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大气的人为汞释放源研究已经较为广泛，但国内外对垃圾填埋场这一潜在的大气汞释放源还没有重视，尤其是垃圾填埋场释放汞的形态研究较为缺乏。2003年11月下旬，对贵阳市一新建的生活垃圾填埋场排放气体中的总汞(TGM)、单甲基汞(MMHg)、二甲基汞(DMHg)进行了初步的研究。结果显示填埋半年、填埋一年与填埋两年的垃圾填埋场排气筒气体中总汞浓度分别为665.52±291.25ng/m3(n=305)、25.6±3.2ng/m3(n=13)、14.5±1.8ng/m3(n=28)；填埋半年与填埋两年的垃圾填埋场排气筒气体中单甲基汞浓度分别为2.06±1.82ng/m3(n=11)、0.18±0.06ng/m3(n=2)，二甲基汞浓度为9.45±5.18ng/m3(n=12)。这一结果初步说明垃圾填埋场不仅是大气总汞的释放源类型之一，也是大气中毒性更强的单甲基汞与二甲基汞的释放源之一。
关键词：垃圾填埋场；总汞；单甲基汞；二甲基汞
中图分类号：X142文献标识码：A文章编号：1672-9250(2004)02-0006-06
大气的人为汞释放源研究[1～5]已经较为广泛，但国内外对垃圾填埋场这一潜在的大气汞释放源还没有重视，尤其是对垃圾填埋场释放汞的形态方面的研究还非常少。垃圾中汞的含量相对较高，1994年前美国垃圾中汞的含量高达4mg/kg，其中80%的汞来源于电池[6]，其余部分来自荧光灯、电开关和温度计等。西方国家自90年代开始禁止使用含汞产品，垃圾中的汞含量大大降低，尽管如此，有限的研究结果表明，垃圾填埋场排放气体中总汞含量达到μg/m3级，比大气背景汞含量(1.5～2.0ng/m3)高出2～3个数量级，检出的二甲基汞和单甲基汞含量已达几到几十个ng/m3[7～8]。最近，Kim等[9]对位于汉城附近的一个大型垃圾填埋场土壤向大气的排汞通量进行了短期(两周)测定，发现垃圾填埋场是大气汞的很强来源，平均排汞通量已高达254ng/(m2•h)，这比背景区土壤向大气的排汞通量高出2个数量级。另外，发达国家目前对垃圾的处理方式主要是焚烧，1992年全球范围内垃圾焚烧向大气的排汞量已达637t，占全球人为排汞量的29%[10]，已成为发达国家主要的人为汞释放源。垃圾经填埋后立即处于厌氧环境，在这种微生物参与的强还原条件下，垃圾中的无机汞化合物不仅可以被还原成挥发性的单质汞，同时还有可能被转化成毒性更强的挥发性甲基化汞[8，11]。
我国历年堆积的垃圾量已达60亿t，占用土地面积超过500km2[2]。垃圾的处理方式70%以上为直接填埋[13]，填埋技术落后，且没有适当的污染控制措施。我国还未见城市生活垃圾中含汞量的相关报道，但我国碱性干电池中汞的含量高达1%～5%，中性电池汞含量为0.025%，全国每年用于生产干电池的汞已达几十吨之多，直至2001年元月我国开始实施干电池的低汞和无汞化[14]。以上事实说明我国垃圾中的含汞量也较高，并且垃圾填埋场不仅是大气的潜在汞释放源之一，而且是大气中毒性更强的甲基化汞释放源之一，但这一环境问题在国内外还未引起足够的重视。因此我们拟对贵阳市一垃圾填埋场释放汞的形态进行初步探索。
1采样及分析方法
1.1采样点布置
垃圾填埋场位于贵阳市郊区，设计处理生活垃圾为800t/d。图1为该垃圾填埋场的排气筒分布及观测点布置。根据垃圾填埋的时间，将该场分为垃圾填埋半年区、垃圾填埋一年区和垃圾填埋两年区，并分别在每个填埋区选择一个代表性的排气筒，进行排放气体中的总汞、单甲基汞与二甲基汞采样分析及观测。
图1垃圾填埋场排气筒分布及观测点
1.2样品的采集与分析
垃圾填埋场排气筒气体中总汞的采集与分析：采用加拿大生产的高时间分辨率连续汞蒸汽自动大气测汞仪Tekran2537A，该仪器采样流速为1.5L/min，采样管为两个Goldtrap(A管与B管)，一管采样一管分析，交替进行，仪器检测险为0.5pg，采样时间为5min
垃圾填埋场排气筒气体中单甲基汞的采集与分析：用抽气泵从排气筒中抽取一定体积的气体，用两个分别装有45ml0.5%(V/V)的优级纯HCl冲击瓶串联后，两级吸收排气筒气体中的甲基汞[15，16]，采样流速用质量流量计控制，为0.3L/min，采样时间不低于2h(图2)。所得样品密封后当天保存在冰箱中，并在两周内分析。分析前先进行蒸馏、乙基化、预富集等预处理后，用恒温气相色谱与原子荧光分析仪Tekran2500分析(TD-GC-AFS)[16，17]。图3为TD-GC-AFS测定甲基汞的标准谱图与标准曲线。
图3TD-GC-AFS测定甲基汞的标准谱图与标准曲线
垃圾填埋场排气筒气体中二甲基汞的采集与分析：用两根CarbotrapTM串连吸收排气筒排放气体的二甲基汞[8]，采样流速为0.3L/min，采样时间不低于2h(图2)。用TD-GC-AFS分析二甲基汞[17]，分析前需调节Carbotrap的热解温度为450～500℃，二甲基汞用出峰时间和峰保留时间确认[18]。所得样品需当天分析。
2结果与讨论
2.1垃圾填埋场排气筒气体中的总汞
图4为垃圾填埋半年的排气筒气体中的总汞浓度及变化趋势。该排气筒基本连续观测24h(因发电机加汽油，间断两次)，总汞浓度的平均值为665.52±291.25ng/m3(n=305)，并明显表现出白天高、夜间低的日变化趋势。图5为垃圾填埋一年和两年的排气筒气体中的总汞浓度。垃圾填埋一年的排气筒气体中总汞浓度的平均值为25.6±3.2ng/m3(n=13)；垃圾填埋两年的排气筒气体中总汞浓度的平均值为14.5±1.8ng/m3(n=28)。
图4垃圾填埋半年的排气筒气体中的总汞浓度及变化趋势
图5垃圾填埋一年和两年的排气筒气体中的总汞浓度
该垃圾填埋场排气筒气体中的总汞浓度及变化范围与韩国汉城附近的Nan2ji2du垃圾填埋场(3.45～2952ng/m3)[9]、美国Florida州的PalmBeach垃圾填埋场(630±920ng/m3)和Brevardcounty垃圾填埋场(560±560ng/m3)[7]基本相当。但Lind2berg在Florida州的Martincounty垃圾填埋场气体中检测出的总汞高达7190±330ng/m3[8]，仅从浓度而言，与最大的人为汞释放源类型——燃煤烟气中的总汞浓度(1～10μg/m3)[4，5，18]处于一个数量级上，说明垃圾填埋场是大气的潜在释放源之一。总汞浓度变化较大可能与填埋垃圾的种类、填埋垃圾中的含汞物质分布不均、填埋时间长短及垃圾填埋的厚度等因素有关。
2.2垃圾填埋场排气筒气体中的甲基汞
垃圾填埋场释放的甲基汞研究较少，Lingdberg2001年公开发表了一个数据(6ng/m3)[8]，李华斌等[19]2000年对一垃圾填埋场距地面1m的空气及排气筒气体中的甲基汞作了初步研究，但缺乏一定的代表性。表1为2003年11月20日至11月28日九天的垃圾填埋场排气筒气体中甲基汞的浓度。垃圾填埋半年的排气筒的MMHg浓度高于填埋两年的排气筒的MMHg浓度，垃圾填埋半年的排气筒气体中的MMHg浓度平均值为2.06±1.82ng/m3；垃圾填埋两年的排气筒气体中MMHg的平均值浓度为0.18±0.06ng/m3。填埋半年的排气筒的MMHg浓度与全球总汞背景值(1.5～2.0ng/m3)在一个数量级上，说明垃圾填埋场不仅是大气总汞的释放源之一，也是大气MMHg的释放源之一。
2.3垃圾填埋场排气筒气体中的二甲基汞
图6为垃圾填埋场排气筒气体中的二甲基汞浓度及变化趋势。二甲基汞的平均浓度为9.45±5.18ng/m3，占总汞的1.5%，高于贵阳市大气总汞浓度(8.4ng/m3)[20，21]，比全球总汞背景值高出几倍，说明垃圾填埋场也是大气二甲基汞的释放源之一。
3结论
(1)城市生活垃圾填埋场填埋半年、填埋一年与填埋两年的垃圾填埋场排气筒气体中总汞浓度分别为665.52±291.25ng/m3(n=305)、25.6±3.2ng/m3(n=13)、14.5±1.8ng/m3(n=28)；填埋半年的排气筒气体中的总汞浓度表现出明显的白天高、夜间低的日变化趋势。
图6垃圾填埋场排气筒气体中的二甲基汞浓度及变化趋势
(2)城市生活垃圾填埋后，在微生物参与的强还原条件下，产生并释放了毒性比原子态汞更强烈的单甲基汞和二甲基汞。填埋半年与填埋两年的垃圾填埋场排气筒气体中单甲基汞浓度分别为2.06±1.82ng/m3(n=11)、0.18±0.06ng/m3(n=2)；二甲基汞浓度为9.45±5.18ng/m3(n=12)。
(3)上述结果初步说明垃圾填埋场不仅是大气总汞的释放源类型之一，也是大气中毒性更强的单甲基汞与二甲基汞的释放源之一。
参考文献略
