环保
土壤中汞存形态及迁移转化规律
1.汞的污染来源
汞环境污染的来源有天然释放和人为两个方面。汞的自然来源较人为因素复杂, 主要包括火山与地热活动; 土壤、自然水体、植物表面的蒸腾作用; 森林火灾; 岩石风化等。 
据估计全球每年至少有8000t的汞从岩石中释放, 其中一部分进入土壤而使局部地区土壤含汞量较高。这种自然因素引起的汞污染通常占到汞排放总量的1/4;从局部来看, 汞的人为污染是主导因素。汞污染的人为来源主要有: ①采矿、运输和加工含汞的矿石。②排放工业废水进入江河湖海: 由电池制造业、控制设备业、纸浆造纸业、氯碱化工厂、汞合金和催化剂产生的汞废弃物污染相当严重。 
据统计, 目前全世界每年开采应用的汞量约为1×104t以上, 其中绝大部分最终以三废形式进入环境:①燃料、纸和固体废弃物的燃烧。②农业耕作中不合理地施用含汞肥料和农药, 以及污水灌溉熔炉的排放。③实验室
2 汞对人类健康的危害 
 汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在, 它们可以通过多种形式进入人体内, 并产生极大危害。重金属汞进入人体主要有3种方式: ①以蒸气形式经呼吸道进入人体, 这部分占人体汞吸入量的80%左右。②沿食物链通过消化系统被人体吸收, 这部分量极少, 可以忽略不计。③由化妆品携带通过皮肤进入人体。进入人体的汞对人体生理机能产生影响。无机汞化合物(如氯化汞)可通过胃肠道吸收, 对消化道和肾脏产生危害。微量汞累积还将直接导致心脏、甲状腺、肝、肾等发生病变, 甚至导致神经系 统紊乱及慢性汞中毒。相对而言, 有机汞较金属汞和无机汞更易被消化系统吸收。 
土壤中的有机汞可通过陆生或水生食物链进入人体。甲基汞(CH3Hg+)是有机汞的主要形式。甲基汞侵入人体, 可破坏细胞基本功能与代谢, 破坏肝脏细胞的解毒作用, 损害肝脏合成蛋白质的功能, 引起肾功能衰竭。汞对人类健康造成极大危害, 是因为Hg2+具有高度亲电子性, 对体内含有硫、氧、氮等电子供体的基团如巯基、羰基、羧基、羟基、氨基、磷酰基等均具很强的攻击力。上述基团均是体内最重要的活性基团, 与Hg2+共价结合后即失去活性, 而对机体生理生化功能产生巨大影响。
3.汞在土壤中的形态 
土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机结合态汞和有机结合态汞。按结合方式分为可溶态, 非专性吸附态, 专性吸附态, 螯合态和沉淀态。按TESSIER的连续提取分离法分为水溶态、交换态(碳酸盐结合态)、铁锰氧化态、有机结合态和残渣态。在许多含汞土壤中, 汞主要以HgO或HgS无机形式存在, 土壤中具有致命毒性的汞形态是形态分析的重点。
4.土壤中汞的迁移转化 
土壤中的汞可以0, +1, +2价存在。在正常的土壤Eh和pH范围内, 汞以零价(单质汞)存在于土壤中。在适宜的土壤Eh和pH下, 汞的3种价态间可相互转化。当土壤处于还原条件时, 汞以单质形态存在
5.土壤汞迁移转化影响因素 
汞在土壤环境中的迁移转化, 是汞自身化学性质和土壤环境因素共同作用的结果。影响汞迁移转化的因素很多, 从大的方面来讲, 有吸附、络合和甲基化作用, 而其中又有诸多因素影响它们的作用效果。
6.土壤胶体对汞的吸附  
土壤中的各类胶体对汞均有强烈的吸附作用。土壤胶体对汞的吸附受土壤胶体性质、pH值、有机质的共同影响。如: Hg2+、Hg2+2 可被带负电荷的胶体吸附;HgCl2等可被带正电荷的胶体吸附。这种吸附作用是使汞从被污染的水体中转入土壤固相的最重要途径之一。 
pH值可通过影响汞在土壤的形态和稳定性, 影响汞在粘土矿物和有机质上的吸附, 进而影响土壤中汞的迁移转化反应。在酸性条件下, 土壤对Hg2+吸附量较大。pH3~5范围内, 随pH升高, Hg的氢氧化物形式(HgOH+, HgOHCl,Hg(OH)2)的含量呈指数高, 但pH继续升高(超过5)时, Hg2+吸附量却会降低。有机质的存在可能促进土壤对汞的吸附。 
研究认为有机土壤较矿质土壤含有更多的汞, 森林土壤表层汞与有机质存在很好的相关性。这是因为土壤可溶性的有机质比固相有机质含有更多的吸附点位, 它充当了汞的“迁移载体”。有机质对汞的吸附要受土壤pH值的影响。认为在弱酸性土壤中(pH<415~5)吸附无机汞离子的有效物质是有机物质, 而在中性土壤中铁氧化物和黏土矿物的作用则更显著。31312 无机和有机配位体对汞的络合- 螯合作用 一般具有强亲和力的基团能与Hg2+形成高溶解度的化合物, 从而提高汞化合物的溶解度。计算出Hg2+对Cl2、OH2、NH3、F2、SO224 、NO23有较高的稳定常数, 其Cl2对Hg2+而言是最易移动和最常见的结合试剂, 对Hg2+有很强的亲和力。土壤中存在的有机化合态汞包括CH3 HgS2、CH3 HgCN、CH3 HgSO3、CH3 HgNH+3 和腐殖质结合汞等, 其中以腐殖质结合汞最为重要腐殖质与Hg有很强的结合力, 影响Hg在环境中的迁移转化行为, 这可能与腐殖酸中硫蛋白与汞结合牢固, 不能被其它金属离子取代有关。
 


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