富营化水体沉积物中汞的甲基化/去甲基化机理研究

Sediment is a main site for mercury methylation in aquatic system. Organic matter input would effect on mercury species, bioavailability, microbes, pH, redox potential and sulfur species in sediment, finally change net methylation rate and mercury transformation and transportation. Eutrophicaiton of aquatic system leads to the increasing of organic matter and mercury methylation risk in sediment, gradually. The mechanism and degree of risk are not well known. .In this study, according to the difference of organic matter sources, the methylaion/demethylation rate, metabolic activity of microbes, mercury species and organic matter will be researched in sediment of 4 eutrophic aquatic systems using single mercury isotope spike technology. This project aims to understand well and master the mercury methylation/demethylation mechanism in sediment of eutrophic aquatic systems, and estimate and predict mercury methylation risk in eutrophic aquatic systems.

沉积物是水环境中汞甲基化的主要场所。水环境中有机质的增加会改变汞的赋存状态、生物有效性、微生物群落、pH值、氧化还原电位及硫的存在形态，并最终影响汞的净甲基化率和迁移转化。水体富营养化导致沉积物中有机质逐年增加，使甲基化风险日益严峻，但其具体影响的机理和影响程度并不清楚。.本研究拟采用单一汞同位素加入法，对贵州省境内4个不同有机质输入来源的水体沉积物进行甲基化/去甲基化机理研究，测定其沉积物的甲基化速率、微生物活度、汞的赋存状态和含量、有机质的组成和结构等相关参数，以了解和掌握水体富营养化过程对沉积物中汞的甲基化/去甲基化机理,评估和预测水体富营养化带来的甲基化风险。

研究区域选取三个不同有机质来源的富营养化水体进行对比研究，实验通过测定沉积物汞甲基化最活跃的表层10cm深度的沉积物及其孔隙水进行样品的采集和分析，主要分析测定不同形态汞的含量和空间分布、有机质的种类和空间分布，以及微生物活性的分布，我们的结果发现：有机质含量最高的草海，其甲基汞的绝对含量及甲基化潜力（%MeHg均值小于0.5%）都低于内源有机质为主的乌江渡和红枫湖（%MeHg均值高于0.5%）。这表明，即使有机质的绝对含量很高的草海（OM为10-50%），陆源有机质、中性偏碱的水体及相对好氧的环境并不易于汞的甲基化。而厌氧的内源有机质输入为主的水体红枫湖和乌江渡，尽管有机质含量低于10%，但仍然更利于汞的甲基化，特别是有新鲜有机质输入的乌江渡。