污染土壤中汞的形态特征及其释放的初步研究

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本文以原沈阳冶炼厂废旧厂区自然污染土壤和模拟汞污染土壤(均为草甸土)为研究对象,采用连续浸提形态分析法对土壤中汞的赋存形态进行了分析,共分为水溶态汞,交换态汞,碳酸盐、铁锰氧化物及部分有机态汞,腐殖酸结合或络合态汞,易氧化降解有机质结合态汞,难氧化降解有机质及某些硫化物结合态汞和残渣态或晶格态汞等七种形态,并采用一次平衡法对其潜在毒性进行了研究,分析研究得出以下主要结论:1.供试土壤中汞的形态分布存在很大差异。其中水溶态汞含量均很低,最高为模拟污染土壤中占到总量的0.50%,明显高于自然污染土壤;交换态汞以模拟污染土壤和pH较低的制酸车间土壤中最高,分别占总量的25.63%和19.99%;碳酸盐、铁锰氧化物及部分有机态汞以制酸车间土壤中最高,占到总量的20.33%;腐殖酸结合或络合态汞以模拟污染土壤和制酸车间土壤中最高,均超过总量的10%;而易氧化降解有机质结合态汞则以废水排污口土壤中最高,占总量的43.06%,其次是模拟污染土壤,占总量的35.47%;难氧化降解有机质及某些硫化物结合态汞以试验田土壤(对照)中所占比例最高为14.81%;残渣态或晶格态汞以原料库区土壤和生产车间土壤中所占比例最高,占总量的87.04%和87.66%,而以模拟污染土壤中最低,只占总量的18.28%。2.在10~2000 mmol·L-1浓度范围内SO42-、Cl-、Na+和Ca2+对污染土壤汞的释放量均随离子浓度的增大而增大;CO32-、OH-则没有表现出这一规律。同一离子对不同土壤汞的释放量并不与汞全量成正相关关系。同一无机离子在相同浓度条件下,对模拟污染土壤的释放量要明显高于自然污染土壤。3.从不同离子的释放特征曲线来看,供试无机离子对污染土壤汞的释放能力(即潜在毒性)大致表现为:Cl->OH->CO32->SO42-;Ca2+>Na+。4.酸度是影响土壤汞潜在毒性的重要因素之一。随H+浓度的增大,对污染土壤汞的释放率也随之增大。5.在所有的释放实验中,以残渣态或晶格态汞为主的原料库区土壤和生产车间土壤均表现出相一致的释放特征。6.除OH-和CO32-外,实验所选用的无机离子SO42-、Cl-、Na+、Ca2+及盐酸浓度(mol·L-1)与污染土壤汞的释放量(mg·kg-1)之间的关系能很好地用多项式方程:y=ax3+bx2+cx+d加以描述,相关系数r均达到显著水平(p<0.05)。
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