水体中汞的去除

1 引言

汞(Hg)是一种有毒重金属元素，在环境中以多种形态广泛存在，其中，甲基汞(MMHg)

是毒性极强的 Hg 形态，具有高神经毒性、致癌性、心血管毒性、生殖毒性、免疫系统效应

和肾脏毒性等，且具有较强的生物累积和生物放大效应，可对人类及食鱼生物健康造成严重

危害(Ullrich et al., 2001;李会仙等，2012).自 20 世纪 50~60 年代日本发生“水俣病”

事件以来，Hg 在环境中的迁移、转化等环境地球化学行为一直是科学界研究的重点和热点

问题.

最初，科学家们一直认为水环境中 MMHg 的去甲基化反应主要是由微生物主导的

(Ullrich et al., 2001)，直到 1996 年，利用 Hg 同位素示踪技术才发现自然水体表层存在

明显的 MMHg 光化学降解反应过程，该过程可使湖水中 83%的 MMHg 得到去除，且光照强度是

影响降解过程的重要因素(Seller et al., 1996).该研究结果改变了以往科学家们对水体

MMHg 循环的认识，随后科学家们在不同水域开展了 MMHg 光化学降解研究. Li 等(2010)在研

究 Florida Everglades 水域 MMHg 光化学降解时发现，进入该水体的 MMHg 约有 31.4%被光

解.在 Lake 979，全波段条件下 MMHg 光化学降解速率为 3.69×10-3~4.41×10-3 E-1 · m2，

UV 可引发该水域 58%~79%的 MMHg 发生光化学降解反应(Lehnherr et al., 2009).可见，MMHg

光化学降解反应在水体 Hg 循环过程中占有非常重要的地位，认识该过程对理解水环境中 Hg

的迁移、转化与循环等具有重要意义.

长寿湖水域面积 65.5 km2，库容 10 亿 m3，是重庆市重要的水源地和水产品基地.一方

面，该水域与已开展 MMHg 光化学降解研究水域的水文、环境条件等有较大的差异;另一方面，

该水域位于重庆市重工业区——长寿区，该区化学工业、机械制造、金属冶炼等行业较为集

中，这有可能会给长寿湖带来一定程度的 Hg 污染，致水环境中 MMHg 浓度偏高.

综上所述，探讨长寿湖水体 MMHg 的光化学降解特征对于理解该水域 Hg 的循环、迁移与

转化等生物地球化学行为具有重要意义.本研究采用硼硅玻璃瓶对水样进行原位培养，考察

长寿湖水体 MMHg 光化学降解的季节和水深剖面变化特征，分析各波段光谱对降解反应的贡

献，以期为该水域生态环境保护，明确流域内 Hg 的迁移转化特征、源汇特征等提供基础数

据.

2 材料与方法

2.1 研究地点及时间

选择水域较宽广、受人为影响较小的区域作为研究地点(29°56′30″ N，107°17′45

″ E，图 1).研究地点属中亚热带湿润气候区，具有冬暖、春早、初夏多雨、盛夏炎热、秋