溶解性有機(jī)質(zhì)對三峽庫區(qū)消落帶土壤汞甲基化的影響.pdf

1、汞是一種有毒的重金屬元素，揮發(fā)性強(qiáng)，能通過大氣進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，是一種全球性的污染物。汞在環(huán)境中可轉(zhuǎn)化形成毒性極強(qiáng)的甲基汞，并通過食物鏈在生物體內(nèi)富集，對人體健康造成極大的危害，因此汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化及影響因素等問題已成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）是生態(tài)系統(tǒng)中一種活躍的組成成分，對環(huán)境中汞的形態(tài)，遷移轉(zhuǎn)化，地球生物化學(xué)行為及生物可利用性都有重要影響。三峽水庫是我國的特大調(diào)節(jié)型水庫，特殊的調(diào)節(jié)方式會形成一個面積巨大的消

2、落帶。在水位下降期間，消落帶會長出大片茂密的草本植被，且部分區(qū)域會作為農(nóng)業(yè)用地，灌溉施用有機(jī)肥；當(dāng)水位再次上漲將消落區(qū)淹沒，被淹沒的土壤及植物會向水體釋放出大量的溶解性有機(jī)質(zhì)，再加上庫區(qū)特殊的環(huán)境，勢必會對水庫中汞的甲基化產(chǎn)生影響。為此，本實(shí)驗(yàn)以三峽庫區(qū)消落帶的土壤為研究對象，選取消落帶中兩種典型的DOM（狗牙根和豬糞中的DOM，分別記為 DOMD、DOMP）并分析其地化特征，通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，分別研究在不同條件下DOM對土壤汞甲基化的

3、影響、不同類型DOM對土壤汞甲基化的影響及硫酸根作用下DOM對土壤汞甲基化的影響，為深入了解DOM影響汞甲基化的機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果如下：
　?。?）紫外-可見光譜與三維熒光光譜分析結(jié)果表明，從狗牙根、豬糞中提取出來的兩種DOM存在明顯的差異，DOMP的CDOM濃度、芳香性及疏水性組分都高于DOMD。兩種DOM都以類蛋白物質(zhì)為主要成分，但是DOMP的生物可利用性要高于DOMD。DOMD以陸源輸入為主，而DOMP則有自生源和陸

4、源兩種特征。此外，DOMP的腐殖化系數(shù)及生物源指數(shù)均高于DOMD，表明DOMP的腐殖化程度更高，生物可利用性也更強(qiáng)。
　?。?）探究抑菌與非抑菌條件下DOM對土壤汞甲基化影響的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)表明，在有微生物活動的條件下，加入 DOMD、DOMP后，懸浮液中 DOC濃度逐漸降低，土壤中微生物數(shù)量在50h、30h時分別達(dá)到了24.50×106cfu/g、45.25×106cfu/g，增長了14.46、36.74倍，土壤MeHg含量在12

5、0h時分別增長了16.77、17.18倍，兩種DOM均能促進(jìn)土壤中汞的甲基化，并且在培養(yǎng)后期促進(jìn)效果越加顯著。隨著時間的延長，營養(yǎng)物質(zhì)逐漸消耗及MeHg濃度增大，微生物數(shù)量逐漸減少，汞甲基化的時間滯后于細(xì)菌數(shù)達(dá)到峰值的時間，表明實(shí)驗(yàn)過程中汞甲基化效率受到微生物生長的影響；在抑菌處理中，無論是否添加DOM，懸浮液中DOC濃度均逐漸增大，土壤微生物數(shù)量變化不大，土壤MeHg含量不變，表明DOM促進(jìn)的是汞的生物甲基化。
　?。?）研究不

6、同類型及濃度的DOM對土壤汞甲基化影響的模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)添加濃度為50mg/kg、100mg/kg、200mg/kg的 DOM時，DOMD實(shí)驗(yàn)組土壤MeHg含量分別增長了2.34、3.08、6.46倍，DOMP實(shí)驗(yàn)組則分別增長了4.25、6.84、14.18倍，DOMD、DOMP兩種DOM均能促進(jìn)土壤中汞的甲基化，且DOM濃度越大，對土壤汞甲基化的促進(jìn)效果越明顯。但是兩種DOM的促進(jìn)效果存在差異。DOMP對汞甲基化的促進(jìn)效果顯著大于DO

7、MD，主要是由于DOMP的分子量更大，類蛋白物質(zhì)更多，不僅有助于微生物吸收利用汞，而且 DOMP的生物可利用性更高，更有助于促進(jìn)細(xì)菌的生長繁殖，因而 DOMP更加有利于土壤汞的甲基化。此外，兩種 DOM均能抑制土壤對汞的吸附，并且濃度越大，抑制作用越強(qiáng)。DOMP由于分子量量大，疏水組分較多，比起DOMD對土壤吸附汞的抑制作用更強(qiáng)。
　?。?）在硫酸根作用下DOM對土壤汞甲基化的影響的模擬實(shí)驗(yàn)表明，在有外源DOM存在的條件下，添加外