三峽庫區(qū)消落帶土壤汞轉(zhuǎn)化特征的模擬研究.pdf

1、三峽水庫建成后,由于其特殊的調(diào)度方式,使庫區(qū)周圍形成大面積的消落帶,消落帶土壤以往多為農(nóng)地土壤,由于長期施肥和灌溉,加之庫周地表徑流作用,會帶入包括汞在內(nèi)的各種污染物,使之成為庫區(qū)的一個脆弱生態(tài)區(qū),也是一個典型的“汞敏感生態(tài)系統(tǒng)”。因此,開展消落帶汞轉(zhuǎn)化特征的研究具有重要意義。目前,人們已經(jīng)對三峽庫區(qū)水體汞含量,淹沒土壤及消落帶土壤汞,消落帶土壤汞吸附-解析特征,汞在水庫水生食物鏈中的遷移、富集等方面做了一定的研究,但對于三峽水庫這一特

2、大型水庫消落帶中汞的轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究還相對比較缺乏,據(jù)此,本研究通過用采自忠縣的庫區(qū)特征土壤進行室內(nèi)模擬試驗,在淹水、落干環(huán)境交替出現(xiàn)的條件下,定期采樣分析,并現(xiàn)場測定環(huán)境因子,分析土壤形態(tài)汞和甲基汞隨時間的變化趨勢,以及各環(huán)境因子對其的影響。主要結(jié)果如下:
　　 (1)水體甲基汞隨淹水時間呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,與表層土壤甲基汞的變化相似,但具有一定的滯后性。第一次淹水時,低汞區(qū)和高汞區(qū)水體甲基汞在第25天和20天左右達到峰值,

3、分別為:0.26ng/L和0.40ng/L;第二次淹水時,低汞區(qū)和高汞區(qū)水體甲基汞在第25天和10天達到最大值,分別為:0.57ng/L和2.05ng/L。土壤含汞量高時,水體中的甲基汞含量會偏高,且在淹水條件的重復(fù)出現(xiàn),水體甲基汞含量會明顯增加。
　　 (2)淹水條件下,三峽庫區(qū)消落帶土壤汞賦存形態(tài)的動態(tài)變化規(guī)律:水溶態(tài)汞、交換態(tài)汞、碳酸鹽結(jié)合態(tài)汞均隨時間變化呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢;腐殖酸結(jié)合態(tài)汞隨時間呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢;有機

4、質(zhì)結(jié)合態(tài)汞隨時間呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢;殘渣態(tài)汞隨時間呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,其中,水溶態(tài)汞,交換態(tài)汞和殘渣態(tài)汞的變化最為顯著,且土壤表層汞形態(tài)的變化比底層明顯。在本研究中,水溶態(tài)汞、交換態(tài)汞和有機質(zhì)結(jié)合態(tài)汞與pH呈現(xiàn)極顯著的負相關(guān)關(guān)系,殘渣態(tài)汞呈現(xiàn)與pH呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系;腐殖酸結(jié)合態(tài)汞與pH有正相關(guān)關(guān)系,也有負相關(guān)關(guān)系;土壤有機質(zhì)結(jié)合態(tài)汞與土壤有機質(zhì)呈現(xiàn)顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系;土壤腐殖酸結(jié)合態(tài)汞與土壤氧化還原電位呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系

5、。
　　 (3)淹水條件下,三峽庫區(qū)消落帶土壤甲基汞隨時間的變化規(guī)律:表層土壤甲基汞含量隨時間呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。第一次淹水后,高汞土壤和低汞土壤甲基汞含量分別在第10天和第25天達到最大值52.24ng/kg和128.26ng/kg,第二次淹水后,低汞土壤和高汞土壤甲基汞含量分別在第5天和第20天達到最大值54.70ng/kg和340.95ng/kg。底層土壤甲基汞含量隨時間呈現(xiàn)持續(xù)不斷增加的趨勢,且淹水后期,底層土壤甲基

6、汞含量高于表層。隨著淹水條件的重復(fù)出現(xiàn),三峽庫區(qū)消落帶土壤甲基汞含量會不斷增加,且含汞量較高的土壤甲基汞的積累效應(yīng)更加顯著。淹水時,土壤pH、土壤有機質(zhì)與甲基汞含量呈現(xiàn)顯著或者極顯著的正相關(guān)關(guān)系,而土壤氧化還原電位與其呈現(xiàn)顯著或者極顯著的負相關(guān)關(guān)系。
　　 (4)上覆水落干后,三峽庫區(qū)消落帶土壤汞賦存形態(tài)的動態(tài)變化規(guī)律不是非常明顯,且與淹水期間有所不同,主要表現(xiàn)在:水溶態(tài)汞和碳酸鹽結(jié)合態(tài)汞隨落干時間呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,交換態(tài)

7、汞、腐殖酸結(jié)合態(tài)汞和有機質(zhì)結(jié)合態(tài)汞隨落干時間呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢,殘渣態(tài)汞隨落干時間呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢,底層土壤與表層土壤趨勢相似,但不明顯。在本研究中,落干期間,有機質(zhì)結(jié)合態(tài)汞與pH呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)關(guān)系,殘渣態(tài)汞與pH呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系,土壤有機質(zhì)和土壤含水率等因素與土壤形態(tài)汞含量的關(guān)系均不顯著。
　　 (5)上覆水落干后,三峽庫區(qū)消落帶土壤甲基汞隨時間的變化規(guī)律:落干初期,表層底層土壤甲基汞含量逐漸增加,后期明顯減少。第一次