膠州灣河口區(qū)沉積物汞的釋放研究.pdf

1、汞是一種全球性污染物，具有很高的毒性，易在環(huán)境中發(fā)生甲基化，并在生物體內(nèi)累積、放大，危害生態(tài)系統(tǒng)健康，環(huán)境汞污染問題自20世紀(jì)50年代日本“水俁病”事件以來，一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。汞及其化合物污染范圍廣，危害大，難治理，一個(gè)重要的原因就是汞在環(huán)境中易發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，汞在土壤-大氣、水體-大氣和植物-大氣等介質(zhì)之間的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律已經(jīng)有了較多的研究，本文則以膠州灣海泊河口和李村河口為例，研究了其沉積物中的汞在不同環(huán)境條件下向水體

2、和大氣的釋放特征。 膠州灣是一個(gè)半封閉的海域，其東部的海泊河口和李村河口污染尤為嚴(yán)重，沉積物中汞的含量分別高達(dá)5.62μg/g和2.92μg/g。pH值、溫度、沉積物厚度以及光照等多種環(huán)境因素均會(huì)影響汞向上覆水的釋放。當(dāng)pH<7時(shí)，沉積物一海水汞的釋放速率、最大釋放量和最大釋放率均隨pH值的升高而降低，當(dāng)pH>7時(shí)，則隨pH值的升高而升高；汞的釋放隨著海水溫度的升高而增強(qiáng)；對(duì)上覆水影響較大的是較薄的表層沉積物，測(cè)定的海泊河口和

3、李村河口沉積物的有效厚度分別為3.0cm和2.5cm左右，在有效厚度范圍內(nèi)，汞向上覆水的釋放速率和釋放量隨沉積物厚度的增加而增加，汞的釋放率隨沉積物厚度的增加而降低；光照下沉積物中的汞向海水的釋放量大于遮光下。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在模擬條件下汞向上覆水的釋放趨于平衡時(shí)，上覆水汞含量一般可增加幾個(gè)μg／L，對(duì)海水水質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。 汞的釋放動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)與常用模型的擬合結(jié)果表明，除動(dòng)力學(xué)一級(jí)方程外，雙常數(shù)方程、Elovish方程、拋物線擴(kuò)

4、散方程、Ho的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Ho的二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程都能夠很好的描述汞的釋放動(dòng)力學(xué)過程，在0.05水平上顯著相關(guān)，其中與Ho的二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合的結(jié)果最好，在0.01水平上顯著相關(guān)。 落潮時(shí)光照下河口沉積物中的汞會(huì)快速釋放到大氣中，其釋放通量一天之中遵循先升高后降低的規(guī)律，在正午左右達(dá)到最大值。光照8h后，海泊河口和李村河口沉積物汞的釋放率夏季分別為58.3％和52.4％，冬季分別為18.5％和27.1％，汞的平均釋放通量夏季分

5、別為1300μg/(m<'2>·h)和900μg/(m<'2>·h)，冬季分別為613μg/m<'2>·h)和466μg/(m<'2>·h)，夏季高于冬季。 通過對(duì)光照前后沉積物中汞的形態(tài)的分析表明，光照下沉積物中的水溶態(tài)、交換態(tài)汞有小幅度的增加，而酸溶態(tài)汞、有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)汞和惰性汞均有較大幅度的降低，其釋放率以有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)汞最大，惰性汞最小。因此不同形態(tài)的汞在光照下向大氣的釋放有很大的差異，以有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)汞的貢獻(xiàn)最大。

6、 汞的釋放通量與大氣溫度和沉積物溫度的關(guān)系符合Arrhenius方程，它們均呈較強(qiáng)的指數(shù)正相關(guān)關(guān)系，汞的釋放通量與光照強(qiáng)度也呈較強(qiáng)的指數(shù)正相關(guān)關(guān)系(p<0.05)，而與大氣相對(duì)濕度呈較強(qiáng)的指數(shù)負(fù)相關(guān)關(guān)系(p<0.05)。 河口沉積物中的汞能夠不斷的向上覆海水釋放，影響潮間帶的海水水質(zhì)，而光照下其中的汞快速向大氣釋放，危害生態(tài)系統(tǒng)，汞的釋放速度受各種環(huán)境條件的影響，本研究對(duì)于航道、河口、疏浚沉積物中汞的歸宿的研究具有重要的參考