三峽庫區(qū)消落帶典型植物淹水后汞的動態(tài)變化及其釋放特征.pdf

1、水庫具有“汞活化效應(yīng)”，是典型的汞敏感生態(tài)區(qū)，水庫淹沒的土壤與植被是水體及魚體甲基汞增高的重要來源。三峽水庫是舉世矚目的特大型水庫，淹沒的陸地面積大，成庫后形成大面積長期處于干濕交替的消落帶。由于消落帶被很多學(xué)者公認(rèn)為是庫區(qū)徑流的匯集地帶，自然也成為環(huán)境汞等污染物的匯集區(qū)域。另一方面，消落帶植被和土壤作為水庫的最后一道緩沖帶，它所匯集的汞等污染物最終又會影響到水體質(zhì)量。因此，相對于水庫而言，消落帶既是汞的匯，又是汞的源。三峽水庫消落帶在

2、每年4-9月的出露期，由于雨熱充沛，大片區(qū)域會生長出茂密的草本植被，部分消落帶被當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶利用種植農(nóng)作物?？梢酝茰y，由于消落帶土壤上植物的生長，勢必會影響到消落帶中汞的環(huán)境化學(xué)行為，而植物一般都具有較強(qiáng)的汞富集能力，到蓄水期，消落帶植物被淹沒并分解，它所吸收的汞將會被釋放到水體中，在有機(jī)質(zhì)豐富的厭氧環(huán)境，被釋放的汞更易轉(zhuǎn)化為甲基汞，產(chǎn)生更大的環(huán)境風(fēng)險。但目前針對這一推測還沒有相關(guān)研究和報道，對消落帶每年出露期間生長的植被可能增加汞環(huán)境風(fēng)險

3、認(rèn)識不清。因此，本研究以采自三峽庫區(qū)重慶段消落帶典型植被作為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)查采樣分析，室內(nèi)、室外模擬試驗(yàn)，探究消落帶典型植物淹水過程中，汞的動態(tài)變化及釋放特征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴消落帶幾種主要植物總汞含量范圍為9.54～25.74 ng·g-1，均值為16.64±2.84 ng·g-1;甲基汞含量范圍0.18～0.37 ng·g-1，均值為0.27±0.09 ng·g-1;甲基汞占總汞含量范圍為1％～3％。⑵室內(nèi)模

4、擬淹水試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著淹水時間的增加，浸泡植物不斷分解，分解速率表現(xiàn)出由快到慢的變化特征。到試驗(yàn)結(jié)束時，稗草、狗牙根、玉米秸稈三種植物質(zhì)量損失存在顯著差異，其質(zhì)量損失率分別為53.35％、37.41％和32.33％。⑶室內(nèi)模擬淹水過程中，幾種植物總汞含量整體呈下降趨勢，表明植物總汞發(fā)生了凈釋放，到試驗(yàn)結(jié)束時，其總汞含量降幅為55.96％（稗草）、41.57％（狗牙根）、35.81％（玉米秸稈）。而植物甲基汞含量整體呈上升趨勢，表明發(fā)生

5、了原位甲基化作用，稗草、狗牙根、玉米秸稈三種植物甲基汞含量分別為初始含量的3.07、3.04、6.63倍。另一方面，上覆水溶解性(DHg)濃度變化呈持續(xù)升高趨勢，到試驗(yàn)結(jié)束時，DHg濃度分別增加了232.15％（稗草）、142.41％（狗牙根）、103.23％（玉米秸稈）。上覆水DHg濃度的增加幾乎全部來自于植物汞的分解釋放。同時，上覆水溶解性甲基汞(DMeHg)濃度也呈現(xiàn)出迅速升高的趨勢，其濃度值分別為初始濃度的16.05倍（稗草）、

6、14.84倍（狗牙根）、15.47倍（玉米秸稈）。計(jì)算得出，幾種植物上覆水DMeHg增幅量都超過了植物自身甲基汞完全分解的釋放量，說明系統(tǒng)中發(fā)生了生物或非生物的甲基化作用。⑷室內(nèi)模擬淹水試驗(yàn)顯示，植物殘體和上覆水體甲基汞含量均與水體DOC、DO、pH存在顯著相關(guān)關(guān)系，表明這些影響因素對植物殘體與浸泡上覆水甲基汞濃度的變化起到重要的影響。⑸野外模擬淹水試驗(yàn)結(jié)束時，狗牙根、酸模葉蓼、空心鏈子草的質(zhì)量損失率分別為61.46％、69.56％、8

7、5.03％;其植物殘體總汞含量降幅分別為63.68％、76.92％、80.20％，甲基汞含量分別為初始含量的2.21、3.03、2.22倍。甲基汞占總汞比例為淹水前的9.51、9.64、20.23倍。表明了淹水條件有利于植物中汞的甲基化。⑹野外模擬淹水過程中，幾種植物單位質(zhì)量總汞釋放量逐步升高，到試驗(yàn)結(jié)束時，酸模葉蓼、空心鏈子草、狗牙根總汞釋放量分別為19.79、18.28、11.79 ng·g-1，各自占初始總汞含量的76.89％、8