汞礦區(qū)周邊土壤和溪流沉積物的汞污染評價及吸附解吸特征研究.pdf

1、汞是對動植物和人類均有高毒性的重金屬污染物，具有極強生物富集性、易遷移性以及污染持久性等特征，使其極易在土壤、大氣和水環(huán)境中遷移轉化，并可通過食物鏈在高等動物體內(nèi)富集，對人類健康構成嚴重威脅。汞礦的開采會導致周圍環(huán)境出現(xiàn)一定程度的汞污染，因此，研究汞礦區(qū)周邊土壤和溪流沉積物的汞污染及其對汞的吸附解吸行為，對了解汞礦周圍的污染現(xiàn)狀和特點具有重要的意義。
　　本文以重慶市秀山縣某汞礦周邊污染區(qū)和對照區(qū)的土壤及溪流沉積物為研究對象，對其

2、理化性質和汞賦形態(tài)進行了研究，從而進行了土壤和沉積物汞污染評價；同時研究了土壤和沉積物對汞的等溫吸附解吸、吸附動力學特征以及pH、Cl-對等溫吸附過程的影響。初步結論如下：
　　（1）汞礦區(qū)周邊污染區(qū)土壤和沉積物中的總汞含量最高分別達到了568.76mg/kg、75.53mg/kg，均遠遠超過重慶市土壤重金屬汞的背景值以及土壤環(huán)境質量標準（GB15618-1995）二級標準值，汞礦區(qū)上游對照區(qū)的溪流沉積物也受到了一定程度的汞污染；

3、受污染土壤和沉積物中的汞形態(tài)分析結果顯示，重金屬汞主要以有機結合態(tài)和殘渣態(tài)的穩(wěn)定態(tài)形式存在，生物有效態(tài)的含量較少，采用RAC重金屬形態(tài)風險評價方法可知，污染的土壤和沉積物中的汞生物可利用風險較低；
　?。?）采用單因子指數(shù)法、地質累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對土壤和沉積物進行汞污染和生態(tài)風險評價，結果表明汞礦周邊除對照區(qū)的土壤未受污染外，污染區(qū)土壤和沉積物均受到了嚴重汞污染，存在極高的潛在生態(tài)風險。
　?。?）土壤和沉積物

4、對Hg2+的吸附過程類似，在pH為中性和溫度為25±1℃條件下，土壤和沉積物對汞達到吸附平衡時，其飽和吸附量別為1848.77mg/kg、941.25mg/kg；Langmuir、Freundlich、TemKin三種模型都可較好的擬合土壤和沉積物對Hg2+的等溫吸附過程，均達到了較好的顯著水平，但 Langmuir等溫吸附方程的相關系數(shù)R2更大，對等溫吸附曲線的線性擬合程度更高；此外，Hg2+在土壤和沉積物中的吸附量越大，其解吸量也越

5、大，土壤對 Hg2+的吸附量—解吸量成線性關系，而沉積物的線性關系不明顯，但土壤和沉積物的最大解吸率各為0.92％、1.32%，解吸率均較低，這表明Hg2+一旦進入土壤或沉積物，則很難再被解吸出來。
　?。?）土壤和沉積物對Hg2+的吸附過程中，在最初的幾分鐘內(nèi)的吸附非常迅速，在初始5min內(nèi)，土壤和沉積物對Hg2+的吸附量分別達到了飽和吸附量的72.64%、62.68%，在200min內(nèi)基本達到吸附飽和，說明了土壤和沉積物對Hg

6、2+的吸附可分為快速吸附階段和慢速吸附階段。Elovich方程和雙常數(shù)方程對吸附動力學的擬合均達到了線性顯著水平， Elovich方程能夠更好地擬合土壤對重金屬 Hg2+的吸附動力學過程，而雙常數(shù)方程則更適合擬合沉積物對Hg2+的吸附動力學過程。
　?。?）土壤和沉積物對Hg2+的吸附量隨著體系pH的升高先升高，然后再下降，呈單峰曲線，土壤在體系pH為7左右時達到了最大吸附量，沉積物在pH為8時達了最大吸附量，過酸條件不利于土壤和