汞礦區(qū)周邊土壤和溪流沉積物的汞污染評(píng)價(jià)及吸附解吸特征研究.pdf

1、汞是對(duì)動(dòng)植物和人類均有高毒性的重金屬污染物，具有極強(qiáng)生物富集性、易遷移性以及污染持久性等特征，使其極易在土壤、大氣和水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化，并可通過(guò)食物鏈在高等動(dòng)物體內(nèi)富集，對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。汞礦的開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致周圍環(huán)境出現(xiàn)一定程度的汞污染，因此，研究汞礦區(qū)周邊土壤和溪流沉積物的汞污染及其對(duì)汞的吸附解吸行為，對(duì)了解汞礦周圍的污染現(xiàn)狀和特點(diǎn)具有重要的意義。
　　本文以重慶市秀山縣某汞礦周邊污染區(qū)和對(duì)照區(qū)的土壤及溪流沉積物為研究對(duì)象，對(duì)其

2、理化性質(zhì)和汞賦形態(tài)進(jìn)行了研究，從而進(jìn)行了土壤和沉積物汞污染評(píng)價(jià)；同時(shí)研究了土壤和沉積物對(duì)汞的等溫吸附解吸、吸附動(dòng)力學(xué)特征以及pH、Cl-對(duì)等溫吸附過(guò)程的影響。初步結(jié)論如下：
　　（1）汞礦區(qū)周邊污染區(qū)土壤和沉積物中的總汞含量最高分別達(dá)到了568.76mg/kg、75.53mg/kg，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)重慶市土壤重金屬汞的背景值以及土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，汞礦區(qū)上游對(duì)照區(qū)的溪流沉積物也受到了一定程度的汞污染；

3、受污染土壤和沉積物中的汞形態(tài)分析結(jié)果顯示，重金屬汞主要以有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)的穩(wěn)定態(tài)形式存在，生物有效態(tài)的含量較少，采用RAC重金屬形態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法可知，污染的土壤和沉積物中的汞生物可利用風(fēng)險(xiǎn)較低；
　　（2）采用單因子指數(shù)法、地質(zhì)累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)土壤和沉積物進(jìn)行汞污染和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明汞礦周邊除對(duì)照區(qū)的土壤未受污染外，污染區(qū)土壤和沉積物均受到了嚴(yán)重汞污染，存在極高的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
　?。?）土壤和沉積物

4、對(duì)Hg2+的吸附過(guò)程類似，在pH為中性和溫度為25±1℃條件下，土壤和沉積物對(duì)汞達(dá)到吸附平衡時(shí)，其飽和吸附量別為1848.77mg/kg、941.25mg/kg；Langmuir、Freundlich、TemKin三種模型都可較好的擬合土壤和沉積物對(duì)Hg2+的等溫吸附過(guò)程，均達(dá)到了較好的顯著水平，但 Langmuir等溫吸附方程的相關(guān)系數(shù)R2更大，對(duì)等溫吸附曲線的線性擬合程度更高；此外，Hg2+在土壤和沉積物中的吸附量越大，其解吸量也越

5、大，土壤對(duì) Hg2+的吸附量—解吸量成線性關(guān)系，而沉積物的線性關(guān)系不明顯，但土壤和沉積物的最大解吸率各為0.92％、1.32%，解吸率均較低，這表明Hg2+一旦進(jìn)入土壤或沉積物，則很難再被解吸出來(lái)。
　　（4）土壤和沉積物對(duì)Hg2+的吸附過(guò)程中，在最初的幾分鐘內(nèi)的吸附非常迅速，在初始5min內(nèi)，土壤和沉積物對(duì)Hg2+的吸附量分別達(dá)到了飽和吸附量的72.64%、62.68%，在200min內(nèi)基本達(dá)到吸附飽和，說(shuō)明了土壤和沉積物對(duì)Hg

6、2+的吸附可分為快速吸附階段和慢速吸附階段。Elovich方程和雙常數(shù)方程對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)的擬合均達(dá)到了線性顯著水平， Elovich方程能夠更好地?cái)M合土壤對(duì)重金屬 Hg2+的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程，而雙常數(shù)方程則更適合擬合沉積物對(duì)Hg2+的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
　?。?）土壤和沉積物對(duì)Hg2+的吸附量隨著體系pH的升高先升高，然后再下降，呈單峰曲線，土壤在體系pH為7左右時(shí)達(dá)到了最大吸附量，沉積物在pH為8時(shí)達(dá)了最大吸附量，過(guò)酸條件不利于土壤和