低分子量有機(jī)酸對三峽水庫消落區(qū)土壤汞賦存形態(tài)的影響.pdf

1、汞（Hg）作為一種具有揮發(fā)性、高毒性和生物累積性的重金屬，廣泛存在于自然界中。國內(nèi)外大量研究證實，筑壩攔截形成的水庫環(huán)境有利于汞活化、甲基化和生物累積，是典型的“汞敏感生態(tài)系統(tǒng)”。
　　三峽水庫屬特大型調(diào)節(jié)水庫，由于其特殊的調(diào)度方式，水庫周邊每年都會形成垂直高度為30m、面積約350km2的消落帶。這些庫區(qū)消落帶一方面由于是庫區(qū)徑流的匯集地帶，自然成為環(huán)境汞等污染物的匯集區(qū)，另一方面，消落帶的土壤作為水庫的最后一道緩沖帶，它所匯集

2、的汞等污染物最終又會影響到水庫水體質(zhì)量。所以對水庫而言，消落帶既是汞的匯，又是汞的源。因此研究消落帶的土壤汞可以為深入了解三峽庫區(qū)汞的生物地球化學(xué)循環(huán)打下基礎(chǔ)。
　　盡管土壤中總汞含量能在一定程度上反應(yīng)其受污染的程度，但對于準(zhǔn)確估算土壤中汞的環(huán)境影響是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因為汞的毒性、遷移性和生物累積性都取決于它的賦存形態(tài)。而土壤中汞會因為周圍環(huán)境的改變而發(fā)生形態(tài)之間的重新分布。三峽庫區(qū)消落帶在每年4-8月為出露期，由于雨熱充沛，大片區(qū)域

3、會生長出茂密的草本植被。而植物在生長過程中其根系會向周圍土壤分泌大量的有機(jī)物，這些分泌物在局部環(huán)境中積累而達(dá)到一定的濃度后，可降低根際土壤的pH、提高微生物的活性。其中包含的大量小分子有機(jī)酸能通過絡(luò)合、吸附、氧化還原等機(jī)制改變土壤汞的賦存形態(tài)。
　　為此，本研究以三峽水庫干流和支流的消落帶土壤為研究對象，通過室內(nèi)模擬試驗，分析了兩種主要低分子量有機(jī)酸（檸檬酸、草酸）在不同試驗條件下（培養(yǎng)時間、濃度、pH值）對庫區(qū)土壤汞賦存形態(tài)的影

4、響。以期為三峽庫區(qū)消落帶植被生長過程中對庫區(qū)汞污染風(fēng)險評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。研究結(jié)果如下：
　　1.未加入低分子量有機(jī)酸時，土壤汞主要由弱結(jié)合體向強(qiáng)結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化。加入有機(jī)酸后，土壤汞由強(qiáng)結(jié)合態(tài)向較弱結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化。殘渣態(tài)含量在各處理的土壤中變化均不明顯。
　　2.添加不同濃度檸檬酸后，消落帶土壤中各形態(tài)汞之間發(fā)生了不同程度的轉(zhuǎn)化，其中可交換態(tài)汞（F12）和生物可利用態(tài)汞（F123）的含量均有所增加。這種活化作用隨加入的檸檬酸的濃度的增

5、加而加強(qiáng)，于15mmol·L-1達(dá)到峰值。干流土壤中F12的百分比從9.10％增加到了16.79%，F(xiàn)123從29.12%增加到了44.82%；支流土壤F12從10.21%增加到了23.89%，F(xiàn)123從50.84%增加到了70.17%。
　　3.草酸雖然隨著濃度的增加也能提高土壤汞的生物可利用性，但效果不及檸檬酸明顯，且土壤汞遷移能力會受到輕微的抑制。草酸的作用效果于10mmol·L-1達(dá)到峰值。添加10mmol·L-1的草酸后

6、，干流土壤中F12的所占百分比從9.10%減少到了4.09%。F123從29.12%增加到了29.68%；支流土壤F12從10.21%減少到了4.05%，F(xiàn)123從50.84%增加到了52.60%。
　　4.添加復(fù)合型低分子量有機(jī)酸對土壤的活化能力大于任意一種單一型低分子量有機(jī)酸。在干流土壤中加入濃度為5mmol·L-1草酸和10 mmol·L-1檸檬酸的低分子量有機(jī)酸時，土壤中F12、F123的百分比達(dá)到最大值，分別為27.41

7、%、53.66%。而支流土壤中F12、F123的峰值出現(xiàn)在7.5mmol·L-1草酸+7.5mmol·L-1檸檬酸的培養(yǎng)條件下，分別為30.11%、77.31%。
　　5.偏酸性和偏堿性的環(huán)境都有利于低分子量有機(jī)酸增加土壤中汞的遷移性和生物可利用率。當(dāng)加入的15mmol·L-1的檸檬酸pH從6降低到3時，土壤中的F12從17.90%增加到了92.02%，F(xiàn)123從45.34%增加到了92.66%。當(dāng)檸檬酸pH從6升高到9時，土壤中