喀斯特地區土壤汞的遷移及轉化研究取得進展

高汞背景的喀斯特生態系統是全球汞的生物地球化學迴圈的重要組成部分。我國西南喀斯特地區位於全球汞礦化帶上，是我國汞礦資源最豐富的地區，也是我國“西南大面積低溫成礦域”的一部分，貴州省是我國最主要的汞資源基地。此外，汞是大量出露的低溫熱液礦床的重要伴生元素，汞和其它礦產資源的開採冶煉向地表環境釋放了大量的汞。由於較高汞的地球化學背景，我國西南喀斯特地區表層土壤和深層土壤汞含量高於其他地區3-5倍。高汞地質背景驅動了高強度汞的地球化學迴圈。我國西南喀斯特地區是全球最大的喀斯特集中連片區之一，貴州省位於西南喀斯特的中心地帶，地表生態系統脆弱，地下岩溶結構高度發達，土壤汞的遷移和轉化可能影響高汞背景喀斯特地區地下水的質量。

中國科學院地球化學研究所科研人員在該研究中分析了回龍和陳旗兩個喀斯特小流域土壤汞的垂直遷移及轉化，前者位於汞礦區附近，代表高汞背景區，後者代表區域低汞背景區。結果表明，回龍小流域土壤汞庫高達44。4±4。2 g m-2，而陳旗流域為0。17±0。02 g m-2。X射線吸收近邊結構結果表明，在土壤形成過程中，硫化汞作為汞礦石的主要礦物逐漸向其他礦物型別轉變，汞的原生礦物在土壤中的緩慢轉化可能對地下水汙染具有重要影響。隨著土壤深度的增加，有機結合態汞所佔比例降低，離子態汞所佔比例增加。回龍下流域農田土壤有機結合態汞佔總汞的比例隨土壤深度（10-160 cm）從44。0%下降到20。3%，林地土壤有機結合態汞佔總汞的比例從39。3%下降到34。5%，離子態汞的比例隨土壤深度而增加，農田土壤離子態汞佔總汞的比例從4。2%上升到10。7%，林地土壤離子態汞佔總汞的比例從6。7%上升到11。6%。離子汞隨土壤深度增加的趨勢表明，在高汞背景的喀斯特地區，土壤汞進入地下水的風險增加。汞同位素源解析的結果表明，研究區小流域地下水中超過80%的汞來自於土壤汞的輸入。因此，高汞背景區土壤汞汙染的治理和修復不應只關注土壤表層，還應對土壤汞可能向地下水遷移的情況進行必要的監測並提出相應的對策。

上述研究成果發表在環境科學與水研究領域期刊Water Research上。該研究得到國家自然科學基金專案和中科院戰略重點研究計劃的資助。

喀斯特小流域土壤剖面汞的遷移及轉化

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【來源：中科院之聲】

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