胶州湾河口区沉积物汞的释放研究
汞是一种全球性污染物，具有很高的毒性，易在环境中发生甲基化，并在生物体内累积、放大，危害生态系统健康，环境汞污染问题自20世纪50年代日本“水俣病”事件以来，一直是环境科学领域的热点问题之一。汞及其化合物污染范围广，危害大，难治理，一个重要的原因就是汞在环境中易发生迁移和转化，汞在土壤-大气、水体-大气和植物-大气等介质之间的迁移转化规律已经有了较多的研究，本文则以胶州湾海泊河口和李村河口为例，研究了其沉积物中的汞在不同环境条件下向水体和大气的释放特征。
胶州湾是一个半封闭的海域，其东部的海泊河口和李村河口污染尤为严重，沉积物中汞的含量分别高达5.62μg/g和2.92μg/g。pH值、温度、沉积物厚度以及光照等多种环境因素均会影响汞向上覆水的释放。当pH<7时，沉积物一海水汞的释放速率、最大释放量和最大释放率均随pH值的升高而降低，当pH>7时，则随pH值的升高而升高；汞的释放随着海水温度的升高而增强；对上覆水影响较大的是较薄的表层沉积物，测定的海泊河口和李村河口沉积物的有效厚度分别为3.0cm和2.5cm左右，在有效厚度范围内，汞向上覆水的释放速率和释放量随沉积物厚度的增加而增加，汞的释放率随沉积物厚度的增加而降低；光照下沉积物中的汞向海水的释放量大于遮光下。实验结果表明在模拟条件下汞向上覆水的释放趋于平衡时，上覆水汞含量一般可增加几个μg／L，对海水水质产生较大的影响。
汞的释放动力学数据与常用模型的拟合结果表明，除动力学一级方程外，双常数方程、Elovish方程、抛物线扩散方程、Ho的一级动力学方程和Ho的二级动力学方程都能够很好的描述汞的释放动力学过程，在0.05水平上显著相关，其中与Ho的二级动力学方程拟合的结果最好，在0.01水平上显著相关。
落潮时光照下河口沉积物中的汞会快速释放到大气中，其释放通量一天之中遵循先升高后降低的规律，在正午左右达到最大值。光照8h后，海泊河口和李村河口沉积物汞的释放率夏季分别为58.3％和52.4％，冬季分别为18.5％和27.1％，汞的平均释放通量夏季分别为1300μg/(m<'2>·h)和900μg/(m<'2>·h)，冬季分别为613μg/m<'2>·h)和466μg/(m<'2>·h)，夏季高于冬季。
通过对光照前后沉积物中汞的形态的分析表明，光照下沉积物中的水溶态、交换态汞有小幅度的增加，而酸溶态汞、有机质结合态汞和惰性汞均有较大幅度的降低，其释放率以有机质结合态汞最大，惰性汞最小。因此不同形态的汞在光照下向大气的释放有很大的差异，以有机质结合态汞的贡献最大。
汞的释放通量与大气温度和沉积物温度的关系符合Arrhenius方程，它们均呈较强的指数正相关关系，汞的释放通量与光照强度也呈较强的指数正相关关系(p<0.05)，而与大气相对湿度呈较强的指数负相关关系(p<0.05)。
河口沉积物中的汞能够不断的向上覆海水释放，影响潮间带的海水水质，而光照下其中的汞快速向大气释放，危害生态系统，汞的释放速度受各种环境条件的影响，本研究对于航道、河口、疏浚沉积物中汞的归宿的研究具有重要的参考意义。
河口沉积物;汞释放;胶州湾
中国海洋大学
硕士
环境工程
单红仙;刘汝海
2006
中文
X55
59
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）