汞在三峡水库消落带中的转化与释放特征及其生态效应

水库是典型的汞敏感生态系统，被淹没土壤是水库鱼体甲基汞增高的重要来源。三峡水库是是举世瞩目的特大型水库，淹没的陆地面积大，淹没区土壤汞含量较高，三峡水库汞环境地球化学行为及其生态效应的研究至关重要。本项目针对目前在三峡水库汞活化效应及其机制方面研究的不足，选择三峡水库分布面积大，成库后将长期处于干湿交替的变换过程，pH、Eh、电导率、微生物、有机质等性质变化活跃的消落带土壤为研究对象，采用现场调查采样分析与室内模拟实验研究相结合的方法，对三峡水库消落带土壤汞赋存形态及甲基汞动态变化规律，消落带土壤汞的转化规律与机制，汞在消落带土-水界面的释放特征、生物富集与生态效应进行系统研究。结果可为探讨三峡水库蓄水运行后可能引起的汞活化效应及其带来的生态环境问题提供科学依据。

本项目以三峡水库成库后形成的消落带为研究对象，以三峡水库消落带土壤汞赋存形态及甲基汞动态变化规律，汞在消落带土-水界面的释放特征、生物富集与生态效应为研究内容，系统研究了汞在消落带的环境化学行为。经过三年的野外调查与室内模拟研究，完成了既定目标任务。在库区14个区县采集了消落带土壤样品474个，发现土壤汞平均含量为0.0839mg/kg，最高含量达0.494mg/kg。消落带土壤汞各赋存形态所占比例与库区周边土壤差异不大，但土壤淹水后水溶态汞所占比例明显增高。土壤（沉积物）甲基汞含量变化范围为0.013-0.50g/kg之间，消落带土壤在淹水后，甲基汞含量均呈上升趋势，在退水落干期，表现为前5天仍呈上升趋势，但之后逐渐下降。三峡水库水体汞及甲基汞含量处于国内外报道的水体汞含量中等水平，变化趋势表现为泄洪期（4-9月）明显高于蓄水期（10-3月），其原因是泄洪期雨量充沛，使水体颗粒态汞含量明显增高，说明面源污染是水体汞的重要来源。紫外光能促进水体汞的光还原和甲基汞的降解，是水体汞去除的一个重要途径。模拟研究显示，消落带土壤对上覆水体汞及甲基汞的贡献率较低，在0.2%以下。根据现场监测，估算了三峡库区消落带沉积物-大气界面平均汞交换通量为9.14ng/m2h，水体-大气界面平均汞交换通量为9.64ng/m2h。在三峡水库采集了101个鱼样，测得总汞和甲基汞含量（湿重）分别为：50.57±36.83 µg/kg和14.79±12.92 µg/kg，均远远低于我国和世界卫生组织规定的食用鱼汞含量限定标准。三峡水库建成蓄水后，鱼体汞及甲基汞含量并不像文献报道的那样有显著的升高，没有表现出明显的汞生态风险。