汞污染

汞污染，汞是環境中毒性最強的重金屬元素之一，它具有持久性、長距離遷移性和生物富集性，在自然界中能夠轉化成劇毒的甲基汞，並通過食物鏈高度富集和放大。作為世界上最大汞生產、使用和排放國，中國已成為全球汞污染最嚴重的地區。

汞俗稱“水銀”，是地殼中相當稀少的一種元素。極少數的汞在自然中以純金屬的狀態存在，是唯一的液體金屬。硃砂、氯硫汞礦、硫銻汞礦和其它一些與硃砂的礦物是汞最常見的礦藏。世界上的50%的汞來自西班牙和義大利，其他主要地是斯洛維尼亞、俄羅斯和北美。硃砂在流動的空氣中加熱后汞可以還原，溫度降低后汞凝結，這是生產汞的最主要方式。

汞的揮發性

無論是可溶性的或不可溶性的汞化合物都有一部分揮發到大氣中去。其揮發程度與化合物的形態，水中的溶解度、表面吸附、大氣的相對濕度等因素密切相關。汞不管以何種形態存在，都有不同程度的揮發性，一般而言，有機汞的揮發性大於無機汞的揮發性，且以甲基汞的揮發性最大。

汞的轉移循環

汞通過土壤和植物的蒸騰作用被釋放到大氣中，氣相中的汞也能夠向液相和固相轉移。如汞進入水體后，經過物理、化學、生物等作用溶於水中或富集於生物體，或沉入底泥、或揮發到大氣中。

汞的烷基化

無機汞在微生物的作用下，可以轉化為毒性更大的甲基汞、笨機汞和二甲基汞等。淡水淤泥中的厭氧細菌能夠使無機汞甲基化，形成一甲基汞和二甲基汞。

吸附作用

水和土壤中的膠體對汞有很強的吸附作用。水中的各種吸附劑如硫醇、伊利石、蒙脫石、胺類化合物等都對汞有不同的吸附作用。

汞是在常溫下唯一呈液態的金屬元素。在自然界里大部分汞與硫結合成硫化汞（HgS），亦稱“辰砂”或“硃砂”，廣泛地分佈在地殼表層。辰砂及其多晶體偏辰砂是主要的含汞礦源。隨著自然的演化，環境的各個因素中都可能含有汞，形成汞的天然本底。汞的本底對判斷環境中的汞污染程度很有意義。

地殼中汞的平均丰度為0.08ppm，土壤中為0.03～0.3ppm，大氣中為0.1～1.0ppt。汞在大氣中呈蒸汽態，因而雨水中也有汞，平均濃度為0.2ppb。水中汞的本底濃度，內陸地下水為0.1ppb，海水為0.03一2ppb，泉水可達80ppb以上，湖水、河水一般不超過0.1ppb。

人類活動造成水體汞污染，主要來自氯鹼、塑料、電池、電子等工業排放的廢水。據估計1970～1979年全世界由於人類活動直接向水體排放汞的總量約1.6萬噸；排向大氣的總汞量達10萬噸左右；排入土壤總汞約為10萬噸，而排向大氣和土壤的也將隨著水循環回歸入水體。

在全球範圍內，汞主要來自燃煤電廠和金礦開採。而在美國佛羅里達州，醫療和城市廢物被燃燒后也會造成一定的汞污染。一些濕地里的細菌將金屬汞轉化為甲基汞，而濕地正是許多鳥類的家園。

汞的排放來自於自然源和人為源兩個部分，自然源包括：火山活動、自然風化、土壤排放和植被釋放等，人為源排放指的是因人類活動引起的汞排放，包括汞的使用、物質當中含有汞雜質以及廢物處理引起的汞排放三大類。

對汞排放的污染源構成及各污染源的相對重要性有比較一致性的認識，向大氣中的汞排放主要源於化石燃料燃燒，尤其是煤炭的燃燒，而燃煤電廠是大氣中全球汞排放的最大的源。1995年歐洲人為排放源排放的總汞為341.8噸，其中燃煤電廠排放的汞佔26%，居已知污染源的首位。其他污染源還包括電廠以外的各種燃煤工業鍋爐、廢物燃燒、水銀法氯鹼生產、水泥生產、有色金屬生產、鋼鐵生產等。

煤和石油的燃燒、含汞金屬礦物的冶鍊和以汞為原料的工業生產所排放的廢氣，是大氣中汞的主要來源；施用含汞農藥和含汞污泥肥料，是土壤中汞的主要來源；氯鹼工業、塑料工業、電池工業和電子工業等排放的廢水，是水體中汞的主要來源。

中國是汞生產和使用大國，數據顯示2005、2006年，中國汞產量約佔全球總汞產量的60%左右，汞需求量約佔30%～40%，均位居全球首位。與此同時，中國也是全球汞排放大國。截止2010年，全球每年人為活動向大氣的汞排放量有2000噸，其中中國每年排放汞約500-600噸，佔全球汞排放總量的1/4還多。

中國汞排放量取決於中國的工業結構。清華大學曾對2007年我國大氣汞排放量進行過估算，結果顯示，中國大氣汞排放量從大到小排序依次為燃煤、有色金屬冶鍊、水泥生產和鋼鐵生產等。據預測，到2012年，中國電石法聚氯乙烯產量將達到1000萬噸，汞觸媒消耗量將達到1.2萬噸，汞的消耗量將超過1000噸。

2021年12月，中國自主研發全海深著陸器從馬里亞納等4條海溝採樣證明：汞污染已到世界最深海域。

大氣中氣態和顆粒態的汞隨風飄散，一部分通過濕沉降或干沉降落到地面或水體中。土壤中的汞可揮發進入大氣，也可被降水沖洗進入地面水和地下水中。地面水中的汞一部分由於揮發而進入大氣，大部分則沉降進入底泥。

底泥中的汞，不論呈何種形態——金屬汞、無機汞、有機汞——都會直接或間接在微生物的作用下轉化為甲基汞或二甲基汞。二甲基汞在酸性條件下可以分解為甲基汞。甲基汞可溶於水，又從底泥回到水中。水生生物攝入的甲基汞，可以在體內積累，並通過食物鏈不斷富集（生物放大）。

水生生物攝入的甲基汞，可在體內積累，並通過食物鏈不斷富集。受汞污染水體中的魚，體內甲基汞濃度可比水中高上萬倍。通過揮發、溶解、甲基化、沉降、降水沖洗等作用，汞在大氣、土壤、水之間不斷進行著交換和轉移。

在有機汞中，甲基汞是最重要的污染物。根據美國環保署的規定，人體對元素汞攝入的安全水平是0.7毫克汞/公斤體重/周，而甲基汞的安全水平只有0.1微克甲基汞/公斤體重/周。它已被充分證明是一種神經毒劑，特別對大腦發育產生不良影響。

甲基汞可以通過孕期婦女的胎盤進入胎兒的大腦中，還可以通過母乳餵養傳遞給嬰兒，而正在發育的胎兒對甲基汞的敏感性比成人高5~10倍。

水體中的元素汞和無機汞可被微生物轉化為甲基汞，並隨著食物鏈上升而富集在動物和人體中。因此，處於食物鏈頂端的人類，是汞污染的最大受害者。

汞在人體內的代謝，主要通過消化道、呼吸道和皮膚吸收。消化道吸收的主要是有機汞，95%以上可以被吸收。經呼吸道吸收的主要是金屬汞，以蒸汽態形式經肺泡吸收，可達85%。皮膚可在一定程度上吸收汞。

汞吸收後主要分佈在大、小腦組織。其他實質性器官也有明顯分佈。汞主要經腎臟（尿液）、肝臟（膽汁）排泄，還可經腸黏膜、汗腺、唾液腺、乳腺及毛髮等其他器官排泄。長期攝入，可導致汞在人體內長期蓄積。

金屬汞可通過血腦屏障進入腦組織。大量吸入汞蒸汽會出現急性汞中毒，其癥候為肝炎、腎炎、蛋白尿和尿毒症。一般來講，二價汞離子毒作用是可逆的。無機汞主要對腎臟、肝臟損害。甲基汞可引起急慢性中樞神經系統損害及生殖發育毒性。經典例子就是日本水俁病，表現為知覺障礙、運動失調、視力和聽力障礙。

無汞醫療

汞廢棄物問題沒有簡單的解決方法，最好的方法就是杜絕使用汞以及含汞產品，回收使用中的汞，而不是讓汞繼續在市場流通。美國有13個州已經通過立法，禁止使用含汞溫度計，醫療系統轉而購買更安全的替代品。包括瑞典、荷蘭和丹麥在內的一些歐洲國家都已經禁止使用含汞溫度計、血壓測量器械以及許多其他含汞設備。2007年，歐洲議會通過立法，禁止歐盟各國使用含汞溫度計。

土壤汞污染的防治措施由於汞在土壤中形態的多樣性，增加了土壤汞污染的防治難度。當然對於任何污染而言，消除污染源是防止污染最根本最有效的方法，但在實際操作中並不可行，因此只能盡量減少。對於已被汞污染的土壤，我們應積極採取有效措施對其進行防治。綜上所述，我們可把土壤汞污染的防治措施分為以下幾方面：

減少人為活動向大氣的排汞量

大氣汞是土壤的重要來源。每年近有500t汞由人為活動排入大氣循環，而這些汞最終可能沉降於全球範圍內的陸生生態系統和水生生態系統，對土壤汞污染有重大的貢獻，因此大氣汞沉降是土壤汞的污染源之一，向大氣排放汞就是間接向土壤排放汞，因此我們應注意如何降低向大氣中的汞的排放量。

改進農耕技術

對於耕地而言，首先應該科學地施用化肥農藥，尤其是注意進行污灌和施用污泥的過程中，盡量減少汞的直接輸入，且要積極慎重的推廣污水灌溉，對灌溉農田的污水進行嚴格的監測和控制。

生物修復

蚯蚓能使地下水污泥中汞含量從0.97mg/kg降至0.29mg/kg，而且隨著蚯蚓的繁殖，其凈化量也逐漸增大，儘管蚯蚓或蚓糞終究還是變為土壤，但此過程大大促進了土壤汞的轉化．一些植物，如紙皮樺，紅樹等，對土壤中汞的吸收儲存能力較強，對汞污染的稻田改種薴麻，可使土壤中的汞凈化率較種水稻提高8倍。利用生物修復技術防治土壤汞污染不僅治理了環境，且其對環境的美化也起了一個重要的作用，是目前最具發展前景的重金屬污染土壤的修復方法之一。