铅稳定同位素在环境污染示踪中的应用和进展

从国内外大量研究实例出发,论述了铅同位素示踪在环境污染研究中的应用和进展。包括大气降尘、水系沉积物、土壤—植物体系这三个方面的相关理论以及最新的研究成果,并得出了不同研究对象中铅污染的来源、迁移以及富集的一些规律。

中国铅污染的调查研究

阐述了中国铅污染的调查结果,包括:历史回顾、群体铅中毒事件、燃油铅污染、燃煤铅污染、铅中毒率统计和防治研究等6个部分。历史回顾从人类对铅污染危害认识的3次飞跃,反映了铅污染由公共卫生问题上升为人类社会问题;中毒事件调查,告诉人们企业的违规排铅,是铅中毒事件的罪魁祸首;燃油污染调查结果表明,汽油无铅化后,燃油大气铅年排放量比从前平均降低了98%左右;燃煤污染的调查结果表明,中国燃煤铅排放量年均增长9.55%,到2010年,中国燃煤铅排放量突破14 000 t,是汽车尾气铅排放量的35倍,且燃烧大气铅排放量与儿童铅中毒率之间存在显著的正相关关系;中毒率的调查结果表明,2003—2007年中国儿童铅中毒率平均为23.61%,比1994—2003年的35.27%有显著降低,但2007年为23.5%,比2006年的17.2%有所反弹;防治研究指出,中国对铅的研究主要是涉及铅毒理和铅污染防治等方面的研究,2006年发表铅文献量接近1 600篇。防治对策是污染源控制和人群监测,发铅与血铅监测同样可靠。

湘江长潭株段河床沉积物重金属污染源的铅同位素地球化学示踪

本次工作利用等离子质谱仪(ICP-MS)对湘江长沙-湘潭-株洲河段河床沉积物重金属含量和铅同位素组成进行了系统的分析。结果表明,河床沉积物富集V、Cr、Mn、Co、Ni、Th、U、Cu、Pb、Zn等多种重金属,其中Cu、Zn、Pb等重金属于株洲段沉积物中达高度至极度富集。沉积物重金属的富集特征暗示沉积物存在较严重的重金属污染。沉积物铅同位素组成以相对富Th铅为特征,具明显的人为源和自然源铅,其^(206)Pb/^(207)Pb值在1.1723至1.1855之间,^(206)Pb/^(208)Pb值在0.4760至0.4786之间。其中自然源铅主要为花岗岩铅,而人为源铅则为铅锌矿矿石铅和燃煤铅构成,即沉积物铅同位素组成为花岗岩铅、铅锌矿矿石铅、燃煤铅组成的三元混合铅。铅同位素比例估算显示,长沙、湘潭段沉积物铅锌矿矿石源铅比例平均依次为23%、32%,燃煤源铅比例平均依次为47%、23%,自然源铅比例平均依次为30%、45%;株洲段沉积物的自然源铅比例较低,平均为17%,而矿石铅和燃煤铅的比例较高,平均依次为34%和49%。V、Mn、Co、Cu、Zn、U等其他重金属与Pb一样,长沙、湘潭段沉积物人为源比例小于67%,株洲段沉积物人为源比例达70%。因此,湘江长潭株段河床沉积物重金属污染问题值得引起高度重视。