汞是一种具有高环境风险的痕量重金属。我国不少地区土壤汞含量较1980年代初的背景值数据高出若干倍,严重威胁人类健康和生态安全。目前,不少国内外学者试图通过分析土壤汞的赋存形态来探讨其与生物活性的关系。而腐殖酸作为土壤有机质的重要组成部分,其表面丰富的活性官能团能通过离子交换、表面吸附、配位螯合、氧化还原等作用对土壤汞形态的转化以及汞在土壤固相和液相中的分配产生影响。富里酸／胡敏酸比(富胡比,FA/HA)是评价土壤腐殖化程度的重要量化指标,不同FA/HA比腐殖酸的结构和反应性质不同,其对土壤汞形态活性的影响也必将存在差异。土壤液相中汞的活性毒性较大,其含量受土壤固相汞总量和赋存形态的支配,两者之间处于动态平衡状态。因此,探索不同状况腐殖酸对土壤固相汞形态分布的影响及其对液相中汞形态的调控作用,对于深入了解汞的土壤环境化学行为及汞生物活性调控具有重要理论意义和实践价值。为此,本研究采用室内模拟实验,探讨不同来源、不同FA/HA比、不同碳含量腐殖酸以及不同汞污染水平下,腐殖酸对土壤固相及液相中汞形态分异与迁移转化的影响。运用连续提取法提取分离土壤固相中不同形态的汞,采用Bollen和Wenke的方法(2008)分离测定土壤溶液中的汞,并获得以下结论：腐殖酸对土壤汞形态和活性的影响因腐殖酸种类和土壤类型不同而异。控制土壤汞初始浓度为1mg/kg,添加1%C含量的三种腐殖酸(缙云山土壤腐殖酸(JY),泥炭腐殖酸(TJ),褐煤腐殖酸(SH))均能够明显增加三种土壤(黄壤、紫色潮土、灰棕紫泥)中有机结合态汞的含量,其中以添加JY后黄壤的有机结合态汞增幅最大,增加了5.13%。JY对三种土壤中汞均有一定的活化作用,能够促进土壤中水溶态汞的增加,残留态汞的降低。相比空白,以紫色潮土水溶态汞增幅最大,增加了2.27%,以灰棕紫泥残留态汞降幅最大,降低了5.83%。TJ和SH均能够强化黄壤、紫色潮土对汞的固定,促进其水溶态汞向低活性的有机结合态、残留态汞转化,且促进效果SH优于TJ。添加SH的紫色潮土中残留态和有机结合态汞增幅最大,分别较空白增加了4.68%,4.48%。不同FA/HA比的腐殖酸对土壤汞形态转化的影响不同。在相同碳总量(1%C)的条件下,随着FA/HA比的增加,三种土壤中水溶态汞逐渐增加,残留态和有机结合态汞逐渐降低。对于黄壤和灰棕紫泥,当FA/HA≦0.3时,腐殖酸能有效抑制土壤汞活性,促进水溶态减少和残留态汞增加。以FA/HA为0时,黄壤中水溶态汞的降幅最大,降低了1.38%；残留态汞的增幅最大,增加了3.18%。而当FA/HA≧0.7时,腐殖酸能增强土壤中汞的活性,促进水溶态汞的增加和惰性态汞的降低,以FA/HA为2时,灰棕紫泥的残留态汞降幅最大,降低了4.51%。而对于紫色潮土,腐殖酸对土壤汞形态的影响在FA/HA比为0.7时出现了转折。当FA/HA≦0.7时,腐殖酸能有效抑制土壤汞活性,以FA/HA为0时水溶态汞降幅最大,降低了1.36%,残留态汞增幅最大,增加了1.90%,当FA/HA>0.7时,腐殖酸能增强土壤汞活性,以FA/HA为2时,水溶态汞增幅最大,增加了0.96%,残留态汞降幅最大,降低了2.60%。不同碳含量腐殖酸对土壤中汞形态分布有明显影响。FA/HA≦0.3时,腐殖酸添加量越大,对土壤中活性汞的固定作用越明显。以FA/HA为0,腐殖酸添加量为2%C时,固定效果最好,残留态汞增幅为黄壤(5.57%)>灰棕紫泥(3.52%)>紫色潮土(1.85%)。而FA/HA≧0.7时,随着腐殖酸添加量增加,土壤中残留态汞逐渐降低,水溶态汞逐渐增加,对土壤中的汞的活化作用逐渐增强。以FA/HA为2,腐殖酸添加量为2%C时,活化作用最明显,水溶态汞增幅为紫色潮土(4.60%)>黄壤(4.33%)>灰棕紫泥(2.46%),残留态降幅为灰棕紫泥(5.42%)>黄壤(2.07%)>紫色潮土(1.80%)。腐殖酸对土壤汞形态转化的影响还与土壤汞污染水平有关。FA/HA比一定,随着外源汞浓度的增加,三种土壤中碱溶态汞先增加后减小,酸溶态汞变化与之相反。当FA/HA为0.3,外源汞浓度≦1mg/kg时,腐殖酸对土壤汞钝化效果较好,能够显著增加土壤中残留态汞的含量。当FA/HA≧0.7时,三种土壤中水溶态汞均有一定程度的增加。FA/HA比为2时增幅最大,汞浓度由Omg/kg增加至3mg/kg,水溶态汞在黄壤、紫色潮土、灰棕紫泥中分别增加了1.46%,0.50%,0.57%。不同腐殖酸总量、FA/HA比、外源汞浓度不仅影响土壤固相汞形态分配,同时影响其动态转化过程。在三种影响因素下,整个陈化过程中,酸溶态、碱溶态汞变化均较平缓；有机结合态汞在陈化前15d增幅较大而后略有降低；残留态汞随培养时间均呈上升趋势,以FA/HA比为0,腐殖酸总量为1%C,汞添加量为1mg/kg时土壤残留态汞的增幅最大,增加了9.06%。在不同FA/HA比处理下,土壤水溶态汞和交换态汞在培养初期迅速下降而后逐渐趋于稳定,其中以FA/HA为1的降幅最大,分别降低了26.68%,9.56%。不同腐殖酸总量和外源汞浓度影响下,水溶态、交换态汞随培养时间逐渐降低,以腐殖酸总量0.5%C,汞添加量为1mg/kg时,土壤水溶态汞的降幅最大,降低了15.84%。土壤液相中汞的含量及形态受土壤固相汞赋存状态的支配。JY能够活化土壤固相中的汞,同时也能促进土壤液相总汞含量的增加,以紫色潮土总汞增幅最大,增加了1.43μg/kg。SH和TJ能够钝化土壤固相汞的同时有效降低土壤液相中汞的含量。其中添加TJ的紫色潮土和添加的SH灰棕紫泥液相中总汞降幅最大,分别降低了5.58、5.57μg/kg。添加三种腐殖酸后,土壤液相中(除添加JY的灰棕紫泥液相)各形态汞的分布为有机结合汞>无机活性汞>元素汞。黄壤中以添加JY的有机结合汞含量最大,占总汞的56.75%。紫色潮土和灰棕紫泥中均以添加TJ的有机结合汞含量最大,分别占总汞的65.71%和52.54%。随着FA/HA比的增加,土壤固相汞被活化,与此同时土壤液相中总汞、无机活性汞、有机结合汞也逐渐增加。FA/HA比从0增加到2时,以灰棕紫泥液相中总汞和有机结合汞增幅最大,分别增加了17.55μg/kg,15.66μg/kg。 FA/HA≦0.3的腐殖酸能有效降低土壤溶液汞含量。以FA/HA比为0时,紫色潮土液相中汞含量降幅最大,总汞降低了88.12%；FA/HA≧0.7的腐殖酸能够增加土壤液相各形态的含量,以FA/HA比为2时,灰棕紫泥液相中汞含量增幅最大,总汞、无机活性汞、有机结合汞分别增加了69.31%,46.58%,74.75%。土壤液相汞形态变化还与土壤固相腐殖酸碳总量、外源汞浓度密切相关。FA/HA为0时,随着腐殖酸碳含量的增加,黄壤和紫色潮土液相中汞含量逐渐降低,以紫色潮土降幅最大,总汞、无机活性汞、有机结合汞含量分别降低了8.29、2.95、5.31μkg;而灰棕紫泥液相中汞含量虽较空白显著降低,但随着腐殖酸碳含量增加而缓慢增大。FA/HA≧0.3,随着腐殖酸碳含量增加,对三种土壤中汞的活化作用逐渐增强；以FA/HA比为2,腐殖酸含量为2%C时,紫色潮土液相中汞含量降幅最大,总汞、无机活性汞、有机结合汞分别降低了50.37、2.67、47.45μg/kg。相同FA/HA条件下,随着外源汞浓度增加,三种土壤液相中总汞和各形态汞含量均升高。在不同来源、不同FA/HA比条件下,对土壤固相和液相各形态汞进行相关性分析发现二者之间具有较高的相关性,土壤液相中汞的含量及形态变化受土壤固相的支配。液相中各形态汞与固相中水溶态、碱溶态汞呈正相关,与酸溶态、残留态汞呈负相关。不同腐殖酸含量条件下,紫色潮土和灰棕紫泥液相中形态汞与固相中水溶态、交换态、碱溶态汞呈正相关,与酸溶态、有机结合态、残留态汞呈负相关；黄壤液相中形态汞与固相中水溶态、交换态、酸溶态汞呈正相关,与固相中碱溶态、有机结合态、残留态汞呈负相关。在不同土壤类型、不同FA/HA、不同腐殖酸含量、不同汞浓度的条件下,腐殖酸对土壤液相汞动态转化的影响具有相似性。土壤液相中的总汞和各形态汞均随着培养时间的延长而逐渐降低,也间接说明了土壤液相中的汞随时间延长逐渐被固定于土壤中,转化成活性较低的形态汞,从而减少对生态环境的破坏。