贵州极端气候条件下公路铺洒工业盐对高背景值Hg,Cd在土壤中迁移行为的影响

2008年，在我国南方发生严重雨雪冰冻灾害 ，贵州省内铜仁、黔东南、黔南三个地区道路受灾最为严重，在三个地区施用7775吨工业盐融雪而导致高浓度NaCl进入道路周围的土壤环境。同时上述三地区土壤中的Hg和Cd一直具有较高的背景值，大都处于临界或超标状态，容易因土壤性质改变而富集导致污染。.项目在研究以上三个地区Hg和Cd分布的基础上，开展黄壤中Cd的有效态研究和采用通量箱法（Flux Chamber）测定汞的流通量。结合道路铺洒融雪剂情况，分析高浓度Na+和Cl- 进入土壤后，对上述三地区366.6公里内公路沿线周围土壤中Hg、Cd迁移行为的作用机制和规律，为评价此次重大环境效应事件影的响提供科学依据。

研究针对近年来贵州地区不断发生雪凝灾害天气，为保障正常交通散撒融雪剂的条件下，在高背景汞、镉地区开展融雪剂NaCl对土壤中Hg、Cd的影响研究。完成了土壤化学吸附/解吸试验研究：在NaCl作用下，Hg2+、Cd2+在土壤中的吸附能力降低，解吸率增加；从动力学角度分析，汞的瞬间吸附速率和平均吸附速率都有所提高，而对镉的作用效果不明显，由于NaCl的作用使Hg2+、Cd2+离子迁移速率加快，此结论得到GEO-STUDIO软件数值模拟的验证；从土壤溶液平衡关系出发解释了具有强亲和力的基团（如Cl-、OH-、NH3、F-、SO42-、NO3-）与Hg2+形成高溶解度的化合物，从而提高汞化合物的溶解度。Cl-对Hg2+是最易移动和常见的结合试剂，Cl-对Hg2+有很强的亲和力。Cl-存在会形成HgCl2等，因此土壤矿物吸收Hg较吸收其它重金属（Cd、Cr、Pb）量少，减少Hg吸附量；土壤-大气界面汞的交换通量研究：自然光照条件下土壤-大气界面汞交换通量为103.5ng•m-2•h-1-15.5 ng•m-2•h-1。土壤样品总汞背景值较高的样品表现较高的土壤-大气界面土壤汞交换通量，汞交换通量随时间也呈现一定规律变化，在中午11点-14点期间汞交换通量通常达到较高的峰值。施加氯化钠后土壤-大气界面土壤汞交换通量呈现了下降的趋势，但不同浓度的氯化钠对汞交换通量的影响不大。贵阳郊区低温现场试验表明，施加氯化钠后土壤-大气界面土壤汞交换通量呈现降低的趋势，与实验室内实验结果一致。而镉有效态试验结果显示经NaCl淋滤后，有效态并无太大变化。.课题完成了合同书的主要内容，结合贵州特殊自然条件：贵州独有的高Hg、Cd背景地区，也是世界上特有的喀斯特连续地带，地形破碎，土层瘠薄，生态环境非常脆弱。但在自然补给雨水的状况下，散撒有限的融雪剂，在高汞背景地区则可适当抑制汞流通；而对于高镉背景地区，融雪剂虽能促进镉的迁移，但由数值模拟得出十年时间镉溶质峰迁移的距离不足1m。由此可以得出，通过课题3年时间研究的结论证实了在雪凝天气下，贵州省高速公路上施用融雪剂对周围环境产生的次生灾害作用影响甚微。