随着全球汞公约（2016）“水俣公约”的最终签署到如今生效,汞污染问题越来越受到国际社会的关注。工业化进程中累积形成的汞污染问题逐步显现,污染事件呈多发态势,对生态环境和人类健康构成了严重威胁。由于汞具有较低的蒸汽压,主要以大气汞的形式迁移,局部的汞污染可能造成全球性的污染。汞及其化合物具有很强的神经毒性和致畸作用,积累效应和遗传毒性显著,可以通过呼吸、皮肤接触以及食物链等形式进入人体,对人类健康造成了极大危害。由于经济迅速发展,亚洲成为最大的汞排放地区,几乎占全球汞排放的一半。我国是汞的生产、使用和排放大国,涉汞行业众多,土壤汞污染问题突出。稳定化处理是汞污染土壤修复的经济有效的措施之一,如何针对不同汞污染程度和不同类型的土壤,选择高效稳定剂并确定合理的用量,是决定该方法效果的关键。硫化物或其在土壤中转化产生的S²⁺可与土壤中的汞结合成一种极难溶、低毒性、非常稳定的化合物硫化汞（HgS）,因而被认为是潜在高效稳定剂,但不同种类硫化物稳定化效果势必存在差异,同时,污染土壤经稳定化处理后的持续稳定性和二次环境风险目前尚未受到足够重视。农田土壤稳定剂的持续稳定能力是保障作物安全生产的重要基础,而对于工业场地土壤稳定化处理的后续环境风险（再释放、汞向大气挥发等）则是不容忽视的问题。本文系统比较了5种不同硫化物（S、Na₂S、FeS、Na₂S₂O₃和DTCR（二硫代氨基甲酸盐））及其不同用量对土壤汞的稳定化效果,同时考察了稳定剂对土壤中汞的持续稳定能力以及稳定化处理后土壤汞向大气的再释放潜势,分析不同硫化物稳定化处理后土壤中汞的形态变化特征,为土壤汞污染稳定化修复提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:供试的5种稳定剂均能显著降低紫色土汞的TCLP浸出毒性,固定S:Hg摩尔比为1,在不同水平的汞污染土壤下,稳定效率相对大小顺序:DTCR>Na₂S>Na₂S₂O₃>S>FeS。当汞污染浓度小于150 mg·kg^-1时,5种稳定剂均能达到土壤汞稳定化标准要求(TCLP Hg<0.2 mg·L^-1),但是所需的稳定化时间有所不同,其中Na₂S和DTCR只需3 d就能实现土壤汞的稳定化。不同汞污染浓度下,添加Na₂S和DTCR的处理组在稳定化3 d后均能使土壤汞浸出浓度低于浸出标准,且基本达到稳定平衡,稳定效率均在98%以上。当汞污染浓度≥150 mg·kg^-1时,Na₂S和DTCR依然保持高效的稳定化能力,但是元素S和FeS对土壤稳定化不能满足浸出标准,利用这两种稳定剂稳定化处理高浓度汞污染,可能需要更长的稳定化处理时间或者提高其用量。施用不同剂量的稳定剂对降低紫色土汞的TCLP浸出毒性有不同的效果,DTCR作为稳定剂,按S:Hg=1稳定化处理3 d即可达到浸出标准。Na₂S和Na₂S₂O₃的最佳施用量均为S:Hg=5,稳定化处理时间为分别为3 d和7 d,可达到浸出标准。当其用量S:Hg>20则会出现HgS再次溶解的现象,导致浸出液汞浓度反而上升。以S和FeS作为稳定剂,达到浸出标准的稳定条件为S:Hg=5,稳定化处理7 d。其中FeS剂量的增加能够显著的提高对紫色土的稳定速率。硫化物影响紫色土中汞的形态分配。随着稳定化处理时间的延长,土壤中交换态汞和碳酸盐结合态汞迅速降低,铁锰氧化态汞无明显的变化趋势,有机质结合态汞以及残渣态汞所占比例均升高。采用多元逐步回归方法,对土壤汞TCLP汞浸出浓度与Tessier法连续提取的5种汞形态进行回归分析,发现土壤中交换态汞和碳酸盐结合态汞对土壤中汞浸出浓度具有显著正向贡献。Na₂S或者DTCR可显著促进这两种形态的汞向有机结合态转化,从而有效降低了浸出毒性。施加Na₂S和Na₂S₂O₃稳定剂时,过高的用量会导致土壤中交换态汞含量增加。施加S和FeS稳定剂,土壤中汞形态转化速率较慢,其中提高FeS稳定剂的用量能有效的提升汞的形态转化速率。通过对硫化物稳定化处理后的汞污染土壤进行X射线衍射分析（XRD）,发现加入5种硫化物稳定化处理后,土壤中均检测出HgS晶体相,证明硫化物的加入能与土壤中的汞反应生成稳定的HgS。硫化物稳定化处理汞污染土壤,使土壤pH值出现降低趋势,稳定剂用量越大pH降低越显著,其中DTCR对汞污染土壤的pH影响最小,Na₂S₂O₃对土壤pH的改变最显著,在实际修复过程中需要合理控制投药量。为了解硫化物对土壤汞的持续稳定能力,观察了几种硫化物按S:Hg=5,稳定化处理汞污染土壤3个月、9个月后,稳定体土壤汞浸出性能的变化。结果表明经硫化物稳定化处理土壤中的汞,其浸出浓度始终维持在标准限值以下,9个月后,5种硫化物稳定效率均在97%以上,其中DTCR和Na₂S稳定化处理第9个月时,利用TCLP汞浸出方法已几乎检测不出,并未出现再次升高的现象,证实5种稳定剂对污染土壤中的汞均具有长期稳定能力,无后续浸出风险。经过硫化物稳定化处理的土壤中土/气界面汞交换通量有不同程度降低,其中Na₂S和DTCR稳定剂对土壤汞释放通量有明显抑制作用。以固定的S:Hg摩尔比为5:1,对不同汞污染浓度土壤稳定化处理,其土壤汞释放量大小依次为:S>FeS>Na₂S₂O₃>Na₂S>DTCR,且随着土壤中汞污染程度的增加,土壤汞释放通量也随之增加。施加Na₂S和DTCR稳定化处理汞污染土壤时,稳定剂用量的增加并不会进一步增加土壤中汞向大气释放的抑制效果,而S和FeS稳定剂,随稳定用量的增加,抑制效果增强。当提高硫化物稳定剂的用量时,几种硫化物下降幅度依次为:S>FeS>Na₂S₂O₃>DTCR>Na₂S。说明硫化物稳定化处理汞污染土壤,还能在一定程度上降低汞的土-气界面释放风险。综上,5种硫化物（S、Na₂S、FeS、Na₂S₂O₃、DTCR）均能对汞污染土壤实现稳定化,但是不同的硫化物所需的条件不同。S和FeS对土壤汞稳定化效果类似,当汞污染浓度≥150 mg·kg^-1时,S:Hg摩尔比为1:1并不能达到稳定化要求。不同的是FeS在提高S:Hg摩尔比后,稳定化时间以及稳定化效果均显著提高。Na₂S和Na₂S₂O₃在实际应用中应注意其施加用量,过高的稳定剂用量会导致土壤中HgS的再溶解。DTCR对高污染程度汞土壤具有很好的稳定化效果,稳定剂用量的增加并不会出现Hg在溶解现象。持续稳定能力上来看几种硫化物均满足长期稳定的能力。利用几种硫化物稳定化汞污染土壤,其中稳定化效果好的硫化物种类对土壤汞挥发能力抑制作用越明显。选择施用这几种硫化物作为稳定剂修复土壤汞污染时,应针对土壤汞污染程度,确定适宜的稳定剂用量和稳定化处理时间。