重庆市人为汞散发和自然释放通量研究

摘要

该文以重庆市为调查研究对象,采取实地调查和文献调研相结合的方法,对重庆市的人为汞源进行详细的调查,并应用捧放因子法对各种人为源的排汞量进行初步估算,旨在列出排放清单.同时运用动力通量箱技术对重庆市不同环境界面间汞的释放通量进行研究,探讨环境界面间的汞释放特征和影响因子,在此基础上对重庆市汞的自然源释放量进行初步量化.结果表明:重庆市主要的人为汞散发源有燃煤、燃油、水泥生产、钢铁生产、氯碱生产、有色金属冶炼、木材及农业秸秆燃烧、有害和医用废物焚烧、尸体火化、油漆化工、仪器仪表、荧光灯管破损、废弃电池、温度计生产,科研、医疗用汞.采用可接受的排放因子,基于主要人为源每年在生产过程中消耗的材料或生产的产品数量,以及材料或产品中可用的汞含量数据,对重庆市的主要人为源的排汞量进行初步估算,得出2001年重庆市主要人为源向大气捧放的总汞量约为8.85t;排汞强度为110g km<'-2>;燃煤是重庆市最大的人为汞源,燃煤捧汞对总汞捧放量的贡献为57％,其次是水泥制造业,这一行业2001年向大气释放汞大约1.51t,贡献率为17％;其他的依次为油漆化工、用汞行业、科研及医疗等行业贡献8％;木材与农业废弃物燃烧6％;有害和医用固体废弃物焚烧、尸体火化贡献6％;氯碱生产3％;金属制造业3％;燃油贡献最少,不足1％.应用动力通量箱(DFC)技术在不同的季节研究了重庆市不同区域的6个土壤样点和4个水体样点界面间的汞交换通量,环境界面间的汞交换通量因不同地表类型汞挥发通量存在较大差异,总体上,气-水界面的汞释放通量大于气-土界面,总平均值各自为204 ng m<'-2>h<'-1>和115ngm<'-2>h<'-1>.在选择的全部研究样点中,汞通量的最大和最小值相差两个数量级,以林地样点的最低,平均通量值为3.4±1.5ngm<'-2>h<'-1>;污染水体样点为最高,平均通量值为618.6±339ngm<'-2>h<'-1>.气-水/土界面间的汞挥发通量显示出明显的日变化和季节性变化,冷季早晨和傍晚气-水/土界面间汞通量有微小的双向交换,暖季白天没有出现双向交换,同一样点汞释放通量有相似的变化类型,汞释放峰值出现在中午,夜间汞的交换不明显,白天的汞释放通量大于夜间.汞释放通量的季节性变化表现为温暖季节大于寒冷季节.根据方程计算反应活化能E<,a>为31.1kcal mol<'-1>,高于单质汞的蒸发焓14.0 kcal mol<'-1>,说明汞在土壤表面释放不是单质汞的直接蒸发,可能还有其它过程参与.基于通量箱在不同地表类型实地测得的数据,并结合重庆市的气候特点,对区域汞预算进行初步估算,每年重庆市从自然源释放到大气中的总汞量为1787 kg,远低于该区域的人为源排放量,人为源贡献了总排放量的83％,而自然释放贡献了17％.与全球或其它区域的估算结果相比,重庆市人为源排汞比例过大.

目录

文摘

英文文摘

第1章文献综述

第2章引 言

2.1立题背景

2.2技术线路图

第3章研究方法

3.1人为汞排放研究

3.1.1污染源调查

3.1.2估算基数说明

3.1.3排放因子的选择

3.2释放通量研究

3.2.1通量箱制作

3.2.2仪器设备

3.2.3空白测定

3.2.4样品汞含量的测定

3.2.5研究区的基本情况

第4章重庆市人为汞排放量估算

4.1重庆市人为汞源调查结果

4.2重庆市主要人为源的汞排放量

4.2.1燃煤的汞排放量及变化趋势

4.2.2燃油汞排放量

4.2.3工业生产汞排放量

4.2.4木材与农业秸秆燃烧

4.2.5垃圾焚烧

4.2.6其他

4.3结果与讨论

4.3.1人为源汞排放量的估算结果

4.3.2估算结果的可靠性分析

4.3.3不同人为源对总排放量的贡献

4.3.4人为源排汞的环境风险

4.4小结

第5章气－土/水界面间汞交换通量及自然释放量

5.1气－水/土界面汞交换通量的测定方法

5.2结果与讨论

5.2.1气－水界面间汞交换通量的测定结果

5.2.2气－水界面间汞交换通量

5.2.3气－土界面间汞交换通量

5.2.4不同季节汞交换通量的变化

5.2.5汞交换通量影响因素

5.2.6汞交换通量的研究结果比较

5.2.7重庆市自然源汞释放量估算

5.3 小结

第6章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致 谢

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