2.1 土壤向大氣的釋放(氣遷移)

土壤汞(尤其是污染土壤的汞)釋放是大氣汞的一個(gè)潛在來源，而對土壤也是一個(gè)凈化過程。不同來源的汞進(jìn)入土壤后會通過微生物還原作用、有機(jī)質(zhì)還原作用、化學(xué)還原作用及甲基汞的光致還原作用而生成單質(zhì)汞。而單質(zhì)汞很容易從土壤中釋放出來，是土壤向大氣釋放汞的主要形態(tài)。近些年，國內(nèi)外有不少學(xué)者用室內(nèi)模擬及野外監(jiān)測的方法研究了土壤甲基汞的釋放。Carpi等研究表明用污泥改良的土壤向大氣中釋放甲基汞和無機(jī)汞的平均值分別為:12~24 pg/(m2×h)和約100 pg/(m2×h)。甲基汞的這一釋放速率可能會使區(qū)域大氣甲基汞濃度增加5%。近年的研究表明影響土壤揮發(fā)性汞釋放通量的主要因素有土壤溫度、土壤總汞含量、陽光及微生物。

2.2 徑流沖刷(水遷移)

徑流流經(jīng)土壤時(shí)，對土壤的侵蝕作用，可帶走土壤中的汞，Balogh等[18]研究了不同流域特征(土壤性質(zhì)、土地利用類型等)對汞的水遷移的影響。森林土壤有一小部分汞(<0.02%)與甲基汞(<0.2%)可通過徑流進(jìn)入地表水，它主要受溶解有機(jī)碳(DOC)的影響，雖然土壤汞和甲基汞的流失只占土壤總汞及甲基汞的一小部分，但卻是偏遠(yuǎn)湖泊中總汞和甲基汞的一種重要來源。

2.3 植物吸收(生物遷移)

大量的研究證明，汞在作物體內(nèi)的富集隨土壤污染程度的增加而增加。植物可以吸收大氣中的汞，也可以吸收土壤中的汞;當(dāng)其源于土壤汞時(shí)，則植物根汞高于植物地上部汞。Godbold研究了汞對冷杉幼苗根部生長的限制。

3 土壤汞污染治理現(xiàn)狀

3.1 施用抑制劑

土壤中可給態(tài)汞可以被作物吸收利用，而固定態(tài)汞則不能被作物吸收，但兩者在一定條件下可互相轉(zhuǎn)化，因此對土壤中可給態(tài)汞含量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，使其轉(zhuǎn)化成難溶性的汞化合物固定于土壤中而不易被作物吸收。通常的調(diào)節(jié)方法是增加抑制劑，如有機(jī)肥料、過磷酸鈣和碳酸鈣。最近Meng等報(bào)道了用舊輪胎橡膠可固化污染土壤中的2價(jià)汞，用乙酸浸提經(jīng)舊輪胎橡膠固化的土壤，瀝濾液中汞的濃度可從未處理的3500 mg/kg降至34 mg/kg。這樣可以抑制土壤汞進(jìn)入植物。

以上施用各種抑制劑的確能減少土壤汞對作物的危害，但土壤汞沒得到徹底治理。

3.2 生物修復(fù)

目前，運(yùn)用生物方法，固定或消除汞污染的原位生物修復(fù)技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已引起廣泛的重視。研究表明，紙皮樺、加拿大楊、紅樹等對土壤中

汞的吸收及儲存能力強(qiáng)。對Hg污染的稻田改種苧麻，可使土壤中的汞年凈化率較種植水稻的提高8倍，而且當(dāng)土壤汞含量小于130 mg/kg時(shí)，苧麻的產(chǎn)量和質(zhì)量不會受到影響[27]。這一技術(shù)不僅可以大量去除土壤汞，還可美化環(huán)境，并且還能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。它將是今后治理土壤汞及其它重金屬污染的最有前景的一種方法。

4 土壤汞的分析方法

4.1 土壤中不同形態(tài)汞的分析方法

進(jìn)入土壤中的汞易與土壤組分發(fā)生吸附、絡(luò)合、沉淀反應(yīng)，形成穩(wěn)定性不同的形態(tài)。不同的形態(tài)在土壤中的活性不同，目前關(guān)于土壤汞的形態(tài)研究較多，常用方法有連續(xù)浸提法和熱解法。

連續(xù)浸提法是分析土壤和底泥中汞賦存形態(tài)的常用方法，它一般可將土壤中汞的形態(tài)分為水溶態(tài)或可交換態(tài)、酸溶態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、難溶有機(jī)態(tài)或硫化汞、殘留態(tài)。該方法程序繁鎖，且樣品易受污染，但能提供各形態(tài)汞的信息。不過最近的研究表明，對不同形態(tài)汞浸提受有機(jī)質(zhì)的量和緩沖碳的影響，每一步浸提對特定形態(tài)汞的浸提不完全;Harald對每一步浸提后的殘?jiān)儆脽峤夥y定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在殘?jiān)腥匀挥星皫撞揭呀岬男螒B(tài)。熱解技術(shù)早在1904年就已用于測定辰礦中的總汞及用于地球化學(xué)探礦中，它能快速地測定土壤及礦物中的總汞，后來，這一技術(shù)漸漸用于形態(tài)分析，其原理是不同形態(tài)的汞在不同的溫度范圍內(nèi)釋放。該方法迅速簡便，但與化學(xué)浸提法相比，它只能判斷主要的汞形態(tài)。

另外，熱解法對某一形態(tài)的測定均受汞結(jié)合形式(尤其是礦物結(jié)合態(tài)汞)的結(jié)晶類型、陳化程度等的影響而不能有效判斷各形態(tài)或計(jì)算該形態(tài)占土壤總汞的比例大小。比如礦物硫化汞熱解溫度在500 ℃以上，而人工合成的硫化汞熱解溫度僅為200~300 ℃。不過它具有快速、適用于低含汞量樣品的測定。隨著儀器和方法的進(jìn)一步完善，該方法將會比連續(xù)浸提法更多地應(yīng)用于土壤及沉積物中汞形態(tài)的測定，從而重新受到重視。

4.2 土壤揮發(fā)性汞釋放通量的測定方法

目前研究土壤向大氣釋放揮發(fā)性汞釋放通量的主要方法有：室內(nèi)模擬研究、野外現(xiàn)場監(jiān)測及理論計(jì)算。70年代，Rogers等就用室內(nèi)模擬方法研究了土壤揮發(fā)性汞釋放的因素。國內(nèi)袁蘭和李華斌等人在室內(nèi)模擬了土壤甲基汞的釋放速率。通量箱技術(shù)是目前最常用而又可行的野外現(xiàn)場監(jiān)測方法，它可以獲得在動態(tài)環(huán)境下土壤揮發(fā)性汞釋放通量，能比較客觀地反映土壤揮發(fā)性汞釋放過程的時(shí)空變化規(guī)律。雖然其存在一定的空白、改變了測定點(diǎn)的狀態(tài)而使其測定量值與真實(shí)值之間存在一定的誤差，但它易于攜帶及操作而成為目前土壤揮發(fā)性汞釋放通量的最常用方法。理論計(jì)算常用的方法是微氣象梯度法，這一方法由于土壤表面不受通量箱法“進(jìn)氣”的干擾，可以提供一個(gè)理想的平均通量;但該方法需同時(shí)測定其它參數(shù)，而導(dǎo)致操作難度大。