相關資料：

痕量(liang)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)（traceelement），在(zai)常見的地球化學文獻中(zhong)，人們(men)常將地殼中(zhong)除氧（O）、氫（H）、硅（Si）、鋁（Al）、鐵（Fe）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鈉（Na）、鉀（K）、鉈（Ti）這10種元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)（它們(men)的總(zong)重(zhong)量(liang)豐度共(gong)占99％左右）以(yi)外的其他元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)統稱微(wei)量(liang)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)，或痕量(liang)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、雜質元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、副元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、稀有(you)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、次要元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)等。

它們(men)在巖(yan)石或礦物(wu)中(zhong)的含量(liang)一般在1％或0.1％以(yi)下，含量(liang)單位常以(yi)10exp-6或10exp-9表(biao)示。1974年(nian)，O’Nions等將含量(liang)等于或小于1000×10exp-6的任(ren)何一種(zhong)元(yuan)素稱為痕量(liang)元(yuan)素。

10月8日，國(guo)際煙(yan)草控制政策評估項目（ITC）組織公布的科研(yan)報告顯示，我國(guo)13個卷煙(yan)品牌被檢測出含有(you)重金屬（砷(shen)、鎘、鉛(qian)等），其(qi)含量與加(jia)拿大產(chan)香(xiang)煙(yan)相(xiang)比，最高超出三倍以上(shang)。

據《重慶商(shang)報》報道：香煙中(zhong)的(de)重金屬可能(neng)來(lai)自煙草產(chan)(chan)區土壤中(zhong)。相關(guan)研究表(biao)明：生物(wu)從環境中(zhong)攝取重金屬，可以經(jing)過食物(wu)鏈的(de)生物(wu)放大作用逐級富集，并通過食物(wu)等形式(shi)進(jin)入人體，引發人體某些器官和組織產(chan)(chan)生病變。

有害痕(hen)量(liang)元素(su)及(ji)其化合(he)物排放已成為大氣(qi)污染(ran)控制的一個新興而前沿的研究(jiu)領域。在國(guo)家(jia)自然科學(xue)基(ji)金的資助下，北京師范大學(xue)副教授田賀忠帶(dai)領的研究(jiu)小組對(dui)我國(guo)2005～2020年能源利(li)用及(ji)有害痕(hen)量(liang)元素(su)排放發展趨勢進行了研究(jiu)，為我國(guo)掌握(wo)典(dian)型有害痕(hen)量(liang)元素(su)污染(ran)排放現狀及(ji)空間、行業分布特征提供(gong)了基(ji)礎數據(ju)，并(bing)為國(guo)家(jia)和地方政(zheng)府制定相關痕(hen)量(liang)元素(su)污染(ran)排放法規、標準及(ji)技術(shu)與經濟(ji)政(zheng)策等提供(gong)了科學(xue)依(yi)據(ju)。

痕量元素引關注

上世紀50年代，日(ri)本熊本縣水俁灣附(fu)近(jin)發(fa)現了一種(zhong)奇(qi)怪的病，這種(zhong)病最初出(chu)現在貓身上，被(bei)(bei)稱(cheng)為“貓舞蹈癥”。病貓步(bu)態不穩(wen)，抽搐、麻(ma)痹(bi)(bi)，甚至(zhi)(zhi)跳海死去，被(bei)(bei)稱(cheng)為“自殺貓”。隨后不久(jiu)，發(fa)現也有人患有這種(zhong)病。患者由于腦中樞神經和(he)末(mo)梢(shao)神經被(bei)(bei)侵害，口(kou)齒不清、步(bu)履蹣跚、面部癡呆、手足(zu)麻(ma)痹(bi)(bi)或(huo)變形、視覺喪(sang)失(shi)，嚴重者精(jing)神失(shi)常，或(huo)酣睡，或(huo)興奮，身體彎弓高(gao)叫直(zhi)至(zhi)(zhi)死亡。這種(zhong)怪病就是日(ri)后轟動世界的“水俁病”。

“日(ri)本發生的水(shui)俁病(bing)（汞污(wu)(wu)染）和(he)骨痛病(bing)（鎘污(wu)(wu)染）等都和(he)有害痕(hen)量(liang)元素污(wu)(wu)染有關。”田賀忠說，“盡管痕(hen)量(liang)元素在(zai)空氣中含量(liang)很小(xiao)，但它(ta)的濃度超過一定范(fan)圍就會(hui)顯示(shi)出(chu)極大(da)的毒性。許多痕(hen)量(liang)元素毒性極大(da)，而(er)且(qie)化學穩定性好，具有遷(qian)徙(xi)性、沉(chen)積性。它(ta)們不(bu)僅會(hui)引發人(ren)體呼吸系統的嚴重疾病(bing)，而(er)且(qie)會(hui)污(wu)(wu)染水(shui)資源、土壤，造成生態(tai)環境的破壞。”

1990年，美國在《清潔空氣法（修(xiu)正案(an)）》中列出了189種有害空氣污染物，其(qi)中包(bao)括(kuo)11種痕量元素（空氣中含(han)量很少的元素，如銻、砷(shen)、鈹、鉻、鉛、錳、汞(gong)、鎳(nie)、硒(xi)等）。在這11種痕量元素中，汞(gong)、砷(shen)、硒(xi)三種揮發性有害痕量元素的排(pai)放污染尤其(qi)引人關注。

有研究(jiu)者(zhe)發現(xian)，近10年來北歐、北美(mei)內陸偏遠地區無明顯(xian)工業污染(ran)源的湖泊中，魚(yu)體(ti)內汞(gong)(gong)濃(nong)度的升高(gao)是由(you)于大(da)氣(qi)汞(gong)(gong)沉降造成的。

美國環(huan)境保護署的報告稱：燃(ran)燒(shao)裝置(zhi)排放(fang)的大氣污染物(wu)(wu)中主(zhu)要是(shi)有(you)害的有(you)機成分如(ru)苯并芘（BaP）、硫化物(wu)(wu)、氮(dan)氧化物(wu)(wu)、未燃(ran)燼可(ke)燃(ran)物(wu)(wu)以及重金屬元素，它們幾乎是(shi)造成所有(you)癌癥的原因，其中尤其以亞微米級顆粒形(xing)式(shi)存在的重金屬排放(fang)物(wu)(wu)具有(you)最大的威脅性。

汞(gong)、砷、硒(xi)等(deng)屬于揮發(fa)性(xing)(xing)有害痕(hen)量(liang)元(yuan)素(su)，在(zai)高溫(wen)燃燒(shao)或熱解過(guo)程中不(bu)(bu)會(hui)被(bei)分(fen)解，而(er)是揮發(fa)成(cheng)蒸(zheng)氣(qi)(qi)，進而(er)在(zai)煙道下(xia)游(you)溫(wen)度(du)降低時通過(guo)結核(he)、凝結、冷凝等(deng)過(guo)程形成(cheng)許(xu)多亞微(wei)(wei)(wei)米顆粒。研究表(biao)明，盡管(guan)亞微(wei)(wei)(wei)米顆粒僅(jin)占燃煤總(zong)飛灰質(zhi)量(liang)的(de)(de)5%左右，卻富集了總(zong)痕(hen)量(liang)元(yuan)素(su)質(zhi)量(liang)的(de)(de)13%～61%。汞(gong)、砷、硒(xi)等(deng)痕(hen)量(liang)元(yuan)素(su)主要富集在(zai)這些(xie)(xie)亞微(wei)(wei)(wei)米顆粒表(biao)面(mian)，這些(xie)(xie)亞微(wei)(wei)(wei)米顆粒很難被(bei)各種常規的(de)(de)污染(ran)控制裝置(zhi)有效捕(bu)獲。它(ta)們(men)大(da)(da)部(bu)分(fen)會(hui)隨同亞微(wei)(wei)(wei)米顆粒排放到大(da)(da)氣(qi)(qi)中，而(er)這些(xie)(xie)亞微(wei)(wei)(wei)米粒子在(zai)大(da)(da)氣(qi)(qi)中主要以氣(qi)(qi)溶膠形式(shi)存在(zai)，不(bu)(bu)易沉降，而(er)且上面(mian)富集的(de)(de)大(da)(da)部(bu)分(fen)有毒痕(hen)量(liang)元(yuan)素(su)也難于被(bei)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)降解，可(ke)長時間停留在(zai)大(da)(da)氣(qi)(qi)中，不(bu)(bu)僅(jin)影響(xiang)大(da)(da)氣(qi)(qi)能(neng)見度(du)，而(er)且通過(guo)呼吸系統進入動(dong)植(zhi)物(wu)和人體(ti)(ti)內并(bing)不(bu)(bu)斷蓄積，并(bing)可(ke)轉(zhuan)化為毒性(xing)(xing)很強的(de)(de)金屬有機化合物(wu)，還會(hui)通過(guo)干濕(shi)沉降過(guo)程進入水(shui)體(ti)(ti)和土壤，從而(er)對水(shui)和土壤生(sheng)態環境產生(sheng)污染(ran)危害。

因此，大氣汞、砷、硒等揮發性有毒(du)痕量元素污(wu)染排放、遷(qian)移、沉(chen)降(jiang)及控制等，也成為國(guo)際學術(shu)界關心的大氣污(wu)染防治新(xin)興研究熱(re)點之一(yi)。

燃(ran)煤：排放(fang)痕量元素禍首

美國環(huan)保(bao)局（USEPA）科學家(jia)Linak曾指出(chu)：元(yuan)素(su)(su)周期(qi)表中(zhong)幾(ji)乎(hu)沒有什么元(yuan)素(su)(su)不(bu)存在于煤(mei)中(zhong)，它們都是煤(mei)的(de)重要組分(fen)，根(gen)據其(qi)含量(liang)不(bu)同，通(tong)常可(ke)將煤(mei)的(de)元(yuan)素(su)(su)組分(fen)劃(hua)分(fen)為主(zhu)量(liang)元(yuan)素(su)(su)、次(ci)量(liang)元(yuan)素(su)(su)和痕量(liang)元(yuan)素(su)(su)三(san)大(da)類。其(qi)中(zhong)，包(bao)括(kuo)多(duo)種有毒(du)痕量(liang)元(yuan)素(su)(su)，如硼、鈹、鍺、鎘(ge)(ge)、鈷(gu)、銅、錳、鉛(qian)、鎳、汞(gong)、鉻(ge)等(deng)。其(qi)中(zhong)，汞(gong)、砷、硒、鉛(qian)、鎘(ge)(ge)、鉻(ge)等(deng)元(yuan)素(su)(su)對環(huan)境的(de)危害(hai)最大(da)。

化石燃料和礦物(wu)中的(de)痕量元素在(zai)高溫燃燒或熔煉過程(cheng)中因各痕量元素的(de)濃度、賦存狀態以及操作工況的(de)差(cha)異所表現的(de)熱(re)行(xing)為不(bu)同(tong)，其揮(hui)發性(xing)也表現不(bu)一。但在(zai)所有(you)(you)條(tiao)件下，汞、砷、硒都具有(you)(you)揮(hui)發性(xing)。

“由于(yu)汞極(ji)(ji)易揮發,在(zai)燃燒過程中(zhong)(zhong)極(ji)(ji)難控(kong)制(zhi)，燃煤(mei)排放被認為是最大(da)的(de)人為大(da)氣(qi)汞污染源(yuan)。大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)顆粒(li)汞主要結合在(zai)細顆粒(li)物上,對人體的(de)危(wei)害(hai)更大(da)。特別是環(huan)境中(zhong)(zhong)任何形式(shi)的(de)汞均可在(zai)一定條件下(xia)轉化為劇毒(du)的(de)甲(jia)基汞。進入環(huan)境中(zhong)(zhong)的(de)汞會(hui)產生長期(qi)的(de)危(wei)害(hai),所以汞是煤(mei)中(zhong)(zhong)最主要的(de)有害(hai)微量元(yuan)素之一。”田賀忠說。

砷是(shi)一(yi)種蓄(xu)積性(xing)元素，是(shi)當前環境(jing)中(zhong)使人致(zhi)癌的(de)(de)最普(pu)遍(bian)、危害(hai)性(xing)最大(da)的(de)(de)物(wu)質(zhi)之一(yi)。砷可通過(guo)(guo)呼(hu)吸道(dao)、消化道(dao)和皮膚接觸(chu)等進入人體，隨血流分布于(yu)肝、腎、肺、脾、骨骼、肌肉等部位，特別(bie)易于(yu)在(zai)(zai)毛發、指甲中(zhong)蓄(xu)積，從而(er)引起慢性(xing)中(zhong)毒。盡管砷在(zai)(zai)煤(mei)中(zhong)的(de)(de)含量很低，但由于(yu)煤(mei)消耗量巨大(da)，煤(mei)中(zhong)砷長期(qi)排放的(de)(de)積累不僅對燃煤(mei)電廠附近產生污(wu)染，而(er)且可通過(guo)(guo)遠(yuan)距離(li)的(de)(de)傳(chuan)輸對比較(jiao)遙遠(yuan)的(de)(de)生物(wu)產生負面影響。

“我們(men)的研究發(fa)現，撫順、沈陽(yang)(yang)、蘭州、貴陽(yang)(yang)、成都、重慶等城市的大氣中砷含量高于其(qi)他地方(fang)就和燃煤(mei)有(you)關(guan)。西(xi)南地區(qu)由于高砷煤(mei)的使用(yong)，曾(ceng)造成3000多例砷中毒事件。”田賀忠說。

燃(ran)煤(mei)(mei)是大氣中硒(xi)(xi)的(de)主(zhu)要來源。據估算，全球發電用煤(mei)(mei)所(suo)排(pai)(pai)放的(de)硒(xi)(xi)量(liang)占人(ren)為硒(xi)(xi)排(pai)(pai)放量(liang)的(de)50%以(yi)上。燃(ran)煤(mei)(mei)也是造成(cheng)一(yi)些(xie)地區土(tu)壤、水、植物中硒(xi)(xi)含(han)(han)量(liang)過高的(de)原因(yin)。硒(xi)(xi)對(dui)于(yu)動植物和(he)人(ren)類來說是一(yi)種必需(xu)的(de)微量(liang)元素(su)，但硒(xi)(xi)含(han)(han)量(liang)過高同樣會危害人(ren)體(ti)健康(kang)。在我國陜西(xi)安康(kang)、湖北恩施等地發生的(de)人(ren)、畜(chu)硒(xi)(xi)中毒(du)事(shi)件，就是由于(yu)開采和(he)使用當地的(de)富硒(xi)(xi)石煤(mei)(mei)所(suo)造成(cheng)的(de)。

弄(nong)清排放總量及(ji)時空分布

目前，我國(guo)正處于工(gong)業(ye)化社會(hui)的(de)初期階段，國(guo)民經濟的(de)快速(su)發(fa)展(zhan)和(he)大(da)規模基礎(chu)設(she)施建設(she)，需要(yao)大(da)量的(de)電力、鋼鐵(tie)、水泥以(yi)及有色金屬等(deng)材料，這(zhe)就需要(yao)消耗大(da)量的(de)化石能源和(he)礦物資(zi)源。

2008年我(wo)國(guo)用于直接燃燒的煤炭約(yue)27.4億噸。另外，鋼鐵冶(ye)煉(lian)、有(you)色金屬冶(ye)煉(lian)、水泥生產、化(hua)工等(deng)行業對金屬和非金屬礦物的燒結熔煉(lian)過(guo)程(cheng)也會使礦物中(zhong)的有(you)害(hai)痕量元素揮(hui)發，并富集在(zai)微細(xi)顆粒(li)物上(shang)釋放到大氣中(zhong)，從而(er)對人體(ti)健康(kang)和生態(tai)環(huan)境產生危害(hai)。

“國(guo)外曾(ceng)有(you)學者指責(ze)中(zhong)(zhong)國(guo)燃煤對(dui)大氣(qi)的影響。然而，由(you)于種(zhong)種(zhong)原因(yin)，目前我國(guo)還缺乏對(dui)這些(xie)典型有(you)害(hai)元(yuan)素(su)(su)污(wu)染(ran)(ran)現狀的全面認(ren)識，燃燒和工(gong)藝生產設(she)施(shi)上缺少(shao)專(zhuan)門的污(wu)染(ran)(ran)控(kong)(kong)(kong)制措施(shi)，使得國(guo)家制定相關(guan)的法規、標準及污(wu)染(ran)(ran)控(kong)(kong)(kong)制對(dui)策缺乏有(you)效依據(ju)。另外，有(you)害(hai)痕量(liang)元(yuan)素(su)(su)在(zai)大氣(qi)中(zhong)(zhong)的傳輸擴散不僅(jin)與物理過(guo)程有(you)關(guan)，還涉及更(geng)復雜的化學反應(ying)和二次污(wu)染(ran)(ran)，對(dui)有(you)害(hai)痕量(liang)元(yuan)素(su)(su)污(wu)染(ran)(ran)排(pai)放(fang)清單的研究(jiu)是進一(yi)步(bu)開展有(you)害(hai)痕量(liang)元(yuan)素(su)(su)污(wu)染(ran)(ran)物傳輸、沉降、污(wu)染(ran)(ran)源排(pai)放(fang)標準、控(kong)(kong)(kong)制技(ji)術研究(jiu)開發重點，也是制訂控(kong)(kong)(kong)制對(dui)策的基(ji)礎。因(yin)此，非常有(you)必要開展我國(guo)有(you)害(hai)痕量(liang)元(yuan)素(su)(su)污(wu)染(ran)(ran)排(pai)放(fang)清單的研究(jiu)。”田(tian)賀忠說。

據介(jie)紹，排(pai)放(fang)清單研(yan)(yan)究能(neng)定量(liang)得(de)到(dao)各種源(yuan)排(pai)放(fang)總(zong)量(liang)及(ji)其時空分布，是描述污(wu)染物排(pai)放(fang)特征的(de)有(you)效方法。田賀忠等人針對(dui)目前(qian)我國(guo)(guo)缺乏對(dui)汞、砷、硒等典型(xing)有(you)害元素大(da)氣(qi)污(wu)染排(pai)放(fang)狀(zhuang)況(kuang)認識的(de)現(xian)(xian)狀(zhuang)，采用排(pai)放(fang)因子法，通過(guo)現(xian)(xian)場測(ce)試調查(cha)、文獻(xian)調研(yan)(yan)、專家咨詢等手(shou)段(duan)，進而根(gen)據國(guo)(guo)民經濟活動水(shui)平(ping)、能(neng)源(yuan)生產消(xiao)費(fei)狀(zhuang)況(kuang)、有(you)色(se)冶(ye)金等各部門生產活動水(shui)平(ping)等，以及(ji)各種裝(zhuang)置或工藝(yi)過(guo)程(cheng)污(wu)染控(kong)制(zhi)水(shui)平(ping)等因素，在國(guo)(guo)內(nei)首次比較全面系統(tong)地建立(li)了1980～2007年(nian)我國(guo)(guo)典型(xing)有(you)害痕量(liang)元素汞、砷、硒大(da)氣(qi)排(pai)放(fang)清單及(ji)歷史趨勢(shi)。

該小組以(yi)2005年(nian)為基準年(nian)，利用部(bu)門(men)分(fen)(fen)析(xi)法對2005年(nian)至(zhi)2020年(nian)能源(yuan)(yuan)利用及(ji)有(you)害元(yuan)素(su)排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)發展趨勢開展了情景(jing)分(fen)(fen)析(xi)。重點(dian)研(yan)究(jiu)了各(ge)(ge)省區(qu)(qu)(qu)燃煤(mei)(mei)(mei)大氣典(dian)型有(you)害痕(hen)量(liang)(liang)元(yuan)素(su)（汞(gong)、砷、硒等）排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)量(liang)(liang)。按經(jing)濟部(bu)門(men)、燃料(liao)類型、燃燒方式和(he)污染控制技術(shu)對排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)源(yuan)(yuan)進(jin)行分(fen)(fen)類，確定(ding)各(ge)(ge)類排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)源(yuan)(yuan)的排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)因(yin)子(zi)和(he)能源(yuan)(yuan)消費(fei)量(liang)(liang)。研(yan)究(jiu)各(ge)(ge)省區(qu)(qu)(qu)生產原(yuan)煤(mei)(mei)(mei)、洗(xi)(xi)精(jing)(jing)煤(mei)(mei)(mei)、焦炭和(he)型煤(mei)(mei)(mei)的痕(hen)量(liang)(liang)元(yuan)素(su)含(han)量(liang)(liang)，建立各(ge)(ge)省區(qu)(qu)(qu)間原(yuan)煤(mei)(mei)(mei)、洗(xi)(xi)精(jing)(jing)煤(mei)(mei)(mei)、焦炭和(he)型煤(mei)(mei)(mei)的傳輸矩陣，從而(er)確定(ding)各(ge)(ge)省區(qu)(qu)(qu)消費(fei)原(yuan)煤(mei)(mei)(mei)、洗(xi)(xi)精(jing)(jing)煤(mei)(mei)(mei)、焦炭和(he)型煤(mei)(mei)(mei)的有(you)害元(yuan)素(su)含(han)量(liang)(liang)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)結合各(ge)(ge)省區(qu)(qu)(qu)內各(ge)(ge)類排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)源(yuan)(yuan)的排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)因(yin)子(zi)、燃料(liao)消費(fei)量(liang)(liang)和(he)燃料(liao)中痕(hen)量(liang)(liang)元(yuan)素(su)含(han)量(liang)(liang)，計算出(chu)其排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)量(liang)(liang)，進(jin)而(er)給出(chu)各(ge)(ge)省區(qu)(qu)(qu)和(he)全國燃煤(mei)(mei)(mei)大氣典(dian)型有(you)害痕(hen)量(liang)(liang)元(yuan)素(su)污染排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)清(qing)單。

此(ci)外(wai)，該小(xiao)組還將對各地區的(de)有色金屬冶煉、鋼鐵(tie)、水泥(ni)生產、廢物(wu)(wu)處置、生物(wu)(wu)質燃燒等非燃煤源(yuan)導致(zhi)的(de)典型有害(hai)(hai)痕量(liang)(liang)元(yuan)素排(pai)放(fang)情(qing)況進(jin)行估算，進(jin)而與(yu)燃煤源(yuan)排(pai)放(fang)清(qing)單(dan)(dan)相加，即可獲得中(zhong)國(guo)人為(wei)源(yuan)導致(zhi)的(de)大氣典型有害(hai)(hai)痕量(liang)(liang)元(yuan)素污染物(wu)(wu)排(pai)放(fang)清(qing)單(dan)(dan)，并進(jin)一步通過網格化處理，利用GIS技術得到中(zhong)國(guo)有害(hai)(hai)痕量(liang)(liang)元(yuan)素的(de)空間分布特征。

該研究有(you)助(zhu)于(yu)了解和(he)掌握我國典型(xing)有(you)害元素(su)排放(fang)現狀、趨勢、時空(kong)分布特征等，可作為(wei)進一(yi)步開展有(you)害元素(su)的(de)環(huan)境(jing)空(kong)氣質量模擬(ni)和(he)生態(tai)環(huan)境(jing)及人體健(jian)康影(ying)響的(de)基礎，并可為(wei)國家和(he)地方政府制(zhi)定相關法律、法規(gui)及技術經濟政策提供科學依據。

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