三峽庫區(qū)消落帶退水期不同利用土壤汞的變化特征.pdf

1、三峽水庫目前是我國乃至全球規(guī)模最大的水庫，屬于特大型年度調節(jié)河道型水庫。庫區(qū)東起宜昌三斗坪，西至重慶江津，長600 km，最高水位175m，最低水位145m。由于其年度的調度方式，每年4-9月的退水期，庫區(qū)即形成大面積的消落帶，據估測消落帶面積達349 km2。消落帶落干期雨熱同季，適合農作物生長，因而大片消落帶被當地農戶利用，種植蔬菜、玉米、水稻等農作物，這些農業(yè)活動會給消落帶原本脆弱的生態(tài)系統(tǒng)帶來什么影響，值得深究。眾所周知，水庫是

2、―汞敏感生態(tài)系統(tǒng)‖，消落帶作為庫區(qū)環(huán)境到水體的緩沖地帶，汞在消落帶的環(huán)境行為是波及水庫汞風險的重要一環(huán)。因此，探索消落帶汞的行為特征，是全面了解水庫汞循環(huán)及其風險的關鍵之一。農業(yè)生產活動勢必會影響到消落帶汞的轉化，而不同的利用方式，也可能會帶來不同的影響。
　　基于此，本文以三峽庫區(qū)中段消落帶分布面積較大的重慶市開州區(qū)渠口鎮(zhèn)消落帶為研究對象，在不同海拔高程選擇落干期分別種植有水稻、玉米、蔬菜的地塊，以及未農用的草地地塊，連續(xù)一年每

3、月進行定點調查采樣，針對消落帶不同利用方式土壤汞的分布和遷移轉化特征進行研究，以期為探討三峽庫區(qū)汞污染風險提供基礎性資料和科學依據。研究結果如下：
　?。?）三峽庫區(qū)彭溪渠口鎮(zhèn)段消落帶土壤利用方式包括：稻田、玉米地、菜地，而未利用的土壤落干期為草地。其中利用土壤主要集中在消落帶上部，即高程165~175 m之間，年落干時長在200 d以上。研究區(qū)域內消落帶落干期表層土壤THg含量分布在25.80~68.74 ng·g-1之間，呈現

4、：草地>菜地>稻田和玉米田（P＜0.01）；MeHg含量分布在0.075~0.852 ng·g-1之間，呈現：草地>稻田、玉米田和菜地（P＜0.01）。其中草地土壤THg平均含量為（56.35±6.84）ng·g-1， MeHg平均含量為（0.572±0.198）ng·g-1；而菜地土壤THg平均含量為（37.35±2.45）ng·g-1，MeHg平均含量為（0.259±0.147）ng·g-1，農耕利用土壤與為利用土壤間THg含量差異

5、與MeHg含量差異均相當明顯。因此，耕作活動會加速消落帶土壤總汞（THg）與甲基汞（MeHg）流失，流失的汞可能通過地表徑流進入彭溪，進而增加水庫汞負荷。
　　（2）消落帶土壤MeHg含量與有效態(tài)Hg含量呈極顯著性正相關關系（P＜0.01），Pearson相關性系數高達0.796；MeHg含量與水溶態(tài)Hg含量之間沒有顯著相關性。土壤MeHg比例受MeHg含量的影響最大，兩者相關性系數為0.855；同時，MeHg比例與有效態(tài)Hg含量

6、的相關性系數為0.550，呈極顯著性正相關關系（P＜0.01）；MeHg比例與THg含量和水溶態(tài)Hg含量均沒有顯著相關性。因此，消落帶土壤MeHg水平主要取決于土壤有效態(tài)Hg水平，這可能與土壤微生物汞甲基化有關。
　?。?）消落帶落干期土壤THg含量相對比較穩(wěn)定，無明顯變化規(guī)律。稻田、玉米田在落干期土壤MeHg含量均呈現先升高后降低的趨勢。MeHg含量峰值大約出現在落干后1~2個月之間，之后逐漸降低，大約3個月后MeHg含量達到穩(wěn)

7、定水平。草地在落干后1~2個月MeHg含量也較高，之后則降低。對于稻田，落干后土壤MeHg含量峰值約為落干前的3倍，而MeHg含量降到穩(wěn)定水平時與落干前無顯著差異，再淹水后MeHg含量也無顯著變化。與此同時，稻田、玉米田和草地土壤MeHg占THg比例均呈現先升高后降低的趨勢，峰值出現在落干后1個月左右，3個月后基本穩(wěn)定。稻田土壤MeHg比例峰值約為落干前的4倍，降到到穩(wěn)定水平時與落干前MeHg比例無顯著性差異，再淹水后MeHg比例也無顯

8、著變化。因此，落干過程可刺激消落帶土壤汞甲基化作用，進而增加土壤MeHg含量，這可能增加消落帶上農作物的汞污染的風險或水庫汞污染風險。
　?。?）消落帶落干期，土壤形態(tài)汞與環(huán)境溫度的關系不明顯，僅 MeHg比例與氣溫呈負相關關系（P＜0.05）。落干期土壤THg、MeHg以及有效態(tài)Hg含量與pH均呈現極顯著性正相關關系（P＜0.01），因此消落帶土壤酸化會加速THg、MeHg和有效態(tài)Hg流失，進而增加水庫汞負荷。不同利用方式土壤p