中国主要红树林湿地中汞的迁移、转化规律

论文摘要

本论文的主要研究内容有以下几个方面:（1）红树林湿地沉积物中汞的分布特征及形态分布;（2）红树林湿地水体中汞的含量;（3）红树林湿地大气中汞的含量及沉积物.大气界面汞的通量;（4）红树林湿地红树植物中总汞含量,从而探讨中国主要红树林湿地汞的迁移转化。通过本论文的研究取得以下成果:1.按省区污染状况,我国红树林湿地汞污染程度依次为:福建最重,广西最轻,海南与广东居中。2.红树林湿地中汞含量的差异是众多环境因素和人类活动相互交叉影响的结果。红树林湿地中,pH值、粒度、有机质、Fe/Hg、Mn/Hg与总汞含量显著相关。其中,粘粒和Fe/Hg是影响沉积物中汞含量最显著的因素。红树林湿地不同的土地利用方式对沉积物中汞含量反映了人类活动对汞分布的巨大影响作用。环境因素对总汞含量的综合影响作用,可以用线性回归方程表示:Y（总汞含量）=234.405-7.022（pH值）-19.313（盐度）+22.471（有机质）+0.428（粉粒）+27.905（粘粒）-0.231（Fe/Hg）-5.518（Mn/Hg）3.不同红树林区,汞含量随着深度变化呈现各自不同的规律。我国红树林区沉积物剖面汞的垂向分布共三种类型,分别为下部富集型（包括大冠沙（沙）、（泥）,浮宫,东寨港苗圃）、上部富集型（包括深圳、东寨港）和均一型（包括高桥）。各红树林沉积物粒度组成和沉积物速率的不同,各地区不同时期经济发展模式和速度的不同,不同年代人类活动对红树林沉积物的影响程度的不同,造成红树林沉积物中汞在垂向上的含量变化。4.不同红树林湿地中沉积物形态分布不同。中国主要红树林地区表层沉积物汞形态分布大致有两种情况:一种是易挥发态汞占主要,如三亚、东寨港、高桥、大冠沙、北仑河口、云霄、浮宫红树林区。另一种是残渣态汞占主要,如深圳福田红树林区。总汞与易挥发态汞成极显著正相关（r=0.967,p<0.01）;其它形态汞与总汞无显著相关性,但是碳酸盐结合态汞与铁锰氧化物结合态汞存在极显著正相关（r=0.871,p<0.01）,硫化物及有机结合态汞分别与碳酸盐结合态汞和铁锰氧化物结合态汞存在极显著相关（r1=0.618,p1<0.01;r1=0.686,p2<0.01）;有机质与总汞存在显著正相关（r=0.526,p<0.05）,与残渣态汞存在极显著正相关（r=0.590,p<0.01）外,与其它形态汞无显著相关关系。5.我国主要红树林湿地中水体汞含量的分布变化不规则。深圳水体中汞含量为0.03ug/L;大冠沙水体中总汞含量处于一个较高的水平,平均汞含量为0.95ug/L;高桥水体中含量最高,达1.10ug/L;三亚和东寨港水体含量居中,分别为0.26ug/L,0.41ug/L。我国红树林湿地水体中的汞含量0.03-1.10 ug/L,平均为0.60ug/L,高于中国其他各湿地中水体总汞含量,也远远高于世界其他各湿地中水体总汞含量。6.我国红树林湿地中大气汞的浓度普遍较高,为168.6-310.7ng/m3,平均为239.7ng/m3,高于世界其他各湿地中大气总汞含量。我国各个地区的红树林湿地大气汞含量差异显著,同一地区不同采样点大气汞含量也存在不同。浮宫红树林湿地沉积物-大气界面汞交换通量为5.99-17.98 ng·m-2·h-17.红树林湿地的几种主要植物中总汞浓度差别较大,不同的红树植物对汞的吸收能力和富集能力不同。各种红树植物对汞的吸收能力的顺序为:白骨壤>无瓣海桑>木榄>桐花树>海漆>黄槿>秋茄。淹水状况的不同,汞的来源和植物生理是导致植物体内汞浓度差异的重要原因。不同地区同种植物中总汞含量存在很大差异,同种植物不同器官对汞的富集程度不同,植物各器官吸收并累积汞与汞的形态有关。挥发性高、溶解度大的汞化合物更容易被植物吸收,可挥发态汞和可交换态汞对植物地上部分的贡献占有较大的比重。8.红树林湿地中汞可以在大气、水、沉积物和有机体中循环。红树林湿地沉积物可累积经大气沉降、地表径流进入的汞,同时,沉积物释放汞至大气和水体中,或被植物吸收富集。水体中的汞一方面可以通过潮汐作用与海水进行交换,另一方面可以沉积下来进入沉积物,或被植物体吸收。植物体内汞的迁移途径是根-茎-叶。进入到大气中的汞,一部分通过植物的吸收作用和干湿沉降重新进入红树林区,造成红树林区局部小循环;一部分进入大气层,随大气环流进行迁移,造成全球性大循环。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 选题背景和研究意义
• 2 湿地汞生物地球化学行为研究现状
• 2.1 汞的基本理化性质
• 2.2 湿地中汞的生物地球化学行为
• 2.3 汞的甲基化研究进展
• 2.4 红树林生态系统汞污染的研究
• 第二章 中国红树林湿地自然环境
• 1 红树林生境的景观特征
• 2 中国主要红树林分布区及环境特征
• 第三章 样品采集与分析
• 1 研究区域和采样点的分布
• 2 样品采集和制备
• 3 主要试剂和仪器
• 4 样品分析
• 4.1 沉积物中总汞含量分析
• 4.2 植物中总汞含量分析
• 4.3 水中总汞含量分析
• 4.4 大气中总汞含量分析
• 4.5 沉积物-大气界面汞通量分析
• 4.6 汞形态分析
• 4.7 沉积物pH、盐度、粒度、有机质、铁和锰的分析
• 5 数据处理
• 第四章 红树林湿地沉积物中的汞
• 1 中国红树林湿地沉积物中总汞的分布
• 1.1 中国红树林湿地沉积物中总汞含量
• 1.2 红树林湿地沉积物中总汞含量与其他湿地总汞含量的对比
• 1.3 红树林湿地中汞分布的影响因素
• 1.4 红树林湿地不同土地利用方式对汞含量的影响
• 2 沉积物中汞的垂直分布
• 3 沉积物中汞的形态特征
• 4 小结
• 第五章 红树林湿地水体、大气中的汞
• 1 中国红树林湿地水体中汞的分布
• 1.1 中国红树林湿地水体中汞的分布
• 1.2 中国红树林湿地水体汞与其他国家或地区水体汞相比
• 2 中国红树林湿地大气中汞的分布
• 2.1 中国红树林湿地大气中汞的分布
• 2.2 中国红树林湿地大气汞同世界其他国家或地区比较
• 3 红树林湿地沉积物-大气界面汞的通量研究
• 4 红树林湿地中汞的循环
• 5 小结
• 第六章红树林湿地植物中的汞
• 1 红树林湿地植物中汞的分布
• 1.1 红树植物中总汞含量
• 1.2 红树植物总汞含量的空间差异
• 2 红树植物各器官中总汞含量
• 3 小结
• 第七章 结论与展望
• 1 主要结论
• 2 论文的特色与创新
• 3 存在的主要问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢