干旱绿洲区氯碱生产和燃煤发电对土壤、蔬菜中汞的分布及其迁移转化特征研究

Nowadays,the mercury polution on the oasis environment which is typical representative of arid region in Northwest China is more and more serious.This project will explore the distribution, migration and transformation mechanisms of mercury in soil and vegetable. We through scientific to set the time , system collectting and measuring the mercury in the soil and vegetable samples to study the conversion of various forms of mercury, the release of mercury and migration process in the soil and vegetable. The law of soil release flux changes with the seasons and the relationship with the various conditions of the environmental impact will be proved. Under saline-alkali soil stress and different vegetation cover conditions, the spatial and temporal distribution of the various forms of mercury and the transformation conditions will be studied. Reference or build some model, to estimate the carrying capacity of environmental mercury in soil, then analysis the characteristics and the causes of migration and transformation of mercury in arid oasis soil and vegetable, eventually to reveal the oasis regional mercury migration mechanism in soil and vegetable. This will provide a theoretical basis about mercury pollution control of oasis regional in the northwest of China.

本项目以我国西北典型的干旱区绿洲为研究环境，探究氯碱生产和燃煤发电汞源对干旱区盐碱土壤、蔬菜中汞的分布、形态的影响及其迁移转化特征。按土地使用功能区划分，以污染源为中心，采用网格布点法，科学设置采样时间和采样点，测试土壤、蔬菜中汞的赋存形态和分布，监测土壤汞的沉降和释放通量，解析主要蔬菜生长过程中汞含量与土壤、大气汞的相关性。探明干旱条件下，汞的迁移转化与各种环境条件的关系。弄清盐碱土壤胁迫下各形态汞的分布以及转化特征，测试出主要种植蔬菜不同生长阶段、不同生长部位汞的分布。借助或建立相关模型，估算土壤对汞的承载能力以及蔬菜中汞对人类健康的风险，并最终揭示干旱绿洲区域氯碱生产和燃煤发电造成的汞污染状况，为我国西北地区汞污染控制以及生态和环境建设提供理论依据。

本项目以氯碱化工和燃煤发电相对集中的玛河流域为研究对象。主要研究结论如下：.研究区域表层土壤为碱性，有机质含量低。春、夏、秋表层土壤平均汞含量分别为0.127 mg/kg，0.209 mg/kg，0.163 mg/kg，是新疆背景值的7.47倍，12.29倍，9.59倍，未超过国家土壤二级标准，夏季平均汞含量分别高出春、秋64.56%和28.22%，夏季表层土壤汞污染水平显著高于春季和秋季。春季汞污染空间分布呈现明显扩散趋势，夏季和秋季空间分布相对集中在化工园区内，主要扩散距离为化工园区周边1-2 km。土壤汞空间分布整体呈现以化工园区为中心的点—面污染格局。春、夏、秋时空分布差异性主要与土壤本身理化性质的有机质及黏土矿物成分密切相关。气象因子是造成差异性的主要外界因素，风向、风速影响汞扩散方向和距离。6种科属绿叶蔬菜汞含量显现出可循规律性，其平均含量排序为：菊科>伞形科>十字花科 >藜科>旋花科>百合科。.三种典型土壤汞的最大吸附量表现为：草甸土最大，潮土次之，灰漠土最小；最大解吸量顺序和最大吸附量顺序一致。有机质对汞吸附解吸的影响实验表明，土壤环境中有机物含量越低，土壤中汞的解吸反应越易发生。.玛河流域不同季节表层土壤汞污染对市区及农耕区域整体环境质量未造成重大影响。土壤汞污染程度春季总体表现为清洁至中度污染，夏、秋总体为清洁至严重污染，不同季节样点主要处于中度污染。.土壤总汞对蔬菜的迁移规律无明显影响，只对蔬菜根部累积影响显著，菊科、十字花科、伞形科蔬菜初步显示出强累积性。土壤形态汞对蔬菜生长具有重要作用，CaCO3-Hg、Fe2O3-Hg和MnO2-Hg等机制结合态汞在碱性土壤中表现出较低的潜在可利用性，腐殖酸-Hg对蔬菜根部汞的累积起主要作用，而可利用态汞对蔬菜汞的迁移具有显著性影响。土壤在蔬菜生长阶段既扮演了蔬菜中汞主要来源的角色，又有固定、降低土壤中汞直接对蔬菜毒害胁迫的作用，使得在一定污染范围内蔬菜能够正常生长。