（土壤学专业论文）污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究.pdf

贵州大学2 0 0 8 届硕j 二论文 污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 中文摘要 本文以原沈阳冶炼厂废旧厂区自然污染土壤和模拟汞污染土壤( 均为草甸土) 为研究 对象，采用连续浸提形态分析法对土壤中汞的赋存形态进行了分析，共分为水溶态汞，交 换态汞，碳酸盐、铁锰氧化物及部分有机态汞，腐殖酸结合或络合态汞，易氧化降解有机 质结合态汞，难氧化降解有机质及某些硫化物结合态汞和残渣态或晶格态汞等七种形态， 并采用一次平衡法对其潜在毒性进行了研究，分析研究得出以下主要结论： 1 供试土壤中汞的形态分布存在很大差异。其中水溶态汞含量均很低，最高为模拟污染 土壤中占到总量的0 5 0 ，明显高于自然污染土壤；交换态汞以模拟污染土壤和p h 较低 的制酸车间土壤中最高，分别占总量的2 5 6 3 和1 9 9 9 ；碳酸盐、铁锰氧化物及部分有 机态汞以制酸车间土壤中最高，占到总量的2 0 3 3 ；腐殖酸结合或络合态汞以模拟污染 土壤和制酸车间土壤中最高，均超过总量的1 0 ；而易氧化降解有机质结合态汞则以废水 排污口土壤中最高，占总量的4 3 0 6 ，其次是模拟污染土壤，占总量的3 5 4 7 ；难氧化 降解有机质及某些硫化物结合态汞以试验田土壤( 对照) 中所占比例最高为1 4 8 1 ；残 渣态或晶格态汞以原料库区土壤和生产车间土壤中所占比例最高，占总量的8 7 0 4 和 8 7 6 6 ，而以模拟污染土壤中最低，只占总量的1 8 2 8 。 2 在1 0 2 0 0 0m m o l l 1 浓度范围内s 0 4 2 、c l 。、n 矿和c a 2 + 对污染土壤汞的释放量均随 离子浓度的增大而增大；c 0 3 厶、o h 则没有表现出这一规律。同一离子对不同土壤汞的 释放量并不与汞全量成正相关关系。同一无机离子在相同浓度条件下，对模拟污染土壤的 释放量要明显高于自然污染土壤。 3 从不同离子的释放特征曲线来看，供试无机离子对污染土壤汞的释放能力( 即潜在毒 性) 大致表现为：c 1 o h 。 c 0 3 2 s 0 4 2 。；c a 2 + n a + 。 4 酸度是影响土壤汞潜在毒性的重要因素之一。随h + 浓度的增大，对污染土壤汞的释放 率也随之增大。 5 在所有的释放实验中，以残渣态或晶格态汞为主的原料库区土壤和生产车间土壤均 表现出相一致的释放特征。 6 除o h 和c o a 2 - 外，实验所选用的无机离子s 0 4 二、c 1 、n 矿、c a 2 + 及盐酸浓度( t o o l l - 1 ) 与污染土壤汞的释放量( r a g - k g d ) 之间的关系能很好地用多项式方程：y = a x 3 + b x 2 + c x + d 加以描述，相关系数r 均达到显著水平( 卿0 5 ) 。 3 贵州大学2 0 0 8 届硕上论文 污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 关键词：污染土壤 汞形态无机离子释放 中图分类号：x 5 3 ( d 4 a b s t r a c t t h i sa r t i c l ef o c u s e so nt h en a t u r a lc o n t a m i n a t e ds o i ls a m p l e sf r o mad e p o s e ds m e l tf a c t o r y s r e g i o ni ns h e n y a n ga n d t h es i m u l a t i v ec o n t a m i n a t e ds o i lw h i c ha r ea l lm e a d o ws o i la st h et e s t e d s o i l s ，t h es o i l s m e r c u r ys p e c i e sa r ea n a l y z e db ys e q u e n t i a le x t r a c t i o ns p e c i e sm e t h o dc a nb e d i v i d e dt h ef o l l o w i n gk i n d s ：w a t e rs o l u b l es p e c i e s ，e x c h a n g e a b l es p e c i e s ，s p e c i e sc o m b i n e d w i t hc a r b o n a t ea n df ea n dm no x i d e s ，s p e c i e sc o m b i n e d 晰也h u m i ca c i d , s p e c i e sc o m b i n e d w i t l le a s i l yo x i d i z e da n dd e g r a d e do r g a n i cm a t t e r , s p e c i e sc o m b i n e dw i 廿1h a r d l yo x i d i z e da n d d e g r a d e do r g a n i cm a t t e ra n dr e s i d u a ls p e c i e se x i s t i n gi nm i n e r a ll a t t i c ee ta 1 s e v e ng r o u p s a n d i n v e s t i g a t e dt h e i ru n d e r l y i n gt o x i c i t yu s e dt h em e a n so ft h ef i r s tb a l a n c e t h er e s u l t ss h o wt h e f o l l o w i n gm a i n c o n c l u s i o n s ： 1 t h em e r c u r ys p e c i e sd i s t r i b u t i o ni nt h et e s t e ds o i le x i s tg r e a t l yd i f f e r e n c e s i nt h e s es o i l ， m e r c u r ye x i s t e di nw a t e rs o l u b l es p e c i e sa r ea l lv e r yl o w , t h eh i g h e s t i si ns i m u l a t i v e c o n t a m i n a t e ds o i lw h i c hi s0 5 0p e r c e n to ft o t a l ，b u td i s t i n c t l yh i g h e rt h a nt h en a t u r a l c o n t a m i n a t e ds o i l ；m e r c u r ye x i s t e di ne x c h a n g e a b l es p e c i e si st h eh i g h e s ti ns i m u l a t i v e c o n t a m i n a t e ds o i la n dl o w e rp ho fm a d ea c i dp l a n ts o i l ，w h i c ha r e2 5 6 3a n d19 9 9p e r c e n to f t o t a l ；m e r c u r ye x i s t e di ns p e c i e sc o m b i n e d 、 ，i t l lc a r b o n a t ea n d f ea n dm no x i d e si st h eh i g h e s t i nm a d ea c i dp l a n ts o i l ，w h i c hi s2 0 3 3 o ft o t a l ；m e r c u r ye x i s t e di ns p e c i e sc o m b i n e d 、) l ，i t h h u m i ca c i di sh i g h e ri nc o n t a m i n a t e ds o i la n dl o w e rp ho fm a d ea c i dp l a n ts o i l ，w h i c ha r ea l l h i g h e rt h a n1o ；m e r c u r ye x i s t e di ns p e c i e sc o m b i n e dw i t he a s i l yo x i d i z e da n dd e g r a d e d o r g a n i cm a t t e ri st h eh i g h e s ti nd r a i n e dw a s t ew a t e rr e g i o ns o i lo f4 3 0 6 ，t h e s e c o n di s c o n t a m i n a t e ds o i lw h i c hp e r c e n ti s3 5 4 7 ；m e r c u r ye x i s t e di ns p e c i e sc o m b i n e d 晰mh a r d l y o x i d i z e da n dd e g r a d e do r g a n i cm a t t e ri st h eh i g h e s ti nt e s t i n gf a r m l a n ds o i lw h i c hi sa n t i t h e s e s ， i s1 4 8 1 ；m e r c u r ye x i s t e di nr e s i d u a ls p e c i e se x i s t i n gi nm i n e r a ll a t t i c ei st h eh i g h e s ti nr a w m a t e r i a ls t o r e r o o ms e c t i o ns o i la n dp r o d u c e dw o r k s h o ps o i l ，w h i c ha r e8 7 0 4a n d8 7 6 6p e r c e n t o f t o t a l b u tt h el o w e s ti si ns i m u l a t i v ec o n t a m i n a t e ds o i lw h i c hi so n l y18 2 8 2 i n1 0 - 2 0 0 0m m o l l 1c o n c e n t r a t i o nr a n g e ，t h em e r c u r yr e l e a s i n ga m o u n te n h a n c e d 谢m t h ei i l c r e r n e n to fs 0 4 2 - 、c 1 、n a + a n dc a 2 + ，b u tc 0 3 2 - a n do h c a n tp u tu pt h i su n i f o r m d i s c i p l i n a r i a n t h em e r c u r yr e l e a s i n ga m o u n tc a n tt a k eo np o s i t i v ec o r r e l a t i v i t y 晰t l lt h et o t a l m e r c u r yi nt e s t e ds o i l i nt h es a m ea b i o i o nu n d e rt h eu n i f o t i nc o n c e n t r a t i o n , t h em e r c u r y r e l e a s i n ga m o u n ti nt h es i m u l a t i v ec o n t a m i n a t e ds o i l a r ed i s t i n c tf a t t e rt h a nt h en a t u r a l 5 贵州大学2 0 0 8 届硕士论文污染十壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 c o n t a m i n a t e ds o i l 3 f r o mt h ec h a r a c t e r i s t i cc u r v e so fr i gr e l e a s e db yd i f f e r e n ti o n sf o r t h ec o n t a m i n a t e ds o i l ，t h e m e r c u r yr e l e a s i n ga b i l i t y ( n a m e l y ：u n d e r l y i n gt o x i c i t y ) i nt h et a s t e ds o i la p p r o x i m a t e l yb e h a v e s ： c i o h - c 0 3 2 s 0 4 2 ；c a 2 + n a * 4 a c i d i t yi so n eo ft h ei m p o r t a n c ef a c t o r sw h i c ha f f e c t st h eu n d e r l y i n gt o x i c i t yo fm e r c u r yi n c o n t a m i n a t e ds o i l n l em e r c u r yr e l e a s i n gr a t ei n c r e a s e sw i 廿1t h ei n c r e m e n to fh y d r o c h l o r i ca c i d c o n c e n t r a t i o n 5 i l la l lr e l e a s e de x p e r i m e n t s ，m e r c u r ye x i s t e di nr e s i d u a ls p e c i e se x i s t i n gi nm i n e r a ll a t t i c ei s p r i m a r yi nr a wm a t e r i a ls t o r e r o o ms e c t i o ns o i la n dp r o d u c e dw o r k s h o ps o i lw h i c hp u tu p a c c o r d a n tr e l e a s e dc h a r a c t e r 6 i nt h et a s t e da l la b i o i o n s ，w i t ht h ee x c e p t i o no fo h 。a n dc 0 3 厶，t h ec o n n e c t i o n 谢t l l c o n c e n t r a t i o n ( m o l l q ) a n dt h em e r c u r yr e l e a s i n ga m o u n t ( n a g k g - 1 ) i nc o n t a m i n a t e ds o i lc a l l p r i m l yb ed e s c r i b e db ym u l t i n o m i a le q u a t i o n ：y = a x j + b x z + c x + d a l lc o r r e l a t i v er e l a t i o n sr e a c h p r o m i n e n tl e v e l ( p o 0 5 ) k e yw o r d s ：c o n t a m i n a t e ds o i lm e r c u r ys p e c i e s a b i o - i o n sr e l e a s e 6 贵州大学2 0 0 8 届硕士论文 污染十壤中汞的形态特征及】释放的初步研究 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：至i 塑导师签名：日期：至q q 牲么月 贵州大学2 0 0 8 届硕上论文污染十壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 第一章前言 在远古时期，我们的祖先就发现了汞，大约在公元1 0 0 0 多年前就将汞作为涂料，或作 为药物用以治疗疾病。虽然汞发现很早，但是直至u1 9 3 4 年s t o c k 和c u c u e l 才从植物和动物 体中检出汞，从而确定汞在生物圈中是普遍存在的( 陈静，1 9 9 0 ) 。汞的用途很广泛，在 工业、农业、科学技术、交通运输、医药卫生以及军工生产等领域中都得到广泛应用。在 汞的开采、冶炼及工农业生产活动中，汞可以通过大气沉降、废水排放、农药施用等过程 直接或间接地进入土壤中，当达到一定量时，引起土壤污染，对人类生存的环境及人体健 康构成危害。早在2 0 世纪6 0 年代初期，日本查明了“水俣病( m i n a m a t a d i s e a s e ) ”( 山县 登，1 9 8 7 ) 是由甲基汞污染造成的，在世界范围内引起了人们对汞污染的重视。 1 1 土壤环境中的汞 1 1 1 汞元素及其性质简介 汞是常温下唯一的液态金属，原子序数为8 0 ，位于元素周期表第六周期第1 ib 族，原 子量为2 0 0 5 9 ，液态汞呈银白色金属光泽，结晶为八面体结构，晶格为菱面体，其结构呈 面心立方晶格被挤压而向本身对角线方向变形的状态。其熔点很低，为3 8 8 7 ，沸点为 3 5 6 5 8 ，汞的蒸汽压较高，具有很强的挥发性，在0 。c 就有一定的汞蒸气，2 0 时汞蒸 气压为0 0 0 1 3 m m ，空气中汞蒸气的最大允许浓度为o 1 m g m 弓。在熔点温度下，其固体的 比重大，为1 4 1 9 3 2 。汞的另一特性是能溶解n a 、a g 、k 、z n 、p b 和s n 等金属而形成汞齐。 汞的电负性为1 8 0 - 2 0 0 ，比碱土金属中电负性最大的铍( 1 5 7 ) 还要大得多，因而其化 学性质远不如碱土金属活泼，这表明，汞是比较稳定的金属。汞的还原电位h g + - - * h g o 为 0 8 5 1 v ，在电位序中的排列是在氢之后，不与盐酸和稀硫酸作用，而只能在热的浓h 2 s 0 4 或h n 0 3 中溶解( 何振立等，1 9 9 8 ) 。 汞的膨胀系数大，而且在较大的温度范围内基本保持稳定，如在0 - 1 0 0 * c 之间，其膨 胀系数为1 8 2 1 0 。4 d e g 。汞在自然界中以金属汞、无机化合物和有机化合物多种形态存在。 但汞与硫的结合能力较大，汞与硫磺混合即可形成硫化汞( h g s ) 。一价汞化合物只有少 数溶于水( 如硝酸亚汞) ，其它化合物都是微溶的。二价汞离子形成络离子的倾向很强，能 与卤素离子、氢氧离子、氰离子及有机配位体发生络合反应，生成一系列具有一定稳定性 7 贵州大学2 0 0 8 届硕士论文污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 的络合物。h 9 2 + 与s 2 。有很强的亲合力，h 9 2 + 一旦与s 2 。相遇，便迅速结合成稳定的h g s 沉淀。 重要的有机汞包括甲基汞、乙基汞、苯基汞，有机汞均具有极强的毒性。不同形态的汞在 自然环境中可相互转化( 廖自基，1 9 9 2 ：喜田村正次等，1 9 7 7 ) 。 1 1 2 汞的毒性 汞毒性很大，汞蒸汽具有高度的扩散性和较大的脂溶性，通过呼吸道进入肺泡，经血 液循环运至全身。血液中的金属汞进入脑组织后，被氧化成汞离子，逐渐在脑组织中积累， 达到一定的量，就会对脑组织造成损害。土壤中存在的汞对土壤中的一些有益微生物具有 很强的杀伤力和很高的毒性，研究表明，当土壤中汞含量达到o 0 6 0 0 3 8 u g g - 1 时，土壤 微生物过程就因汞毒性开始受到影响，当土壤中汞含量达到1 3 u g g 。1 时，呼吸作用则下降 2 0 ；土壤中存在的汞对植物的危害主要是使植物根功能受到伤害，进而抑制植物根的生 长以及阻碍植物根对营养成分的吸收作用，一些研究表明，当根受到土壤汞的毒害后，根 部扭曲，呈褐色，有锈斑，根系发育不良( 何振立，1 9 9 8 ) 。相应地，地上部分的生长发育 也受影响，叶子发黄，植株高度变矮，有的甚至枯萎至死，土壤中不同形态的汞对植物生 长发育的影响存在着差异，这主要与这种形态汞的生物有效性有关，也就是说，有效性高 的汞形态比有效性低的汞形态对植物生长发育的危害更大，同样，不同类型植物对土壤的 汞危害具有较强的抗性；当陆生鸟类和哺乳动物中汞积累到一定程度后，会发生慢性毒害 对其肝和肾具有损伤作用，并导致死亡。据报道，当肾脏中汞含量累积到l o u g g q 以上时， 会发生肾脏组织的损伤，此外，还可影响陆生鸟类的生殖功能，孵化率下降，并导致陆生 哺乳动物胎儿死亡；土壤中无机汞、有机汞均可通过陆生食物链和海生食物链进入人体， 汞化合物侵入人体，被血液吸收后可迅速弥散到全身各组织器官。血液和组织中的蛋白质 巯基与汞迅速结合，并逐步将汞集中到肝脏和肾脏组织中。人体汞中毒的症状是疲乏、多 汗、头痛以及易怒，随即是战栗、手指和脚趾失去感觉，视力模糊及肌肉协调萎靡，出现 运动失调、听觉损害和语言障碍等( 喜田村正次，1 9 7 7 ) 。 1 1 3 土壤汞污染 世界土壤中h g 的平均含量为0 0 3 o 1 m g k 9 1 ，范围值为0 0 3 一 0 3 m g k g 1( 王新 等，2 0 0 2 ) ，欧洲未受污染土壤表层h g 的含量变化在0 0 2 0 1 0 m g k g - 1 之间，平均值为 o 0 7 m g k g 一。我国土壤h g 的背景含量在0 0 2 2 - 0 1 9 0 m g k 9 1 之间，平均值为0 0 3 8 m g k g 1 8 贵州人学2 0 0 8 届硕士论文污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 ( 中国环境监测总站，1 9 9 0 ) 。 1 1 3 1 母岩 汞在岩石中的含量变化很大，从0 0 1 m g k 9 1 - 一2 0 m g k g 1 之间，在地壳中的总储量达 1 6 0 0 亿吨，但整个地壳中的汞有9 9 9 8 呈稀疏的分散状态，因此汞在生态系统中属于微量 重金属元素。母岩是土壤环境中h g 的重要来源之一。土壤中h g 的数量和成土母岩、母质 的化学组成特性有着密切的关系。岩石中的h g 主要通过风化作用( 包括物理、化学和生物 风化) 进入土壤环境。自然界普通岩石中h g 的丰度一般为o 0 0 5 - - 一l m g k g ，大多数 碱溶态与活性态，它们的稳定性依次下降，且随时间的延长，后三种形态的汞逐渐向残留 态转化，添) ) i i c a c 0 3 只能在一定时间和用量范围内影响土壤汞的形态分布。冯新斌等人 ( 1 9 9 6 ) 运用部分连续萃取不同地球化学相的化学分析方法对贵州省境内三类地区，即高 汞区、人为汞污染区和背景参考区的土壤样品的七种形态进行了分析，研究表明，人为汞 污染和地质作用都会造成土壤中汞的富集，但这两类土壤中汞的分布有明显的区别，由于 产生汞的异常含量的原因不同，从而造成土壤中汞分布的差异，人为作用导致汞污染的土 壤中，汞形态主要以有机质结合态形式存在；而由地质作用引起汞异常，汞则主要以残渣 态形式存在。张淑香等( 1 9 9 6 ) 研究了辽宁省二道坊河河道沉积物中汞的存在形态特征及 其影响因素，结果表明，汞各形态百分含量的顺序为：王水溶汞 硝酸溶汞 盐酸溶汞 水 溶性汞 碱溶性汞，并且随深度的增加呈现出规律性变化，汞的每一形态受沉积物性质的影 响程度存在较大的差异，充分揭示了汞各种形态富集的特征。刘俊华等( 2 0 0 0 ) 采用连续 顺序提取测定了土壤中水溶态，氯化钙提取态，黄腐酸( f a ) 结合态，胡敏酸( h a ) 结 合态，碳酸盐结合态，铁锰氧化态，强有机质态，残渣态等8 种形态的汞，研究了土壤性 1 4 贵州大学2 0 0 8 届硕十论文 污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 质对土壤中汞赋存形态的影响，研究表明土壤的组成性状对土壤中汞的形态分布影响较 大，影响因子主要有f a 、h a ，有机质和碳酸盐含量，土壤粘粒作用较小，土壤有机质表 现出很强的表面络合能力。侯明等( 2 0 0 5 ) 采用连续浸取一形态分析( s p e c i a t i o n ) 方法， 对桂林市及市郊土壤样品中以7 种形态存在的汞进行了测试分析，结果表明，桂林市土壤 中的汞多以惰性的残渣态或晶格态形式存在，但腐殖酸结合或络合态汞也是一种主要存在 形态，不容忽视它们对生物内富集汞的影响。章明奎等( 2 0 0 6 ) 为了解长江三角洲和珠江 三角洲农业土壤中汞的积累可能产生的环境影响，研究了土壤中汞的化学形态、积累过程 中形态的转化及吸附一解吸行为，研究表明，当无汞加入时，长江三角洲和珠江三角洲农 业土壤中汞主要以稳定的残余形态存在，但随着汞加入量的增加，土壤中可交换态汞显著 增加，增加程度与土壤性质有关，土壤p h 是影响土壤汞有效性最重要的因素，其对土壤 汞的吸附、解吸、形态转化和存在形态均有很大的影响，土壤酸化可加大土壤汞的释放， 加剧对环境的危害，防治土壤酸化也可有效降低土壤中汞对环境的危害。 1 2 2 土壤重金属潜在毒性研究现状 在污染的生态系统中重金属的毒性不仅取决于其含量、形态，而且还取决于其从土壤 向外界的释放容量。重金属在土壤中的释放在很大程度上受到土壤p h 和有机化合物特别 是可溶性有机物质的种类及其含量的影响( 孙卫玲等；y m gg e ta l ，2 0 0 1 ) 。在过去的研究 中，人们用酸性水溶液和较强的外源有机络合剂活化释放人工模拟污染土壤中的重金属 ( g a r c f a - s a n c h e z a ，e ta l ，1 9 9 9 ；周东美等，2 0 0 2 ) 。但是由于时间( 大部分添加时间只有l 2 个月) 有限，人工模拟污染土壤中的重金属形态分配及化学行为与自然污染土壤中的不 尽相同( 吴龙华等，2 0 0 0 ) ，所以模拟污染土壤的实验结果往往不能很好地反映或预测污 染土壤的重金属形态和浸出毒性。 近年来，人们对自然污染土壤重金属的淋溶、活化研究逐渐增多。廖柏寒等( 2 0 0 0 ) 研究了酸沉降作用下中国南方5 个森林土壤铝的释放与活化，结果表明，土壤铝的释放与 活化由土壤总碳量，可浸提铝以及土壤或溶液p h 值所控制，而且与酸沉降中酸度和其他 阳离子浓度有关，来自酸沉降的盐基离子将土壤铝释放的增加。徐仁扣等( 2 0 0 2 ) 研究了 几种土壤中可能存在的低分子量脂肪羧酸对高岭石中铝的释放的影响，结果表明，有机酸 可以通过络合作用促进高岭石中铝的释放。许中坚等( 2 0 0 3 ，2 0 0 4 ) 采用室内模拟酸雨淋 溶土柱的方法，研究了酸雨淋溶下红壤中锌、镉的释放特征，结果表明，酸雨增加了红壤 贵州人学2 0 0 8 届硕士论文污染土壤中汞的形态特征及j 释放的初步研究 中锌、镉的淋失，酸雨对锌、镉释放的影响可增加水体中锌、镉的负荷，并导致土壤缺锌， 而对受锌、镉污染的土壤，则会加重锌、镉的毒害作用。章明奎等( 2 0 0 5 ) 研究了杭州市 居民区土壤重金属的化学特性及其与酸缓冲性的关系，研究表明在正常条件下，居民区土 壤有较高的重金属吸持能力，被吸持的重金属较为稳定，绝大部分不易被中性盐所交换。 但随着p h 的下降，土壤对重金属的吸持能力明显降低，而重金属的释放潜力明显增加。 邹海明等( 2 0 0 6 ) 采用模拟酸雨土柱淋洗实验，研究了不同土壤中酸可提取态重金属释放 特征。结果表明，模拟酸雨p h 值下降，土壤中酸可提取态重金属释放强度明显增大，各 元素的释放量与酸雨p h 呈显著负相关。s u n 等( 2 0 0 1 ) 的研究表明，e d t a 对铜、锌、 铅的释放能力相近，但在淋溶实验中，铜是最易活化的元素，锌次之，铅的活化能力最低。 倪才英等( 2 0 0 4 ) 研究了等浓度的不同有机、有机盐、人工螯合剂和不同浓度硝酸溶液对 复合污染土壤中c u 、z n 、p b 的浸提性及其潜在释放性，结果表明：四种有机酸柠檬酸、 草酸、酒石酸、苹果酸对铜、锌、铅的释放顺序不相同，对这三种金属来说，铜是最易释 放的元素，锌次之，铅最差，各种有机化合物对不同的金属表现不尽相同。 目前，对土壤中汞释放的研究大都集中在挥发通量上，土壤中i 篆j h 9 2 + 在一定条件下 可以被还原成h 酽，而h 矿易于从土壤中释放出来。近些年，国内外有许多学者的研究表明， ， 影响土壤汞向大气释放的因素有汞浓度、温度、时间、微生物活性、土壤有机质含量、土 壤中汞的形态、土壤质地、络合物等( 冯新斌等，1 9 9 6 ；x i a oe ta 1 ，1 9 9 1 ) 。一般来说，土 壤中汞的溶解度越大，汞的释放率越高，r o g e r s ( 1 9 7 9 ) 用h g c l 2 ，h g ( n 0 3 ) 2 ，h g ( c 2 h 3 0 2 ) 2 ， h g o ，h g s 等化合物处理土壤后发现，土壤汞挥发量的大小顺序为：h g c l 2 h g ( n 0 3 ) 2 h g ( c 2 h 3 0 2 ) 2 h g o h g s ，同时发现，不同质地土壤汞的挥发率大小为砂土 壤土 粘土。 对于土壤中汞的潜在毒性研究做的工作较少。裘祖楠等( 1 9 8 9 ) 的研究表明，当水体的p h 值发生变化时，沉积物中各形态的汞相互转化，导致汞释放到水体中，较低的p h 会导致 酸溶态汞更易释放出来，而碱性更易使有机质结合的汞释放出来，陈静生等( 1 9 9 3 ) 通过 研究也发现酸性海水能够溶解沉积物中的腐殖酸，从而使腐殖酸结合的汞显著而稳定地释 放到海水中。单长青( 2 0 0 6 ) 的研究表明，海水的p h 值、温度、沉积物厚度以及光照等 环境因素都会对沉积物汞向海水的释放产生较大的影响。p h 7 时，p h 值越大，汞的释放速率、释放量和释放率越 大；温度越高，汞的释放速率越快，最大释放量和释放率越大；在有效厚度范围内随着沉 积物厚度的增加，上覆水汞浓度增加的越来越快，最大释放量越来越大，释放率则逐渐降 低；光照下沉积物中更多的汞释放到上覆水中。 1 6 贵州大学2 0 0 8 届硕士论文污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究 l - 2 3 研究趋势 进一步定量分析土壤中汞的形态及其生物有效性，探清不同的土壤环境对汞形态转化 的影响规律，从而干预或控制土壤汞的迁移转化和生物有效性是今后热点研究方向；而土 壤汞在释放、迁移的过程中对偏远湖泊和人造水库尤其是地下水汞污染的贡献，是当前研 究的热点之一；对土壤汞污染的治理与修复研究一直是农业与环境科学领域研究热点之 一o 1 3 课题研究的目的和意义 由于进入土壤中的汞及其化合物会抑制和破坏微生物的生命活动，使土壤的理化性质 变差，肥力降低，妨碍农作物生长，导致农作物产量下降。土壤污染有其隐蔽性，要通过 生物表现其危害，富集在作物体内的汞进而通过食物链危害人体。所以土壤汞的污染问题 已受到极大的关注。但仅有汞总量不能作为汞污染环境影响评价的唯一依据，不同形态的 汞表现出不同的毒性和行为，在土壤中的活性差别很大，尤其是生物效应差异更为明显。 用总汞的数值来评价已甲基化的含汞土壤就意味着我们把污染程度人为地降低了若干倍， 因此通过对汞形态的分析就能更好地揭示出重金属的危害本质，能够更好地接近环境监测 的本质，能够更好地达到我们监测分析的目的，进而为环境评价提供更为可靠的依据；而 且土壤中重金属的生物有效性及潜在毒性是土壤污染及其修复研究的重要内容。因此，本 文通过对自然条件下复合污染土壤及模拟单一汞污染土壤中汞的形态分布，几种常见的无 机离子( $ 0 4 2 。、c 0 3 二、c 1 。、o h 、n a + 、c a 2 + ) 及酸度对其释放的影响研究，比较几种常