汞是一種有毒的重金屬元素,《十二五重金屬污染防治規(guī)劃》將汞元素列為重點防控的重金屬。氣態(tài)單質(zhì)汞能夠長時間在大氣中滯留(半衰期0.5～2年),并通過大氣循環(huán)進行長距離跨國界傳輸,因此被認為是一種全球性污染物。進入環(huán)境后的汞在特定條件下可轉(zhuǎn)化為毒性和生物有效性更強的甲基汞,并通過水生食物鏈富集對人類健康及生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重影響。為控制和減少全球的環(huán)境汞污染,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署通過了國際公約《水俁公約》,我國于2013年10月簽署《水俁公約》,公約已于2017年8月16日生效。

一般而言,人類甲基汞暴露的主要途徑是食用魚類及其他水產(chǎn)品,但近年來研究發(fā)現(xiàn)我國部分內(nèi)陸城市水產(chǎn)品汞含量較低,均未超過我國食用衛(wèi)生標準。而汞礦區(qū)的農(nóng)作物(卷心菜、玉米和稻米)汞含量遠遠超出我國食品汞限值標準(GB2762—2017)(蔬菜10μg·kg^-1,糧谷類20μg·kg^-1)。更值得關(guān)注的是,萬山汞礦區(qū)的稻米富集甲基汞,含量高達174μg·kg^-1,食用大米是汞礦區(qū)人群甲基汞暴露的主要途徑,并對當?shù)厝巳涸斐山】低{。大米作為我國南方居民的主食,攝入量大,且大米不含魚肉中的多種有益營養(yǎng)物質(zhì)(如長鏈多不飽和脂肪酸、硒和必需氨基酸等),因此,食用大米汞暴露,相對于食用魚肉的汞暴露途徑,造成的健康風險更大。

我國是全球人為源大氣汞排放量最大的國家,2014年汞排放量達530t,汞排放和汞污染的行業(yè)和區(qū)域十分廣泛。2014年我國不同行業(yè)人為源的汞排放量依次為:燃煤、有色金屬(銅鉛鋅及工業(yè)黃金)冶煉、廢物焚燒和水泥生產(chǎn)等；而全球人為源大氣汞排放量行業(yè)依次為手工和小規(guī)模黃金生產(chǎn)、燃煤、有色金屬冶煉和水泥生產(chǎn)等。Wu等對有色金屬冶煉的汞物質(zhì)流和排放特征的研究發(fā)現(xiàn),有色金屬冶煉大氣汞排放的環(huán)節(jié)主要為沸騰爐、焙燒爐和熔煉爐產(chǎn)生的煙氣。惠霂霖等對我國燃煤電廠汞排放研究表明,煤炭中汞進入環(huán)境的途徑主要包括:在電廠燃燒一次排放到大氣、燃煤副產(chǎn)物以及副產(chǎn)物的綜合利用過程中汞向大氣的二次排放。大型黃金生產(chǎn)工業(yè)(LSGP)的汞輸入主要是金精礦,汞輸出方式主要為廢酸、硫酸、氰化物浸出殘渣和大氣。

燃煤、有色金屬(銅鉛鋅及工業(yè)黃金)冶煉、廢物焚燒和水泥生產(chǎn)等為重要的人為汞排放源。湖南省某鉛鋅冶煉廠作為中國最大的鉛鋅冶煉廠,該廠區(qū)周圍4km區(qū)域土壤汞含量達2890μg·kg^-1,2km范圍內(nèi)的蔬菜和稻田土壤受到嚴重污染；貴州省某縣是我國黃金生產(chǎn)的主要基地之一,該縣某金礦為特大型金礦,已探明儲存量近100t,遠景儲存量達200t以上；貴州省某縣煤炭資源豐富,已查明儲存量7.8億t,該縣某燃煤發(fā)電廠裝機120萬千瓦,是“西電東送”、“黔電送粵”的主要電源點之一。目前后兩地汞污染研究還未見報道。我國的環(huán)境汞污染十分嚴重,但是典型汞污染行業(yè)對當?shù)厥澄镉绕涫菍Υ竺自斐傻墓廴厩闆r并不清楚,因此,本文選擇湖南省鉛鋅冶煉、貴州省金礦冶煉和燃煤電廠3個典型汞污染地區(qū)作為研究區(qū)域,通過測定當?shù)鼐用袷秤玫拇竺?、蔬菜和魚肉等食物的汞含量,以全面評估重點汞污染行業(yè)和地區(qū)的環(huán)境健康風險,為我國汞《水俁公約》的履約提供科技支撐。

一、材料與方法(Materialsandmethods)

1、樣品采集和處理

于2017年9—11月,在湖南省某鉛鋅冶煉、貴州省某金礦冶煉和貴州省某燃煤電廠周邊3km范圍內(nèi),系統(tǒng)采集當?shù)鼐用袷秤玫拇竺?、蔬菜和魚肉等食物樣品。大米和蔬菜樣品均采集于居民家中,魚肉樣品采集自當?shù)夭耸袌?為當?shù)厣a(chǎn)。蔬菜包括小白菜、白菜、空心菜、生菜、豇豆和四季豆等,魚類主要為草魚、江團魚、鯉魚、黃顙魚、鯽魚和鳙魚等。

大米樣品,晾干后以微型植物碎樣機粉碎至120目,裝入自封袋待測；蔬菜樣品用自來水反復清洗,去除附在其表面上的泥土,用去離子水清洗至少3次,將樣品分別裝于尼龍網(wǎng)兜中懸于通風干燥處自然風干,測定其含水率,樣品干燥后以微型植物碎樣機粉碎至120目,裝入自封袋待測；鮮活魚樣運回實驗室,記錄其名稱、測量體長、稱量體重,除去魚皮,用不銹鋼刀片沿著魚側(cè)線切開取背部肌肉約20g,用錫紙包好裝入自封袋,于-80℃冷凍干燥,并測定其含水率,研磨過100目篩裝入干凈聚乙烯自封袋待測。

2、分析方法

稱取0.2g左右樣品,置于25mL硼硅玻璃比色管中,加入5mL工藝超純濃HNO₃,水浴95℃加熱消解,采用BrCl氧化、SnCl₂還原、金管富集、冷原子熒光光譜法(Tekran2500測汞儀,加拿大)測定總汞含量。由于不同樣品的汞含量差異,大米樣品的進樣量為3～5mL,蔬菜和魚肉樣品的進樣量為1mL。

3、質(zhì)量控制

以空白試驗、平行樣和標準物質(zhì)(BCR-482、GWB10021、GWB10024和TORT-3)的測定,對實驗數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制。不同標準物質(zhì)的實驗測定結(jié)果與參考值的對比如表1所示,平行樣品測定的相對偏差＜10%。

4、居民汞攝入量計算

為對研究區(qū)域居民汞暴露健康風險進行評估,居民食物汞每日攝入量(probabledailyintake,PDI)(μg·kg^-1·d-1)按式(1)進行計算：

PDI=(C×IR×10^-3)/bw（1）

式中:C為食物中總汞含量(μg·kg^-1)；IR為每人每日食物攝入量(g·d^-1),根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒獲得,具體數(shù)值如表2所示；bw為人的體重(kg),中國成年人平均體重為61.8kg。

5、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSSforWindows20.0統(tǒng)計軟件,對數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗,偏態(tài)分布數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換呈正態(tài)分布數(shù)據(jù),采用幾何均數(shù)表示。用Dunnett’T3法兩兩比較組間數(shù)據(jù),檢驗水準P＜0.05。

二、結(jié)果(Results)

1、食物汞含量特征

（1）鉛鋅冶煉地區(qū)

研究區(qū)域食物中總汞含量,結(jié)果如表3所示。鉛鋅冶煉地區(qū)大米總汞含量(干重)幾何均值為5.99μg·kg^-1(3.02～30.7μg·kg^-1),其中僅有1個樣品總汞含量超過我國《食品安全國家標準》(GB2762—2017）(大米中總汞限量20μg·kg^-1),魚肉總汞含量(鮮重)幾何均值為6.17μg·kg^-1(1.80～26.4μg·kg^-1),蔬菜總汞含量(鮮重)幾何均值為2.32μg·kg^-1(0.646～5.44μg·kg^-1)。大米和魚肉中總汞含量顯著高于蔬菜總汞含量,差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.001)。魚肉和蔬菜樣品中總汞含量均低于我國《食品安全國家標準》(GB2762—2017)(魚肉中甲基汞限量500μg·kg^-1,蔬菜中總汞限量10μg·kg^-1)。

5、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSSforWindows20.0統(tǒng)計軟件,對數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗,偏態(tài)分布數(shù)據(jù)經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換呈正態(tài)分布數(shù)據(jù),采用幾何均數(shù)表示。用Dunnett’T3法兩兩比較組間數(shù)據(jù),檢驗水準P＜0.05。

二、結(jié)果(Results)

1、食物汞含量特征

（1）鉛鋅冶煉地區(qū)

研究區(qū)域食物中總汞含量,結(jié)果如表3所示。冶煉地區(qū)大米總汞含量(干重)幾何均值為5.99μg·kg^-1(3.02～30.7μg·kg^-1),其中僅有1個樣品總汞含量超過我國《食品安全國家標準》(GB2762—2017）(大米中總汞限量20μg·kg^-1),魚肉總汞含量(鮮重)幾何均值為6.17μg·kg^-1(1.80～26.4μg·kg^-1),蔬菜總汞含量(鮮重)幾何均值為2.32μg·kg^-1(0.646～5.44μg·kg^-1)。大米鉛鋅和魚肉中總汞含量顯著高于蔬菜總汞含量,差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.001)。魚肉和蔬菜樣品中總汞含量均低于我國《食品安全國家標準》(GB2762—2017)(魚肉中甲基汞限量500μg·kg^-1,蔬菜中總汞限量10μg·kg^-1)。

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