川東丘陵區(qū)農(nóng)田土-水-氣界面汞交換特征.pdf

1、環(huán)境汞污染問題一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的熱點問題。目前對環(huán)境汞污染來源、污染水平、遷移轉(zhuǎn)化、危害等已有了較為全面的認識。但對污染源與匯之間定量關(guān)系的研究還較薄弱，特別是汞的自然源排放及其區(qū)域和全球預(yù)算亟待加強。而研究環(huán)境界面間汞交換特征對評估汞的自然排放具有重要作用。目前，人們已對森林、草原、荒漠、水域(海洋、湖泊、水庫、河流、濕地)、礦區(qū)等環(huán)境界面的汞釋放特征作了一些研究，這些研究結(jié)果無疑對正確估算汞的自然釋放量具有重要的參考價值。但對于在

2、陸地生態(tài)系統(tǒng)中占有重要地位的農(nóng)田系統(tǒng)土/水—氣界面間汞交換特征的研究還相對缺乏。據(jù)此，本研究應(yīng)用動力通量箱(DFC)與Lumex RA915+測汞儀聯(lián)用技術(shù)，選擇重慶市北碚區(qū)具有不同土壤類型的澄江鎮(zhèn)(紫色土)和龍鳳鎮(zhèn)槽上(礦質(zhì)黃泥)為川東丘陵區(qū)代表性研究地點，在每個研究點選擇鄰近具有代表性的水田和旱地作為監(jiān)測點，每月一次，每次持續(xù)24-48小時，連續(xù)10個月同步監(jiān)測了土/水—氣界面的汞釋放通量，同時考察各環(huán)境因子對汞釋放的影響。并在此基

3、礎(chǔ)上，對重慶市農(nóng)田(水田、旱地)汞的自然源釋放進行初步量化。 結(jié)果表明，旱地土—氣界面汞交換和水田水—氣界面汞交換都存在明顯的時間變化特征。白天汞釋放通量顯著高于夜間，從早晨開始汞的釋放通量逐漸增加，到正午達到汞釋放量的峰值，而后，隨光照強度的減弱汞釋放量逐漸減小。夜間土—氣界面汞交換偶有沉降，而水—氣界面汞交換則以沉降為主。 土—氣界面汞交換通量明顯大于水—氣界面汞交換通量，土—氣界面汞交換通量是水—氣界面汞交換通

4、量的2-4倍。農(nóng)田土/水—氣界面汞交換通量還存在明顯的月際變化趨勢，暖季農(nóng)田相對裸露月份(如四月、十月)的汞釋放通量大于有作物覆蓋的月份，且汞釋放通量隨作物植株高度的增加而呈現(xiàn)減小的趨勢。冷季(如三月、十一月)汞釋放量較暖季小。 無論旱地還是水田汞的釋放量槽上(礦質(zhì)黃泥)都要要大于澄江(紫色土)。這主要是由于兩采樣點土壤總汞含量和土壤性質(zhì)的差異造成的。 影響土—氣界面汞交換的主要因素有光照強度、土溫、大氣汞濃度、大氣

5、壓、氣溫等，光照強度與土—氣界面汞交換通量成線性正相關(guān)關(guān)系(0.572≤r≤0.964，p=0.00)，土溫與土—氣汞凈釋放通量的對數(shù)呈線性正相關(guān)關(guān)系(r=0.567，p=0.00)，氣溫與土—氣汞交換通量成正相關(guān)關(guān)系(r=0.552，p=0.00)，大氣汞濃度、大氣壓與汞交換通量成負相關(guān)關(guān)系(r=-0.065，p=0.13；r=-0.168，p=0.00)。光照強度是影響土—氣界面汞釋放的最主要因子，其次是土溫、氣溫、大氣汞濃度、大氣

6、壓。 影響水-氣界面汞交換的主要因素有光照強度、氣溫、水溫、大氣汞濃度、大氣壓等，光照強度與水—氣界面汞交換通量成線性正相關(guān)關(guān)系(0.544≤r≤0.948，p=0.00)，氣—水界面的溫度梯度影響水—氣界面汞交換的重要因素(r=0.476，p=0.00)，大氣壓與汞交換通量成負相關(guān)關(guān)系(r白天=-0.382，p=0.02；r夜間=-0.338，p=0.04)，大氣汞濃度與汞交換通量成負相關(guān)關(guān)系(r白天=-0.371，p=0.