专利名称:受汞污染的湖泊的处理方法
本发明涉及用硒处理湖泊的方法，目的在于降低鱼体内汞含量，更准确地说，是将汞含量降至低于所谓的黑名单范围(blacklist limit)。
当今，瑞典许多的湖被列入黑名单，因为这些湖中的鱼含大量汞，完全不能食用。例如，狗鱼肌肉组织中汞含量的黑名单范围是1.0毫克/公斤。
人们早已认识到，硒和汞能在各种情况下相互作用。
早在60年代，实验就已证明，硒具有抗鼠体内汞中毒的效用。Lawrence和Holoka(1981年)为证明被汞污染的湖的环境下，硒对浮游动物的作用提供了在水生及湖沼畜栏条件下所进行的实验的资料。在这些实验中，采用了两种浓度的硒，即0.1毫克硒/公升和1.0毫克硒/公升，然而，由所采用的这两种浓度对浮游动物群产生了消极作用，可以认为，对于将硒安全地用于旨在改善所进行试验的湖的汞含量来说，这样的浓度是太高了。
Klaverkamp等人(1983年)进行的实验表明，水中硒浓度为11毫克/公升时，经75小时后，便会导致50%的狗鱼死亡。实验还证实了这样一种趋势当硒浓度较低时(1微克硒/公升)，鱼体内的汞含量减少;反之，硒度较高时(100微克硒/公升)，则得到持久的汞含量。用放射性标记汞所进行的实验得到相应的结果，这些实验表明，当硒浓度较低时(1至10微克硒/公升)，肌肉组织中汞的积累较少，而硒浓度较高时(100微克硒/公升则汞含量持久不变。Lindestrom和Grahn于1982年对被矿井水污染的湖泊作了调察研究，发现沉降物中含有由矿井水带来的高比例的汞。经过与瑞典北部和中部未被污染的湖泊(其含汞量分别为0.23微克/公斤和0.53微克/公斤)比较，证实狗鱼中含少量的汞(0.08微克/公斤)。还确定了沉降物中金属污染程度与狗鱼体内汞含量之间的稳固的负关系。然而，他们未研究其原因，也未尝试对这种因素产生的现象和迹象作出解释。
硒对鱼体内汞生物积累的影响这一课题，在加拿大已进行了研究。在1983年出版的若干篇论文中，Turner、Rudd和Switch报导了根据实验生态系统而进行的试验，这些试验分别采用1微克硒/公斤、10微克硒/公升和100微克硒/公升三种浓度的亚硒酸盐。据报导，汞在若干生物区系内积累的程度已按与浓度有关的方式下降，当硒浓度为100微克/公升时，汞含量下降至最低。经过试验，发现鱼体内汞含量下降的大小与积累的硒成正比。
迄今为止，硒吸收鱼体内积累汞的机理的有关文献还十分贪乏。然而，一个显而易见的设想是用各自独立的接受器来控制所吸收的硒量和汞量。实验结果可以说明，汞接受器的数量随着鱼龄的增长而增加。接受器被汞“充填”的程度与环境的汞浓度成正比。
就机理和化学平衡作用而言，加入硒的结果是很复杂的。迄今为止，这种结果对动物区系的生物化学作用以及对整个湖系统的作用，人们还未充分地研究。
鱼体内汞的生物积累的下降，很可能主要是由于湖中汞化学平衡系统的变化造成的。汞和硒形成了极稳定的化合物-硒化汞，这样，与硒结合的汞不大可能在湖系统产生生物循环。硒的另一个重要作用在于硒极有可能积极地在鱼的生化系统中起作用，在鱼的肌内中加速分解汞与肌肉的结合以增强硒与汞的结合。这一结论由以下所述证实硒加入后很快起到降低汞含量的作用。
本发明的目的在于提供一种用硒处理受汞污染的湖泊的方法，该方法无需限制地使用大批量的硒添加剂，以便迅速而实用地降低鱼体内的汞含量。
为此，本发明的特征在于以下权利要求
的步骤所述。
也就是说，用包含在载体或基质材料中的硒处理湖泊，所述的载体或基质材料可使硒盐以可控的方式从其中沥出，以便硒向周围湖水分散。载体材料可以呈任何合适的形式。材料的选择并不严格，只要在使用时硒能以可控制的方式从基质中沥出即可。不过，最好将硒盐放在以橡胶为基质或以硅为基质的材料中。这类材料最好是生物降解的材料。
就处理每公升水而言，硒的含量最好维持在低于10微克硒的水平。而能有效地处理湖水的最低硒含量则因地而异。所推荐的最佳含量为1-3微克硒/公升。在处理过程中，最好分批地将硒放入水中。先在较短的期间里，如半个月至一个月，使水中的硒含量达到理想(有效)的水平，即低于10微克/公升，最好为1-3微克/公升。然后，硒盐以一定的方式从载体材料中沥出，使湖中的硒保持均匀的水平。处理完毕后，最好从湖中取出载体材料。
现根据实施例，更详细地介绍本发明。
实施例1984年，开始用硒处理湖泊，以降低湖中鱼体内的汞含量，或至少减少吸入的汞量。所要处理的湖由县管理委员会和Boliden Metall AB选择。选定的标准湖，主要是位于瑞典Vasterbotten县里的Skelleftea和Burtraesk间的“Olterjaern”湖。下面是取自该湖的数据。
面积 15公顷体积 450000立方米沉淀面积 约500000立方米PH 6.2该项目开始于1984年6月。通过分析水样及鱼样，确定参比值。
然后，用硒处理湖。这种硒呈亚硒酸钠的形式包含在有关的丁苯橡胶基体中，该橡胶基体缓慢而可控地使硒向周围的湖水分散。橡胶基体包含的重量百分比分别为40、45和50的亚硒酸钠(大约相当于18、20和22%Se)，基体或载体的剩余部分包括呈块状的惰性生物降解的合成橡胶。根据所使用的硒的数量和橡胶块的大小，控制硒从相应载体沥出的速率。
将含有硒的橡胶块置于四个封口的尼龙网袋中，把网袋往下放到湖中适当的位置，大约在湖水表面下1米的深度，以便使硒向周围湖水分散。借助于铅块重量来使网袋固定在一定的位置上，并用bouys作标记。
在实施该项目前，OElterjaern湖原来的硒和汞的含量分别为0.4微克/公升和0.03微克/公升。经过一个月的处理之后，取第一批分析试样，发现硒在整个湖里已得到良好循环，整个湖几乎含相同量的硒。
按水体积回收的硒仅为其放入湖里的量的55%。余下的硒被吸收于沉降物中和悬浮的有机材料上，转化为挥发性物质，与生物量结合，或者剩余的硒与流出物一起从湖中排出。
在实施该项目时，发现湖水中理想的硒含量变化很小。下面表1汇总了有关湖水试样的分析结果。相似试样取自湖深1米处。
表1导电率，平方米西门子日期 硒微克/公升 PH /摩尔(ms/m)840905 5.3850416 4.7 6.0 3.7850619 2.2 6.3850829 3.4 6.4 2.9860603 2.3 6.1 2.8
在这段时间内，以早期的分析数据为起点，根据所设想的能够与沉降物和生物量结合的硒的数量，同时根据会与流出物一起消失的硒的数量，并考虑到流入物等因素，将硒计量加入周围湖水。在第一个处理年中，76%放入湖中的硒与沉降物和生物量结合，并从系统向周围分散，这是假定所得到水文数据和所采用的有关沉积面积是正确的。在第二个处理年中，相应的结果为57%。分析了水样以测定水的含硒量。
分别对于参比年1984年、处理年1985年和1986年捕获的狗鱼和河鲈的硒含量和汞含量进行了分析。有关河鲈的分析结果，分别显示于图1和图2。经过比较，可以看出，经过每年处理后，河鲈的汞含量显著下降。汞含量的这种逐年下降以及参比汞含量的下降，取决于鱼的大小。在第一个处理年期间，河鲈的硒含量增加，接着在第二个处理年中，硒含量下降至1.1毫克/公斤。
分析结果表明，仅仅经过一年的处理，河鲈中的汞含量便显著下降。如图3所示，在整个重量范围(即不同大小的河鲈)内，汞含量下降了50%，低于黑名单水平。狗鱼硒含量的变化与河鲈硒含量的变化相一致。
在实施本发明的方法时，以取自OEltertjaern湖的数据为基础，将硒处理前后的狗鱼和河鲈的Hg/重量比率进行比较，以进一步证实硒在降低鱼体的汞含量方面的作用。在按本发明方法处理湖前，汞与狗鱼重量的平均比值为1.9，处理后的平均比值为1.1;就河鲈而言，相应的结果是平均值由23下降至4(毫克/公斤∶公斤)。由于没有理由相信，经硒处理后，鱼的生长会随着滞留的汞含量而增长，因而Hg/重量比率减小，仅能解释为鱼体内汞含量的减少。
因此，按本发明，将硒投放于湖中，可降低鱼体内吸入的汞量。汞含量降低是通过将比较小量的硒加入于水中，该小量硒不会对其他生物体产生有害作用。
附图简要说明
图1-2是有关捕自OEltertjaern湖中的河鲈的实验情况，其中的年份0＝1984，是处理前的年份;1＝1985是经过一年处理的年份2＝1986，是经过两年处理的年份。鱼大小表示法A＝8～11厘米;B＝12～16厘米;C＝17～25厘米;A～C＝各种尺寸混合在一起。
图3是有关捕自OEltertjarn湖中的狗鱼(肌肉试样)的实验情况，其中的符号□代表用硒处理前(1979-1984);＊代表用硒处理之后(1985-1986);
代表黑名单范围。
权利要求
1.一种旨在降低鱼体内汞含量，用硒处理湖泊的方法，其特征在于将包含在载体材料中的呈硒盐形式的硒投放到湖中，所述的载体材料能基本上连续地、可控地使硒向周围湖水分散。
2.根据权利要求
1的方法，其特征在于载体材料是以橡胶为基质或以硅为基质的生物降解材料。
3.根据权利要求
1和2的方法，其特征在于硒的含量维持在低于10微克/公升的有效水平。
4.根据权利要求
1和2的方法，其特征在于硒的含量维持在1-3微克/公升的水平。
5.根据权利要求
1至4中任一项的方法，其特征在于分批地将硒放入水中。
6.根据权利要求
5的方法，其特征在于先在较短的期间内，将硒的含量提高到有效的水平，然后，维持大体上均匀的硒含量。
专利摘要
本发明涉及旨在降低鱼体内汞含量，用硒处理湖泊的方法，其特征在于将包含在载体材料中的呈硒盐形式的硒加入湖里，所述的载体材料大体上能连续地，可控地使硒向周围湖水分散。载体材料最好是以橡胶为基质或以硅为基质的生物降解材料。最好将硒的含量维持在低于10微克/公升的有效水平。
文档编号C02F1/52GK87106748SQ87106748
公开日1988年4月13日 申请日期1987年10月1日
发明者安尼·比耶尔恩贝格, 卡琳·玛丽安妮·保罗逊 申请人:波利顿股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan