公路大气-土壤-生物系统汽车尾气汞污染状况和迁移转化机理研究

运用地球化学和环境化学的基本原理和方法，立足于公路大气-土壤-生物生态系统，一方面从燃油来源→汽车尾气及颗粒物的构成→公路特岗人员出发，另一方面从公路剖面大气→土壤→植物出发，了解汞在公路大气-土壤-生物生态系统各个要素（油、尾气和颗粒物、降尘、土壤、植物）中的含量分布和形态特征，研究公路剖面大气、土壤和植物汞的相关关系，结合室内盆栽试验，阐明汞在公路生态系统中的迁移形式和转化机理，了解环境条件（路面性质、车流量、气温、风向等）和环境要素（大气、土壤、植物和人体）对汞的迁移和形态转化的影响，正确认识和评价燃油汞释放对大气汞污染的贡献以及对公路生态系统的累积效应 ，通过室内汽车尾气释放实验和剖面研究，掌握尾气汞释放规律和形态特征，建立公路系统汞污染浓度综合预测的扩散模型，为汽车尾气汞污染的科学防治提出合理对策。

近年来，汽车尾气污染己超过工业污染跃居很多城市污染源的首位，但尾气汞污染却长期被人们所忽视。对桂林市大气汞面状监测显示，大气汞浓度分布总体上呈城区高城郊低的特点。>10ng/m3的汞高值区主要分布于市区环城路以内，证实了项目组前一国家自然基金项目关于城市大气汞吧的推断；>12ng/m3的高值带主要沿市区交通干道分布；>20 ng/m3高值区多位于交通枢纽和医院附近，表明交通繁忙车流量大是造成大气汞富集的重要原因。对市区和市郊公路共设置8条剖面，对应采集大气、土壤和蔬菜样品，并分析汞含量。结果表明，公路剖面汞含量均呈对称单峰型分布。汽车尾气汞污染扩散范围约200m。计算桂阳公路剖面大气、土壤、蔬菜汞峰值与背景值之比，分别为3.31、5.88和4.27。蔬菜植株不同部位的汞含量表现为：菜叶>菜根>菜茎。大气汞含量与蔬菜、土壤的汞污染具有明显的相关性。公路系统汽车尾气汞污染程度随路龄、车流量增大而增强。48%的公路剖面土壤样品汞含量超过国家无公害蔬菜基地土壤汞含量标准。路旁蔬菜汞含量是国家无公害农产品质量标准的1.1-1.7倍。蔬菜汞含量越高，其甲基汞含量就越高，甲基汞占总汞比例可达50%。这充分表明，公路系统汽车尾气汞污染具有较高的危害性。汽车尾气汞污染本质是燃油富汞所致。对桂林市各加油站燃油系统采样分析（87件），93#汽油汞平均含量9.528ng/g，97#汽油汞平均含量7.775ng/g，0#柴油汞平均含量0.053ng/g。做汽车尾气排放实验，使用93#汽油的车辆在空载状态排放的尾气汞含量为11-29 ng/m3，在驱动状态为104-209ng/m3；使用97#汽油的车辆在空载状态排放的尾气汞含量为23-35ng/m3，驱动状态为127-163 ng/m3。盆栽实验证实，在低气Hg条件下，空心菜植株各部位Hg含量符合根Hg>叶Hg>茎Hg的规律；而在高气Hg条件下为叶Hg>根Hg>茎Hg。对桂林市六个城区交警采集发样 95 件，进行汞含量分布研究。结果表明，辖区车流量越大，从事交警年限越长，其发样Hg含量越高。外勤交警发样 Hg平均含量高于内勤交警。桂林市交警发样Hg平均含量为 1.340µg/g，是中国居民头发 Hg 平均值的 1.74 倍。对交警尿样研究也取得类似的结果。无铅汽油的使用降低了大气中铅的污染，但汞的污染依然存在，当引起我们的高度重视。