大九湖泥炭藓沼泽湿地沉积物中甲基汞的产生与形成机制

Methylmercury (MeHg) production in wetland is not only an important part of mercury (Hg) biogeochemistry cycle, but also a hot spot in Hg environmental geochemistry field. Sphagnum moss wetland in Dajiuhu is a typical ombrotrophic bog and one of water sources of the middle line of the South-to-north water transfer project. However, high concentrations and production ratios of MeHg has been found in this wetland. To explain this phenomenon, it will be studied in this project, including distribution, transportation and transformation of MeHg in sediment-water-air-sphagnum moss of the wetland; Hg sources and Hg transformation\transportation in wetland and the contribution of atmospheric deposition and sphagnum moss to sediment MeHg using Hg stable isotope technique, the contribution of water and porewater to sediment MeHg, and the influence of impact factors controlling sediment MeHg with DGT technique. The aim of this project is to understand the sources and formation mechanism of MeHg in sediment of sphagnum moss wetland in Dajiuhu. This project will help us to accurate assessment ecological risk of mercury in wetland and protect water source. In addition, it will also help us to understand in depth environmental geochemistry of mercury from atmospheric deposition, and to comprehensively know mercury biogeochemistry cycles.

湿地甲基汞的产生是汞生物地球化学循环的重要环节，也是汞的环境地球化学领域研究的热点和重点。作为南水北调中线工程水源地之一，大九湖泥炭藓沼泽是典型的雨养型湿地，但其沉积物中甲基汞具有高含量和高产率现象。本项目拟通过对大九湖泥炭藓湿地“沉积物-水体-大气-泥炭藓系统”甲基汞的时空分布和迁移转化进行研究，采用汞同位素技术示踪湿地汞的来源和迁移转化，分析大气沉降和泥炭藓对沉积物甲基汞的贡献；结合DGT技术研究水体和孔隙水对沉积物甲基汞的贡献，以及影响沉积物中甲基汞产生的主要因素，最终弄清大九湖泥炭藓湿地甲基汞的产生和形成机制，为有效控制泥炭藓湿地甲基汞的产生，减少湿地甲基汞风险，保护水源地提供理论依据。此外通过此项研究有助于深入理解主要由大气沉降影响下的汞的环境地球化学演化特征，全面认识汞的生物地球化学循环。

湿地作为“地球之肾”对环境中无机汞和甲基汞起到“汇”和“源”的作用。湿地汞的地球化学行为是汞环境地球化学领域研究的热点和重点。作为南水北调中线工程水源地之一，大九湖泥炭藓沼泽其独特的湿地环境有利于汞的形态转化与迁移。本研究主要通过分析2015-2017年大九湖泥炭藓湿地中泥炭土、孔隙水、植被、雨水、地表径流中总汞和甲基汞的含量特征、迁移过程以及影响因素，研究大九湖湿地“大气-泥炭藓-水体-泥炭土”系统中总汞和甲基汞的时空分布和迁移转化，旨在弄清大九湖泥炭藓湿地汞的环境地球化学行为；本研究表明，泥炭土中总汞、甲基汞含量水平方向上存在高值区和低值区。在垂向分布上，泥炭土中总汞和甲基汞均呈现先升高后下降趋势。夏季泥炭土甲基汞含量高于春季。甲基汞产率在不同介质中的大小为泥炭土＜雨水＜金发藓＜泥炭藓＜孔隙水。泥炭土-孔隙水界面是甲基汞产生的主要位置。汞的赋存形态为影响泥炭地甲基汞产率的主要因素。硫酸还原菌和产甲烷菌是影响大九湖甲基汞含量和产率的主要微生物。输入输出模型估算表明，大九湖泥炭沼泽湿地对总汞甲基汞的“源”的作用大于其“汇”的作用。这一研究，为有效控制泥炭湿地汞的迁移与转化，减少汞污染风险，保护水源地提供理论依据。