三峡库区支流汝溪河河口水及沉积物中汞的变化特征

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三峡水库目前是我国规模最大的水库,它的建成及运行使库区干流原有的水文、水力特征发生改变。三峡库区分布有众多大小不一的一级支流,水库蓄水后,在干流回水顶托影响下支流入口形成库湾回水区,并成为泥沙沉积的重要区域。在水体泥沙沉积的过程中,污染物会因悬浮颗粒物的吸附、离子交换、絮凝、氧化还原等物理化学作用,大都进入河口沉积物。已有的研究表明,水库是典型的―汞敏感生态系统‖。由此可见,三峡库区支流河口汞的动态特征值得关注。为此,本文选取三峡库区腹心地带的典型支流汝溪河河口为研究对象,在河口设置4个监测点,连续一年,每月一次定点分层采集水体、沉积物和沉积物孔隙水样品,分析了水样中总汞(THg)、溶解态汞(DHg)、活性汞(RHg)、甲基汞(TMeHg)和溶解态甲基汞(DMeHg)的浓度;测定了沉积物样品中总汞(THg)和甲基汞(MeHg)的含量,探讨了支流河口不同形态汞的动态变化特征,以期为深入研究三峡库区汞的环境地球化学循环及其生态风险提供研究基础。研究结果如下:(1)汝溪河河口水体THg含量平均值为2.48±1.43 ng·L-1,DHg含量平均值为0.79±0.34ng?L-1,RHg含量平均值为0.21±0.15ng?L-1。THg平均含量处于未污染天然水体汞正常含量水平,但明显低于同地区三峡库区水体THg值。DHg平均含量较国内其他地区高,RHg含量低于自然界中活性汞的含量;河口水体TMeHg含量平均值为0.31±0.19 ng?L-1,DMeHg含量平均值为0.09±0.06 ng?L-1。甲基汞含量明显高于其他地区未受污染的天然水体。四个断面TMeHg、DMeHg含量随时间的变化规律基本一致,TMeHg含量在12月、5月、6月和9月都出现峰值,DMeHg含量3月、5月和6月出现最高值。但TMeHg含量随时间的变化规律与DMeHg含量随时间的变化规律不尽相同。春季水体TMeHg含量明显低于其他三个季节,夏季水体DMeHg含量显著高于其他三个季节。(2)从垂直方向上看,水体THg、DHg、RHg含量在垂直方向上均表现出不同程度的波动,说明河口水体出现明显的水体分层现象。TMeHg含量在底层水体都有明显的升高现象,说明在底层水体有TMeHg源或者底层水体存在TMeHg产生的有利条件。(3)河口沉积物中THg含量平均值为:76.32±9.45 ng?g-1,略低于张成等调查的三峡库区重庆段各区县消落带土壤THg含量。呈现出与水体THg相同的规律,即支流汞含量低于干流。TMeHg含量平均值为:0.29±0.05 ng?g-1。与库区相邻地区消落带土壤TMeHg含量相比,本研究区域TMeHg含量总体处于中等偏低水平。(4)从垂直分布来看,a断面沉积物表层沉积物THg含量明显高于中下层沉积物,表层沉积物THg含量出现富集现象。四个断面沉积物表层TMeHg含量与中下层TMeHg含量变化未表现出一致的规律性。随着沉积深度的增加,表层沉积物TMeHg含量不断降低,中深层沉积物变化规律不明显。沉积物孔隙水中DHg含量平均值为:16.31±4.87 ng?L-1。DMeHg平均值为:1.49±0.50 ng?L-1。孔隙水中DHg、DMeHg含量随沉积深度的变化整体表现为表层沉积物明显高于底部沉积物。
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