孙艺嘉

【摘 要】在环境中，铊以各种各样的形式存在。基于这种认识，本文对铊的环境地球化学性质展开了分析，了解铊的环境分布情况和转移规律。在此基础上，结合铊污染带来的危害，从污染调查、整治等方面提出了铊污染的防治对策，希望为关注这一话题的人们提供参考。

【关键词】铊;环境地球化学分析;污染防治

中图分类号： X142 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）10-0095-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.039

0 引言

作为典型稀有分散元素，实际上铊的地球化学参数与钾、硫等元素接近，使得其拥有多重地球化学特性，广泛存在于环境中，容易引发铊污染问题。因此，需要加强铊的环境地球化学分析研究，从而提出有效的铊污染防治对策，继而加强对地球生态环境的保护。

1 铊的环境地球化学分析研究

1.1 铊在环境中的分布

在现实生活中，铊存在于矿物岩石、水体、土壤、大气等各种环境介质中。作为亲石元素，铊在地球化学性质方面将以氧化物或氢化物形式存在于矿床氧化带或沉积的锰矿物中，以次配位1价离子形式赋存在钾长石和云母中。同时，铊也具有亲硫特性，以微量元素形式存在于含硫酸盐矿床和硫盐类矿物中，在各种矿物岩石中拥有不同质量分数分布。比如在沉积岩中，存在于不同岩层中的铊的质量分数也并不相同，在粘土岩中质量分数最多，在砂岩中则最少。在岩浆岩中，呈现出由自超基性岩→酸性岩→碱性岩逐渐增加的趋势。在大气中，铊也会以一定形式存在。比如在火山活动或人为冶炼活动中，铊将以气态形式存在。出现这一情况，主要是由于铊的化合物具有高挥发性。所以大气中铊的存在，主要是由于大量含铊矿物的冶炼和燃烧。目前，欧洲大气环境中铊的平均浓度达0.06ng/m3，大西洋上空铊浓度则不超过0.02ng/m3[1]。除了在大气中，水体中也含有铊。在自然矿化和采矿期间，水地球化学性质将出现差异。实际上，铊在天然水体中的含量较低，在湖水、河水、海水等不同水体中也存在浓度差异。比如在河水中，铊的质量分数在0.006-0.715μg/L范围内，溪流中铊质量分数在0.001-0.38μg/L之间。但在硫化物矿化区水体和工业废水中，铊通常具有较高质量浓度。此外，铊广泛的存在于土壤中，含量分布有较大差异。在未受污染的土壤中，通常铊的质量分数在0.01-3.0mg/kg范围内，多数不超过1mg/kg。在不同性质土壤中，铊的质量分数也存在差异，与土壤pH、腐殖质等各种因素密切相关。另外，整体上铊在土壤中的质量分数呈现出由南到北和由东向西随着纬度变化而降低的变化态势。

1.2 铊在环境中的转移

在环境中，铊将在不同介质之间发生转移。比如矿物岩石中的铊会在此生氧化作用下得到释放，从而进入到地下水、周围土壤等环境介质中。通过对富铊碱性火山岩风化这一地球化学行为展开研究，人们发现铊在风化期间将被活化，在pH<3的条件下容易发生迁移，在流体中具有较高的溶解性。在矿山开采期间，铊则将以有机配合物的形式快速向地表环境迁移。在大气中，铊可以伴随着大气流完成长距离迁移，也能伴随着降雨、降雪等大气现象进入到土壤、植物和表层水中。因为在大气中，粒径不超出2μm的物质可以长时间驻留。进入到大气后，铊会以化合物形式存在，伴随着大气的干、湿沉降进入土壤和水土，也可以吸入粒子方式进入人体。在水体中，铊存在1价离子和3价离子两种氧化状态，前者具有较强水溶性，只能在极强碱性或氧化条件下存在，因此铊在水体中多以3价离子形式迁移，可以随着颗粒物沉降在水系沉积物中积淀，也可以随着水体流动远距离迁移，被植物或人体吸收。在土壤中，铊以水溶态、有机质结合态等形式存在，前者能够直接被植物吸收，随淋溶液迁移，后者迁移能力有限，通常向地下水或深层土壤迁移。对于植物来讲，通过吸收作用，可以从土壤、水体和大气中进行铊的吸收，所以植物中铊质量分数大小与所处环境有关，在未受污染环境中的植物铊的质量分数在0.01-0.25mg/kg范围内，但在污染环境中则会明显升高[2]。而不同植物对铊的吸收能力不同，所以也存在一定差异，如乔木更容易吸收铊，但野生草本植物中鉈的质量分数通常较低。动物和人类通过土壤较难进行铊的吸收，但是通过食物、水体及大气却能吸收一定量的铊。大气中铊向动物和人体进行转移，主要通过皮肤接触、烟雾吸入等方式。而动物和人体不同组织器官对铊的亲和力并不相同，相比较而言肾中铊的质量分数较高，其次心脏也较容易受到铊攻击。

2 铊污染的危害及防治对策探讨

2.1 铊污染的危害

铊作为剧毒元素，在生态环境中广泛存在将造成铊污染的发生，继而给动植物和人类带来危害。在植物中，铊和将钾将发生相互拮抗作用，一旦植物体内钾被铊取代，将导致植物中毒。所以在铊污染的土壤中，农作物会出现产量下降的情况，如小麦会出现叶子发黄、长势低矮等问题，而甜菜等种子甚至会停止生长。对于动物来讲，食用铊含量较大的植物，将导致动物出现铊中毒问题，继而造成动物患病甚至死亡。在小白鼠的铊中毒组织病理学研究中，对铊中毒的小白鼠进行观察可以发现，其肾脏中富积大量铊，造成肾细胞坏死，肌氨酸酐浓度过高，出现活动迟缓等问题。对于人类来讲，铊则为强烈神经毒物。对于70公斤成人来讲，铊最小致死量在0.7-1.1μg之间。成人每天最高允许摄入铊不能超过2μg，正常摄入量在0.056μg范围内，接近最高摄入量就有可能引发铊中毒[3]。发生急性铊中毒，多为人口服铊盐或皮肤接触超量铊，将导致人体发生神经系统症状、脱发等情况，严重损害人的心脏、肝脏等器官。发生慢性铊中毒，早期难以诊断。比如在铊矿区、燃含铊煤等条件下，经过空气、食物和水，铊会进入人体，并在人体中蓄积，早期容易忽视，后期会出现视力下降、神经损害等情况，可能引起畸变，造成人死亡。

2.2 铊污染的防治

2.2.1 加强铊污染调查

铊污染的发生与自然作用和铊资源开发利用有关，所以在典型铊矿化区会出现生态环境遭受严重铊污染的问题，导致区域土壤等介质中铊含量过高，区域或附近动植物和人出现慢性中毒问题。从以往矿床开采历史来看，在云南南华砷铊矿区等多个地区，就出现了铊污染问题。结合这一特点，在铊污染防治方面需要对典型地区进行铊污染调查，确定从事含铊矿开采、含铊煤燃烧、含铊矿冶炼等生产活动的地区是否发生铊污染。在实践调查期间，可以对区域工业废水、矿山废水和区域干支流进行沿线调查，确定当地水环境铊污染情况，也可以对重点片区进行土壤污染调查和大气污染调查，从而及时发现地区发生的铊污染，继而采取有效措施进行铊污染治理和防控。

2.2.2 重视铊污染整治

铊污染一旦发生，其毒性富集时间和在环境中的循环时间能够达到30年，所以属于严重的环境污染源，需要加强整治，以便使环境取得可持续发展。结合铊污染的行业分布特性，可以对铊污染集中的行业进行重点整治，采用ICP-MS法对行业“三废”进行监测，确定行业企业排污情况。通过加强对各行业铊排放源、工艺和浓度等各方面的把控，能够采取有效的整治措施，使铊污染得到有效控制。比如针对铊矿床开采和选矿等作业，可以严格进行过程控制，避免含铊废石进入水体，实现工业废水集中处理，确保废水能够达到排放标准。同时，应当要求含铊矿业企业远离人口密集地区。针对发电厂、冶炼厂等将产生含铊废气的企业，应按照要求完成铊过滤和回收装置的安装，确保烟尘中铊的含量能够得到降低，禁止含铊烟气直接进入大气。针对铊高背景值区域，需要开展普查，加强裸露地表释放鉈的潜力评价，判断铊向其他环境介质转移的潜力。使工程建设远离这些地区，可以避免铊快速转移[4]。针对需要接触含铊物质的人员，需要加强劳动保护，通过定期体检避免人员发生慢性铊中毒。针对土壤和水体发生的铊污染，可以通过在水体中加入二氧化锰等吸附剂实现污染的物理治理，也可以加入氧化剂等添加剂将1价铊转变为3价铊，实现铊污染的化学治理，促使铊的活动速率得到降低，并使铊发生沉淀。此外，可以种植不易吸收铊的植物实现铊污染农业治理，也可以通过种植富集铊的植物对土壤中可交换态铊进行清除。

2.2.3 完善铊污染标准

铊污染的发生，与各地采用的监测标准存在差异有关。目前，国内尚未建立完善的相关环境标准对铊污染进行监测防治，以至于铊污染广泛分布，成为了危害民生的问题。针对这一情况，还要通过广泛排查建立合理的铊污染相关标准，针对冶炼、采矿等各行业发布包含铊排放限值的行业排放标准，在环境质量标准中加入有关铊污染治理的内容。此外，在固废环境监测等各方面，也要发布相应的铊污染分析方法和监测标准，提出铊的分析联用技术和在线监测技术，继而为铊污染防治工作的开展提供全方位保障。

3 结论

通过地球化学分析研究可以发现，在地球环境中，铊广泛存在于岩石矿物、水体、土壤和大气中，并且会在各种环境介质中转移，导致动植物和人体受到威胁。因此，针对铊污染，需要通过加强调查、重视整治和完善相关标准实现有效防治，从而推动社会与环境的可持续发展。

【参考文献】

[1]涂成龙，何令令，崔丽峰，等.氟的环境地球化学行为及其对生态环境的影响[J].应用生态学报，2019，30（01）：21-29.

[2]顾晓峰.钢铁企业铊污染问题防治策略分析[J].现代工业经济和信息化，2018，8（15）：48-49.

[3]卢然，吴舜泽，卢静，等.铊污染环境标准分析研究及防治对策建议[J].环境保护科学，2016，42（02）：120-123.

[4]熊果，沈毅.钢铁企业铊污染的研究及防治对策[J].工业安全与环保，2015，41（06）：30-32.