吸光度，與標準曲線比較定量。

1.4 質量控制措施

通過標準工作曲線、平行樣(10%)、標準物質的測定，對實驗數據進行質量控制。總汞測定方法的最低檢出限為0.000 2 mg/kg。總汞測定時使用土壤成分分析標準物質(GBW07447)進行質量控制，參考含量為0.015±0.003 mg/kg，實測值為0.016 mg/kg。

1.5 統計學方法

采用Excel2007計算平均值、標準差、中值等；采用SPSS 15.0對土壤含量和發汞含量進行統計分析。

2 結果

2.1 土壤汞含量測定結果

A村及B村土壤總汞含量測定結果見表1。

表1 土壤總汞含量(mg/kg)測定結果

由表1可見，電廠污染區A村土壤總汞含量明顯高于對照區B村，差異有統計學意義(P<0.05)，按照《土壤環境監測技術規范》(HJ/T166-2004)的內梅羅指數法對A村及B村土壤污染指數進行了計算，結果A村達到輕度污染級別，B村為清潔(安全)級。據此認為，由于電廠運行，電廠區土壤汞含量有明顯增加，按照《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準》(試行)(GB15618-2018)，A村及B村當前的土地污染水平均低于農用土壤污染風險篩選值1.3 mg/kg，尚未達到采取風險管控級別，目前該電廠運行15年，時間相對較短，考慮到汞的蓄積特性仍應引起關注。

2.2 學生發汞樣本測定結果(見表2)

表2 發汞樣本測定結果 μg/g

由表2可見，陽泉污染區學生的發汞含量均值比對照區高15.59%，但經SPSS統計分析，污染區與對照區差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討論

頭發是反應汞在體內蓄積的主要指標之一，發汞在體內含量與年齡、生活區域、生活習慣等因素有關。鈕志遠等[2]通過對安徽8個地區發汞調查分析認為，發汞含量隨年齡增大呈先升高后降低趨勢，30～50歲人群發汞水平較高，而20歲以前年輕人發汞含量最低為0.228±0．370 μg/g。劉佩佳等[3]對全國12個省市發汞含量的調查結果顯示0～20歲組正常人群發汞含量為0.151(0.042～0.314)。另有研究認為正常人的發汞值因地區和飲食習慣而異,國內有報道將3 000 μg/kg發汞值作為正常值上限,而美國環保署(USEPA)規定發汞濃度最大限值為1 000 μg/kg[3，4]，世界衛生組織提出發汞的參考值為2.0 μg/g[5]。

本文調查結果顯示,中小學生發汞含量，電廠區及對照區分別為0.104±0.048及0.090±0.030 μg/g,介于全國發汞調查水平及安徽省8個地區的調查水平范圍內.但低于中國東部沿海地區大連、上海、舟山、廈門等地居民，可能與當地居民膳食結構相關，即沿海地區居民水產品食用量大，發汞含量較高[4-6]；而陽泉當地居民膳食中魚類所占比重較少，居民通過膳食攝入汞的含量較少。陽泉調查點學生居民發汞含量主要分布在0.05～0.2 μg/g的較低濃度區間，大部分學生居民發汞含量總體處于較低水平，表明陽泉地區中小學生總體的汞暴露風險水平較低。Aaron Reuben等[7]采用薈萃分析分法統計了2000～2018年發表的有關哺乳期母親發汞含量的文章，結果進入Meta分析的10項研究中母親發汞含量均值為0.15 μg/g，作者認為由于汞的毒性和嚴重的健康問題，建議在全國不同的城市進行管理和定期監測；Aaron Reuben等[8]對秘魯手工和小規模金礦附近的兒童神經發育缺陷有關的調查研究發現，頭發汞水平超過世界衛生組織參考水平的兒童在認知能力方面的得分比他們的同齡人低4.68分。

本次研究結果土壤汞含量及青少年發汞含量分別低于我國及WHO的風險管控值，說明陽泉某燃煤電廠運行釋放的汞對周圍土壤有及人群影響不大，應繼續保持當前的針對汞污染控制的技術措施及管理措施。