贵州高原百花水库消落带植物中汞的迁移转化机制研究

Water-level-fluctuating zone of reservoiris transitional between terrestrial ecosystem and aquatic ecosystem, plays a vital role in the ecological system. As a important part of the biogeochemical cycling of mercury, mercury in plants plays an vital role in controlling the existencc and development of other species in the ecosystem. According to the study of the migration, transformation mercury and methylmercury by using the Hg isotope. We can understand comprehensively the distribution characteristics, enrichment characteristics and factors of mercury and methylmercury in water-level-fluctuating zone plants in different vegetative organs (root, stem, leaf) and the mechanism of migration, transformation of mercury and methylmercury in the main dominant species water-level-fluctuating zone plants at Baihua Reservoir. This study will be of great importantance to understand the sources and geochemical cycling of Hg and to direct pollution control policy at Water-level-fluctuating zone of reservoir. On one hand, it will enrich the contents of the biogeochemical processes of mercury and methylmercury in the special ecosystem ,on the other hand, it is very of significance for theoretical guidance and technical support at the mercury pollution ecological restoration.

水库消落带是带上陆地系统与带下水生系统之间的过渡性生态系统，起着承上启下的关键作用。植物中汞的环境过程是汞生物地球化学循环过程的重要组成部分，且与整个生态系统中各物种的生存和发展密切相关。采用汞同位素技术，对百花水库消落带常见植物中汞及甲基汞的吸收、迁移转化规律的研究，全面了解消落带植物不同营养器官（根、茎、叶）汞及甲基汞的分布特征、富集特点，汞及甲基汞在主要优势种消落带植物虉草(Phalaris arundinacea)等中的迁移转化规律及影响因素。通过该项目的研究对了解汞的地球化学循环和污染防止具有重要的科学和现实意义，一方面为典型生态系统中环境汞污染风险进行全面评估提供有用的基础数据；另一方面，能够为含汞污染较高的区域开展汞的生态修复提供理论指导和技术支撑。

.以贵州高原百花水库为主要研究对象，掌握百花水库消落带土壤中、常见消落带植物中汞及甲基汞分布特征，以及汞在消落带植物中的吸收、迁移转化规律的研究，全面了解消落带常见优势植物不同营养器官（根、茎、叶）汞及甲基汞的分布特征、富集特点，汞及甲基汞在主要优势种消落带植物虉草等中的迁移转化规律及影响因素，并利用筛选出的既适合消落带生态修复又适合汞的生物富集的植物开展消落带生态修复。.(1)消落带土壤总汞浓度在67.9~796.8μg/kg之间，甲基汞浓度范围为0.183~31.268μg/kg，处于中等污染水平。.(2)消落带土壤汞形态以有机络合态、强结合态、硫化物结合态为主，水溶态和酸溶态汞比例较低，结果表明百花水库消落带土壤汞具有较高污染风险，应当引起重视。.(3)百花水库消落带植物叶部总汞浓度范围为6.6~160.1μg/kg，茎部总汞浓度范围为10.0~112.1μg/kg，根部总汞浓度范围为11.2~117.8μg/kg。叶部甲基汞浓度范围为0.199~0.861μg/kg，茎部总汞浓度范围为0.176~0.950 μg/kg，根部总汞浓度范围为0.154~0.867μg/kg。与其它天然或汞矿区相比，百花水库消落带植物体内总汞和甲基汞浓度均处于中等水平。. (4)基于总汞和甲基汞生物富集系数，筛选出龙葵、车前草、地果、加拿大飞蓬、荔枝草、黄花蒿、苎麻和茵陈蒿共8种植物用于土壤总汞植物生态修复。车前草可用于土壤甲基汞生态修复。龙葵和车前草可以成为土壤汞和甲基汞生态修复的先锋植物。.(5)所检测消落带植物中的总汞的浓度在11~165 ng/g 之间; 甲基汞浓度在 0.15 ~ 1.6 ng/g. 最高浓度THg (165 ng/g）和甲基汞 (1.6 ng/g) 存在于虉草的地下部分, 而最低浓度的 THg (11 ng/g) 和甲基汞 (0.15 ng/g) 在艾蒿的地下部分。.(6)消落带植物的总汞的富集系数介乎0.037~0.63之间，甲基汞的总富集系数介乎0.083~1.2之间。