论文部分内容阅读
目前对于大气汞的源与汇的认识仍存在不确定性，尤其对大气汞汇的认识相对不足，产生大气汞收支的不平衡问题。陆地植被可能是大气汞缺失的汇之一，汞循环中的一个重要问题是植被中的汞是来自大气还是土壤。本文研究了农作物中汞的来源，调查了中国农作物和森林凋落物中的汞浓度，估算了农作物对大气汞的富集通量以及森林凋落物沉降中汞的通量。
本文首次将开顶式气室(open top chambers，OTCs)汞熏蒸试验用于研究农作物中汞的来源。通过开顶式熏蒸(OTCs)和土壤加汞(soil Hg enrichedexperiment)试验研究了6种农作物(玉米、小麦及其它)中的汞浓度与大气和土壤汞浓度的关系。试验结果表明：在每一个生长时期，6种农作物叶的汞浓度均与大气汞浓度呈显著正相关(R=0.9639-0.9997，p＜0.05)，与土壤汞浓度无显著相关性(p＞0.05)，表明农作物叶中的汞主要来自于大气；大部分农作物根的汞浓度与土壤汞浓度呈显著正相关(R=0.8990-0.9992，p＜0.05)，与大气汞浓度无显著相关性(p＞0.05)，表明农作物根中的汞主要来自于根对土壤汞的吸收；谷物上部茎的汞浓度普遍高于其下部茎的汞浓度，且较高浓度的大气汞(70 ng m-3)能显著增加小麦上部茎的汞浓度(p＜0.05)，这说明与土壤汞相比，大气汞对农作物茎中汞的积累影响更大。
其次，对我国农作物及根际土壤汞浓度的调查结果表明，中国粮食主产区农作物根际土的汞浓度为9.8-327.3(avg.93.6) ng g-1，且南方农作物根际土壤汞浓度普遍高于北方；每种农作物各器官的汞浓度均具有叶＞根＞茎＞种子的规律，且南方农作物叶片中的汞浓度高于北方。本文估算中国农作物对环境(大气和土壤)汞的富集通量为14.04吨/年，其中农作物对大气汞的富集通量为9.38吨/年。各器官中，叶对大气汞的富集通量最高，为6.69吨/年。
本文还调查了中国不同城市郊区阔叶林叶凋落物及森林土壤的汞浓度，调查结果表明：城市郊区阔叶林叶凋落物的汞浓度为8.3-205.0(avg49.7) ng g-1，且常绿阔叶林叶凋落物的汞浓度(50.8 ng g-1)高于落叶阔叶林(25.8 ng g-1)，其叶凋落物沉降中汞的通量分别估算为179.0和83.7 mg·ha-1·yr-1；森林O层土壤的汞浓度(263.1 ng g-1)高于A层(83.9 ng g-1)，这说明叶凋落物沉降是大气汞向森林地表系统迁移的重要方式。对北京城市森林叶凋落物和表层土壤汞浓度的调查结果表明，叶凋落物汞浓度为8.8-119.0 ng g-1(avg27.7 ng g-1)，且同种植物叶凋落物在市区的汞浓度高于市郊，表层土壤汞浓度为32.0-25300.0 ng g-1(avg1502.1 ng g-1)，具有由郊区向市区增高的趋势。