貴州土壤鉈污染及防治研究進展

◇龍里縣農業農村局 朱仁秀

貴州省標準化院 陳江博

黔西南濫木廠鉈礦化區河流沉積物中重金屬元素含量很高,其生態環境效應值得關注。鉈是一種重金屬元素，毒性較烈，是一種分散金屬，在生態中含量很低，但隨著人們對鉈礦的開采與利用，巖石中的鉈向環境中遷移，然后通過食物鏈逐漸向人體富積，對公眾健康已經構成了嚴重威脅，因此土壤鉈污染治理和修復已經是迫在眉睫。本文闡述了鉈在環境中的分布于遷移，并對其現狀、最新進展和存在的問題和防治對策進行了綜述和探討，以推動貴州省鉈污染土壤治理修復的進一步研究，并為貴州鉈污染治理提供一些建議。

鉈（Tl）是一種白色、重而柔軟的金屬，應用于各種行業[1-2]。貴州省黔西南州興仁縣回龍鎮濫木廠鉈礦床位于黔西南坳陷區，有300多年的開采歷史，是報道的第一個獨立鉈礦床，自20世紀以來該地區已有400多人中毒，是鉈污染重災區之一。本文旨在對鉈的毒性，分布、遷移及轉化進行分析，發現鉈的遷移轉化規律，并且提出有效的風險預警及治理技術。

1 鉈的介紹

1.1 鉈的化學性質

鉈元素（Tl）T6s26p1，最外層有18個電子，形成化合物時可以+1和+3兩種價態出現[3]，屬分散元素，地殼中的含量約為十萬分之三。具有親石和親硫兩重性，常共生在礦物和礦體中，且易揮發[4-7]。

1.2 鉈的生理毒性

鉈對人體的危害：其一般呈粉末狀或結晶狀進入人體，與人體內蛋白質結合成難以解離的穩定物質，排泄相對緩慢，人體內的鉈會阻斷人體對鉀的吸收，還會攻擊神經系統、胃與腎臟。使人出現嘔吐、腹瀉、頭發脫落、四肢末端有灼熱感等癥狀[8]。鉈對植物的危害：其可抑制植物對鉀離子的吸收，從而抑制植物對營養物質的吸收[9]。植物鉈中毒會導致生長技能受損，小麥鉈中毒葉子會變黃并卷曲，株高低矮，大豆鉈中毒會使產量降低。

2 鉈在地殼巖（礦）石中的分布與遷移轉化

地殼中鉈的含量范圍為0.1～1.7 mg-kg-1，均值為0.7 mg-kg-1。過去有學者認為分散元素不可能獨立成礦，但近年來的研究表明，鉈可獨立成礦。有親硫性和親石性的特征。沉積巖中鉈的含量：砂巖<頁巖<黏土巖，巖漿巖中鉈的含量：超基性巖<基性巖<中性巖<酸性巖<堿性巖，變質巖中鉈的含量：榴輝巖<角閃石<千枚巖<片巖<片麻巖<絹云母。鉈是易淋濾元素，低pH（<3）和高溫有利于促進巖石中的鉈向環境中遷移[10]。鉈極易溶于各種液體，可形成各種化合物向環境中遷移。

3 鉈在土壤中的分布與遷移轉化

污染土壤的Tl主要以殘留態和酸可交換態存在于Fe/Mn氧化物和有機質中，影響鉈的遷移活動性和生物可利用性的主要因素是土壤中鉈的化學形態及其在土壤中的存在方式。土壤中的鉈分為易遷移態與難遷移態。鉈的水溶態為易遷移態，但受某些因素影響，難遷移態的鉈也會向土壤遷移，這些因素包含酸堿度、溫度等[12]。

鉈于土壤中的含量特征表現為在不同性質的土壤中鉈含量不同。在我國鉈的分布規律為從南到北逐漸降低，從東到西逐漸增大[13]。自然環境中，土壤中的鉈遷移速率很低，但會逐漸累積；鉈的活化遷移能力與土壤的pH值呈負相關性，隨著pH的降低，活化遷移性能力逐漸增強；鉈與土壤有機質呈正相關，是因為土壤有機質對鉈具有良好的吸附性能。

土壤中鉈的含量和化學性狀與土壤的pH、Eh、土壤組成和地質地形等有關。Tl在土壤中遷移轉化是土壤Tl污染研究的重點。有研究表明：土壤的酸堿度對土壤鉈含量的影響較低，但在土壤呈堿性時，鐵錳及有機復合肥可抑制鉈的遷移[14]。

4 鉈在水中的的分布與遷移轉化

鉈主要通過兩種途徑進入水體，第一種：其化合物通過風化作用進入地下水或地表徑流；第二種：其露天礦石經過雨水淋洗或開采過程中排放的工業廢水使其進入地下水或地表徑流。一般水中的鉈含量極低，但在鉈礦區即貴州濫木廠地區，周邊水域中鉈含量較高，其原因為鉈礦在開采中通過風化作用和淋洗作用進入水體，導致濫木廠地區周邊水域鉈含量超標，周邊村落飲用水源受污染，直接導致鉈中毒人數明顯增多。飲用水和農業灌溉用水兩種途徑是濫木廠研究區水體中鉈的富集所造成的潛在環境危害的體現[15]。在水體中，鉈有Tl+和Tl3+兩種存在方式，一價Tl+易溶于水，故在水體中的主要遷移方式為一價Tl+，其化合物隨著水流進入地下水與地表徑流遷移，污染飲用水源與農田，間接危害人體健康。

由表1可知，濫木廠汞鉈礦區礦鉈的含量為：坑水>溪水>井水>泉水，可能原因為礦區內含鉈礦石經過風化作用和林濾作用使鉈進入水體。實驗證明，在酸性條件下，Fe3+將Tl+氧化成為Tl，可通過黃鐵礦廢渣的水解、絮凝沉淀和吸附協同作用去除水中的鉈。

表1 水體中鉈的含量

5 鉈在植物中的分布與遷移轉化

植物自身不含鉈，鉈主要根部是從土壤富集而來。在自然環境中，土壤與水體中的鉈含量都極低，故自然環境中的植物體內的鉈含量極低，然而礦區附近的土壤與水體都受到污染，鉈含量較高，生長于其上的植物長年累月吸收土壤與水體中的鉈，導致體內鉈含量增高。

有研究顯示，不同植物對鉈的富集程度顯示出明顯的差異。對鉈富集程度由低到高的植物依次為野生草本植物＜灌木＜喬木＜蕨類植植物，其中蕨類植物對鉈富集程度最高。同一種植物不同器官對鉈的富集程度也不相同，其表現為果實和塊莖＜莖＜根和葉，在蔬菜中數蓮花白較高[18-19]。蔬菜中鉈含量平均值約是農作物種子中鉈含量平均值的90倍[20]。

6 鉈在大氣中的分布與遷移轉化

大氣中的鉈污染主要來源于揚塵、燃煤排放、工業粉塵、汽車尾氣等[22]。鉈在開采過程中會以氧化物或其他化合物的形式進入大氣[23]。鉈及其化合物會隨氣流遷移，并隨時沉降到地表[24]。其在環境介質中的遷移轉化是一個及其復雜的循環過程，其環境遷移行為模式可用圖1表示。因為鉈的許多化合物都具有具很高的揮發性，所以在大氣中一般以氣態的形式存在。鉈是環境的“化學定時炸彈”，對人類和環境的隱患很大。

圖1 鉈在環境介質中的遷移轉化循 環

7 結語

（1）貴州的鉈污染只存在于局部。

（2）目前，對于貴州地區鉈的研究主要集中在地礦學，關于土壤等的研究較少，對于土壤中的鉈還需要近一步的研究。

（3）貴州的鉈污染主要是來自于礦區的水，如降雨沖刷、地下水的流動和資源的開采、選礦及冶煉的廢水、廢氣還有廢渣的堆放。所以，在對鉈進行開采時產生的廢水應進行處理之后再排放，以減少對環境的危害。

（4）現階段，該地區農業灌溉水和飲用水中的鉈是造成鉈中毒的主要因素之一，所以，應加強農業灌溉水質檢測，避免飲用該地區的地下水。停止在鉈污染土壤上種植糧食作物，在土壤中大量施加有機肥，抑制鉈的轉移。

（5）利用客土法治理土壤中鉈污染會造成二次污染，仍具進入植物體的可能，因此此法不適用治理貴州地區鉈污染。

（6）利用淋濾法治理貴州土壤鉈污染，也存在濾液的處理問題，需進一步研究。