土壤汞污染及其治理措施的研究

2.1 土壤向大气的释放(气迁移)

土壤汞(尤其是污染土壤的汞)释放是大气汞的一个潜在来源，而对土壤也是一个净化过程。不同来源的汞进入土壤后会通过微生物还原作用、有机质还原作用、化学还原作用及甲基汞的光致还原作用而生成单质汞。而单质汞很容易从土壤中释放出来，是土壤向大气释放汞的主要形态。近些年，国内外有不少学者用室内模拟及野外监测的方法研究了土壤甲基汞的释放。Carpi等研究表明用污泥改良的土壤向大气中释放甲基汞和无机汞的平均值分别为:12~24 pg/(m2×h)和约100 pg/(m2×h)。甲基汞的这一释放速率可能会使区域大气甲基汞浓度增加5%。近年的研究表明影响土壤挥发性汞释放通量的主要因素有土壤温度、土壤总汞含量、阳光及微生物。

2.2 径流冲刷(水迁移)

径流流经土壤时，对土壤的侵蚀作用，可带走土壤中的汞，Balogh等[18]研究了不同流域特征(土壤性质、土地利用类型等)对汞的水迁移的影响。森林土壤有一小部分汞(<0.02%)与甲基汞(<0.2%)可通过径流进入地表水，它主要受溶解有机碳(DOC)的影响，虽然土壤汞和甲基汞的流失只占土壤总汞及甲基汞的一小部分，但却是偏远湖泊中总汞和甲基汞的一种重要来源。

2.3 植物吸收(生物迁移)

大量的研究证明，汞在作物体内的富集随土壤污染程度的增加而增加。植物可以吸收大气中的汞，也可以吸收土壤中的汞;当其源于土壤汞时，则植物根汞高于植物地上部汞。Godbold研究了汞对冷杉幼苗根部生长的限制。

3 土壤汞污染治理现状

3.1 施用抑制剂

土壤中可给态汞可以被作物吸收利用，而固定态汞则不能被作物吸收，但两者在一定条件下可互相转化，因此对土壤中可给态汞含量进行调节和控制，使其转化成难溶性的汞化合物固定于土壤中而不易被作物吸收。通常的调节方法是增加抑制剂，如有机肥料、过磷酸钙和碳酸钙。最近Meng等报道了用旧轮胎橡胶可固化污染土壤中的2价汞，用乙酸浸提经旧轮胎橡胶固化的土壤，沥滤液中汞的浓度可从未处理的3500 mg/kg降至34 mg/kg。这样可以抑制土壤汞进入植物。

以上施用各种抑制剂的确能减少土壤汞对作物的危害，但土壤汞没得到彻底治理。

3.2 生物修复

目前，运用生物方法，固定或消除汞污染的原位生物修复技术在发达国家已引起广泛的重视。研究表明，纸皮桦、加拿大杨、红树等对土壤中

汞的吸收及储存能力强。对Hg污染的稻田改种苎麻，可使土壤中的汞年净化率较种植水稻的提高8倍，而且当土壤汞含量小于130 mg/kg时，苎麻的产量和质量不会受到影响[27]。这一技术不仅可以大量去除土壤汞，还可美化环境，并且还能带来一定的经济效益。它将是今后治理土壤汞及其它重金属污染的最有前景的一种方法。

4 土壤汞的分析方法

4.1 土壤中不同形态汞的分析方法

进入土壤中的汞易与土壤组分发生吸附、络合、沉淀反应，形成稳定性不同的形态。不同的形态在土壤中的活性不同，目前关于土壤汞的形态研究较多，常用方法有连续浸提法和热解法。

连续浸提法是分析土壤和底泥中汞赋存形态的常用方法，它一般可将土壤中汞的形态分为水溶态或可交换态、酸溶态、腐殖酸结合态、难溶有机态或硫化汞、残留态。该方法程序繁锁，且样品易受污染，但能提供各形态汞的信息。不过最近的研究表明，对不同形态汞浸提受有机质的量和缓冲碳的影响，每一步浸提对特定形态汞的浸提不完全;Harald对每一步浸提后的残渣再用热解法测定，结果发现在残渣中仍然有前几步已浸提的形态。热解技术早在1904年就已用于测定辰矿中的总汞及用于地球化学探矿中，它能快速地测定土壤及矿物中的总汞，后来，这一技术渐渐用于形态分析，其原理是不同形态的汞在不同的温度范围内释放。该方法迅速简便，但与化学浸提法相比，它只能判断主要的汞形态。

另外，热解法对某一形态的测定均受汞结合形式(尤其是矿物结合态汞)的结晶类型、陈化程度等的影响而不能有效判断各形态或计算该形态占土壤总汞的比例大小。比如矿物硫化汞热解温度在500 ℃以上，而人工合成的硫化汞热解温度仅为200~300 ℃。不过它具有快速、适用于低含汞量样品的测定。随着仪器和方法的进一步完善，该方法将会比连续浸提法更多地应用于土壤及沉积物中汞形态的测定，从而重新受到重视。

4.2 土壤挥发性汞释放通量的测定方法

目前研究土壤向大气释放挥发性汞释放通量的主要方法有：室内模拟研究、野外现场监测及理论计算。70年代，Rogers等就用室内模拟方法研究了土壤挥发性汞释放的因素。国内袁兰和李华斌等人在室内模拟了土壤甲基汞的释放速率。通量箱技术是目前最常用而又可行的野外现场监测方法，它可以获得在动态环境下土壤挥发性汞释放通量，能比较客观地反映土壤挥发性汞释放过程的时空变化规律。虽然其存在一定的空白、改变了测定点的状态而使其测定量值与真实值之间存在一定的误差，但它易于携带及操作而成为目前土壤挥发性汞释放通量的最常用方法。理论计算常用的方法是微气象梯度法，这一方法由于土壤表面不受通量箱法“进气”的干扰，可以提供一个理想的平均通量;但该方法需同时测定其它参数，而导致操作难度大。