土壤中的汞交换.pdfVIP

汞问题已经引起各国之间极大关注!不同领域的科学家对汞及其化合物的环

境地球物理，环境地球化学研究给予高度的重视。随着近年来经济的快速发展，

我国已成为全球人为活动向大气排汞最多的国家之一，这已引起了国际社会的广

泛关注。但是目前关于我国人为活动向大气的排汞量的估算误差很大，同时对我

国自然过程向大气的排汞量还认识不清。这对我国将来开展汞的环境外交谈判极

其不利。另一方面，目前在北美和北欧普遍出现偏远地区陆地水生生态系统鱼体

汞含量升高的现象，我国如此大量向环境排汞，是否也会出现类似的水生生态系

统汞污染的问题还不清楚。西方一些政客开始指责中国的环境汞污染问题，一方

面他们指责我国排放的汞对北美和北欧的环境产生影响，另一方面，他们认为我

国排放的汞造成我国水产品的严重汞污染。

汞在水生生态系统中的迁移，转化，分布与行为是目前研究的最为全面的，

也是过去几十年来汞污染的研究重点。最近十几年来，人们发现汞可通过大气环

流而发生距离传输污染的特点，因而特别关注大气汞的库存量及其输入与输出通

量。据估计，全球每年输入到大气中汞的量约为6000～7500t，其中：人为释汞

约占2/3;自然释汞约占1/3。对于人为散发进入大气的汞量，可通过列出排放清

单及研究排放因子加以客观的评估；但对汞的自然释放量的估算，特别是汞在环

境界面间的释放通量的评估还处于起步阶段，而有关土-气界面汞交换特征的研

究，由于土壤类型、环境条件等的差异，使其成为这方面研究的重点和难点。

大气汞的形态与循环转化

大气环境中汞的存在形式主要有单质汞、二价汞及其化合物、有机汞（主要

是二甲基汞）和颗粒态结合汞，其中：单质汞是主要形态，占总汞量的90%以上；

2+

气态Hg约占总气态汞的3%，而颗粒态汞只占总气态汞的0.3%～0.9%，通过沉

降进入各圈层，参与各圈层循环。

大气中汞的化合形态和化学转化对汞的沉降机制和全球汞循环有重要的影

响，所有形态的汞都经历着进入大气、转化并最终输出大气的循环过程。Hg0在

大气中长时间停留和能够长距离的传输，是造成全球汞污染的一个重要因素。事

实上，大多数汞沉降是氧化态（Hg2+）形式，进入大气环境的Hg0在水、气和固

相中都有可能与大气中的氧化剂如O、O、NO、HO、和卤族元素等发生氧化反

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应，形成二价汞而被雨水冲刷，通过干湿沉降返回地面，结束大气循环。同时二

价汞又可以被亚硫酸盐等还原成Hg0，直接进入大气的二价无机汞化合物因为能

2+

溶解于水而迅速沉降下来。研究认为，大气中的光化学过程可能是Hg的重要来

源，而大气水的存在加速了Hg0的氧化。与Hg0相比，Hg2+在大气中的停留时间

2+

较短，因为Hg有较高的活性，并趋于溶解在大气的水中和吸附在雨滴颗粒表面，

在沉降过程中比Hg0快。而且由于季节变化造成汞的化学变化不同，Hg2+沉降速

1+1+

度会因季节而改变。Hg在大气环境条件很难存在已得到实验证实，因为Hg可

能发生歧化反应生成Hg0和Hg2+，特别是当大气中有配位体存在时，这个反应更

加迅速。汞的大气化学转化目前只是实验室条件下的模拟，实际的转化过程要复

杂得多，就汞从大气中去除而言，汞的液相转化可能比气相转化更加重要。

大气汞的沉降

大气汞的沉降就是各种形态的汞从大气中去除的过程，就是一个十分复杂的

物理、化学过程。汞的大气的沉降包括两个过程，哪种沉降占主要作用依据于不

同形态汞的浓度与参与沉降过程的其他大气组分（如气溶胶、O）存在情况，以

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及地表类型等。当大气中二价汞或颗粒态汞的浓度大于100pg/m，干湿沉降都是

主要的去除形式，当二价汞和颗粒态汞的浓度较低时，大气汞的湿沉降主要依赖

Hg0在气相或液相中的氧化，在森林覆盖地区，