贵州高原水库浮游植物富集汞及甲基汞的机理研究

贵州省位于世界三大汞矿化带之一的环太平洋汞矿化带上，是我国汞污染最严重的地区之一。虽然贵州天然水体具有较高的汞负荷，但与北美和欧洲等偏远地区相比，贵州鱼体总汞及甲基汞的含量较低。甲基汞在水环境中主要通过水生食物链逐步富集。浮游植物是水生食物链中第一级也是最关键的一级。本项目以贵州省喀斯特高汞背景区不同营养状态的红枫湖和百花湖水库为研究对象，通过野外采样调查、实验室培养分析与显微镜观察相结合的方法，采用单一汞同位素加入技术，弄清不同形态的汞和甲基汞通过浮游植物在水生食物链中传递和富集的特征；探明浮游植物富集汞和甲基汞的机理，这将有助于理解高汞背景区鱼体汞含量偏低的原因，为开展汞污染水体的治理工作提供科学指导。

通过野外调查和室内模拟实验，研究包括：1）水体中汞及形态分布特征；2）浮游植物中汞及甲基汞的分布特征；3）藻类的分离培养及室内模拟浮游植物对汞的吸收和吸附特征。.（1）水体总汞(THg)浓度在1.0～22.56ng/L之间，平均为54.50 ng/L；溶解态汞(DHg)浓度0.65～4.75ng/L之间。水体甲基汞(TMeHg)浓度在0.024～0.646 ng/L之间；溶解态甲基汞(DMeHg)浓度0.011～0.221 ng/L之间，且甲基汞以溶解态甲基汞为主要存在形态。. (2)浮游植物中总汞浓度在17.32～290.20ng/g之间，平均为118.76 ng/g；甲基汞浓度在0.33～10.93ng/g之间；浮游植物对汞的生物富集系数(BCF)在0.74×104～12.26×104；对甲基汞的生物富集系数在1.24×104～44.26×104之间。.（3）藻类对汞和甲基汞的富集中，铜绿微囊藻对总汞的富集量最高，柱孢鱼腥藻富集量次之，水华束丝藻最低。藻种在总汞浓度为400ng/L条件下，铜绿微囊藻富集峰值出现最早(60min，644.73ng/g)，总汞浓度为800ng/L，铜绿微囊藻与柱孢鱼腥藻总汞富集量差距较小，铜绿微囊藻的富集量比柱孢鱼腥藻高出13%。铜绿微囊藻对甲基汞富集量峰值为685.36ng/g(120min)，pH呈碱性条件下，铜绿微囊藻对甲基汞的富集峰值达到934.23ng/g。.（4）藻类对汞和甲基汞的吸收特征均表现为DOC浓度越高，藻类对汞和甲基汞的吸收量越低。低浓度DOC促进藻类吸收总汞，高浓度DOC抑制藻类吸收总汞，三种藻类对甲基汞的吸收比例为43%-60%，表现为随吸收量的增加而增加。.（5）半胱氨酸对三种藻类的洗脱效率在70%以上，总汞的洗脱效率为67%～76%，说明半胱氨酸作为可靠的脱附剂可去除大部分藻体表面吸附的总汞和甲基汞。. 通过该项目的研究，揭示了贵州高原水库浮游植物中汞及甲基汞的分布特征及不同种类的藻类的吸收和吸附特点，为开展汞及甲基汞在食物链中的传递奠定了基础。