桂林市土壤-農(nóng)作物系統(tǒng)汞形態(tài)特征及影響因素研究.pdf

1、汞污染已成為全球性環(huán)境問題。土壤-植物系統(tǒng)正遭受到越來越嚴(yán)重的汞污染，并進(jìn)而通過食物鏈危害人類健康。目前關(guān)于土壤汞污染的研究重點(diǎn)多集中于汞污染評價、汞形態(tài)分布等方面，但對汞的生物有效性及影響土壤-植物系統(tǒng)汞遷移、形態(tài)轉(zhuǎn)化的因素研究較少，關(guān)于土壤根際環(huán)境汞的賦存形態(tài)及影響因素等地球化學(xué)行為的研究則未見報道，桂林市土壤-農(nóng)作物汞形態(tài)及生物有效性的系統(tǒng)性研究工作也未見報道。 針對上述情況，本文作者以桂林市作為調(diào)查對象，采用

2、現(xiàn)場調(diào)查、盆栽試驗(yàn)、根際箱試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對桂林市土壤-農(nóng)作物系統(tǒng)汞的分布狀況、土壤汞的形態(tài)特征及影響因素作了重點(diǎn)研究。研究范圍涉及桂林市5個主城區(qū)和1個郊縣約100km<'2>的區(qū)域，共選擇了8個主要蔬菜基地作為主要研究區(qū)域。得出的研究成果如下： (1)現(xiàn)場研究結(jié)果表明，桂林市土壤汞濃度的高低分布狀況依次為：虞山橋東南岸＞七星公園東北＞西山公園西北側(cè)＞紙馬鋪＞穿山北＞彭家?guī)X＞虞山橋東北岸＞穿山南，土壤汞濃度與地域有關(guān)，即由靠

3、近市區(qū)到遠(yuǎn)離市區(qū)，土壤汞污染逐漸減弱。相應(yīng)菜地蔬菜汞含量與土壤汞污染情況類似。桂林市常見蔬菜中汞含量依次為：枸杞菜＞大白菜＞小白菜＞芹菜＞老菜＞萵筍；葉菜類＞瓜果類。葉菜類植物地上部生物量較大，土壤汞和大氣汞均對其有較大貢獻(xiàn)；瓜果類植株生長周期較長，植物地下部吸收汞量較大，所以，葉菜類植物汞含量分布為：葉＞根＞莖；而瓜果類植物汞含量分布為：根＞莖葉＞果。 (2)對菜地土壤汞的形態(tài)分析表明，土壤各形態(tài)汞含量分布依次為：殘渣態(tài)＞腐殖

4、酸絡(luò)合態(tài)＞難氧化降解有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)＞易氧化降解有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)＞碳酸鹽鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)＞水溶態(tài)＞交換態(tài)。 (3)土壤汞形態(tài)轉(zhuǎn)化研究表明，添加HgCl<,2>后，在土壤的物理化學(xué)及生物因素影響下，可溶性HgCl<,2>有向穩(wěn)定態(tài)方向轉(zhuǎn)化的趨勢。與未種植蔬菜的土壤汞形態(tài)比較，種植蔬菜后土壤汞形態(tài)的變化表現(xiàn)為水溶態(tài)和腐殖酸結(jié)合態(tài)汞減少、殘渣態(tài)和強(qiáng)有機(jī)質(zhì)結(jié)合汞增加，說明蔬菜生長期間，土壤中有效態(tài)汞部分被植物吸收，部分向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化。而隨著汞污染

5、程度的增大，種植蔬菜后，汞形態(tài)明顯地由殘渣態(tài)、強(qiáng)有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)向交換態(tài)，碳酸鹽鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化，表明高污染土壤使汞的生物有效性提高，對環(huán)境的潛在危害性增大。 (4)玉米根際試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米生長顯著影響根際土壤中各形態(tài)汞含量。與非根際土壤汞形態(tài)相比，植物吸收使根際土壤水溶態(tài)、交換態(tài)汞減少；受根際土壤pH值、氧化還原條件和微生物活動變化等影響，殘渣態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和 鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)汞釋放出來，使土壤汞形態(tài)分布平衡發(fā)生移

6、動，使之向有效態(tài)汞轉(zhuǎn)化；而玉米根系分泌物的釋放使土壤空隙水中的有機(jī)絡(luò)合劑濃度增大，所以腐殖酸結(jié)合汞和強(qiáng)有機(jī)質(zhì)結(jié)合汞含量增加。玉米根際土壤汞形態(tài)的動態(tài)變化表明，植物不同生長期汞形態(tài)變化不同，但總的來說，存在土壤汞由穩(wěn)定態(tài)向有效態(tài)如交換態(tài)汞轉(zhuǎn)化的趨勢。 (5)逐步回歸分析結(jié)果表明，無論是蔬菜根和莖葉中的汞，或蔬菜中的總汞，均主要來自于土壤中的碳酸鹽鐵錳氧化物結(jié)合汞。根際試驗(yàn)表明，在玉米幼苗期，植物以吸收交換態(tài)汞和腐殖酸絡(luò)合態(tài)汞為主；