中亞熱帶常綠闊葉林汞的沉降特征與來(lái)源分析.pdf

1、汞常溫下為液態(tài)，由于其較高的蒸汽壓，易揮發(fā)進(jìn)入大氣，是毒性最強(qiáng)的重金屬污染物之一，其中占大氣氣態(tài)總汞90％以上的氣態(tài)單質(zhì)汞 Hg0性質(zhì)穩(wěn)定，可在大氣中駐留長(zhǎng)達(dá)1年時(shí)間，并經(jīng)大氣循環(huán)進(jìn)行長(zhǎng)距離遷移，因而是一種全球性污染物。所有形態(tài)的汞在大氣中的循環(huán)都經(jīng)歷了遷入大氣，轉(zhuǎn)化并最終遷出大氣的過(guò)程，干濕沉降是大氣汞從大氣中去除并進(jìn)入地表生態(tài)系統(tǒng)的主要方式。
　　森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng)，汞在森林生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)是汞全球循環(huán)不可分

2、割的一部分，大氣汞沉降是森林生態(tài)系統(tǒng)汞的主要來(lái)源。目前大氣汞遷移轉(zhuǎn)化和干濕沉降研究已在國(guó)內(nèi)外多地展開(kāi)，但有關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究還是相對(duì)較少。因此，本研究選取中亞熱帶常綠闊葉林縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)定縉云山森林生態(tài)系統(tǒng)林內(nèi)外降雨中總汞、顆粒態(tài)汞、甲基汞含量，分析中亞熱帶常綠闊葉林縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)汞的沉降規(guī)律，通過(guò)對(duì)縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)大氣汞濃度進(jìn)行長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)，研究中亞熱帶常綠闊葉林森林生態(tài)系統(tǒng)中大氣汞的污染特征，最

3、終探索典型日期汞的沉降過(guò)程與大氣汞污染的關(guān)系，揭示中亞熱帶常綠闊葉林縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)汞的源匯關(guān)系和遷移機(jī)理，為建立全球汞沉降數(shù)據(jù)庫(kù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完善汞的全球生物地球化學(xué)循環(huán)機(jī)制和模型。主要研究結(jié)果如下：
　　1）縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)林內(nèi)林外降雨的總汞和甲基汞濃度與國(guó)內(nèi)地區(qū)如四川嘎貢山，貴州雷公山相比尚屬正常，但與北美地區(qū)相比全部高于其3倍以上，縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)采樣點(diǎn)林外降雨總汞的平均濃度（11.9±7.6）ng·L-1，甲

4、基汞平均濃度（0.20±0.013）ng·L-1。林內(nèi)降雨總汞的平均濃度（20.1±12.3）ng·L-1，甲基汞平均濃度（0.55±0.24）ng·L-1。
　　2）林內(nèi)降雨溶解性汞濃度略高于林外降雨，林內(nèi)降雨顆粒態(tài)汞濃度明顯高于林外降雨，林外降雨中溶解性汞的平均濃度為6.83 ng·L-1，顆粒態(tài)汞的平均濃度為2.97 ng·L-1，林內(nèi)降雨中溶解性汞的平均濃度為7.95ng·L-1，顆粒態(tài)汞的濃度為11.88 ng·L-1。

5、縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)甲基汞占總汞的百分比范圍是0%~17.07%，平均值為3.66%，與其他地區(qū)相比略顯偏高。
　　3）在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間（2012年3月至2013年2月），縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)TGM濃度年均濃度為（4.71±1.92）ng·m-3，高于北半球背景值1.5~1.7ng·m-3。與國(guó)內(nèi)外背景點(diǎn)，城區(qū)監(jiān)測(cè)以及同緯度地區(qū)的對(duì)比結(jié)果表明，縉云山自然保護(hù)區(qū)大氣汞含量偏高，受到了一定程度的污染。縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)大氣氣態(tài)總汞濃度

6、平均值的順序?yàn)橄募荆?~8月）>冬季（12~2月）>春季（3~5月）>秋季（9~11月），夏季跟冬季 TGM濃度波動(dòng)較大，4月份大氣汞濃度為（4.09±0.71）ng·m-3，林內(nèi)降雨有很高的總汞和顆粒態(tài)汞濃度，四月份林內(nèi)降雨顆粒態(tài)汞濃度高達(dá)65.5ng·L-1，這說(shuō)明監(jiān)測(cè)期間，監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊地區(qū)的汞污染嚴(yán)重。大氣汞濃度最大值為7月（7.05±1.79）ng·m-3，最小值為10月（3.52±0.83）ng·m-3。該區(qū)域氣態(tài)總汞具有一定的

7、日變化特征，夏季夜間TGM濃度與白天相近，其他三季白天TGM含量較高，四季均在12:00至14:00之間出現(xiàn)TGM濃度峰值。
　　4）縉云山自然保護(hù)區(qū)四季均受到來(lái)自不同方向的含有一定量大氣汞污染的大陸風(fēng)影響。典型污染過(guò)程的汞來(lái)源分析顯示，4月份樣本中高含量的顆粒態(tài)汞污染主要來(lái)自重慶主城區(qū)，7月份高濃度大氣汞污染更有可能是由于來(lái)自貴州等地區(qū)大氣汞的長(zhǎng)距離遷移污染。縉云山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)大氣氣態(tài)總汞后向軌跡分析顯示，重慶市本地或是對(duì)縉云