汞是一种有很强毒性的全球性污染物,水稻可以富集汞,而在汞污染地区通过食用大米是居民汞暴露的主要方式之一,因此针对汞污染稻田土壤了解汞的地球化学循环过程,对于控制稻田生态系统汞污染,保护生态系统及食品安全具有重要意义。汞是亲硫元素,其生物地球化学行为与硫状态密切相关。本论文首先通过稻田土壤室内淹水,施加不同硫素,研究稻田生态系统中汞硫的协同转化。进一步探究Hg2+与稻田土壤主要成分之间的吸附、解吸过程,以及环境因素如pH、盐度、有机质等对吸附、解吸过程的影响。研究得到以下主要结果:(1)用连续逐级提取法研究不同时间段,添加硫处理淹水土壤中各汞的地球化学形态,结果表明:硫的添加可以促使土壤中有机结合态汞减少、残渣态汞增加,而且硫代硫酸钠处理组的效果更加明显;可交换态汞和碳酸盐结合态汞的转化与pH、Eh等有密切关系;用同步辐射X荧光研究了土壤胶体中铁、锰、汞的元素的分布,分析了各元素的荧光计数相关性,结果表明:外源性硫影响了铁锰汞等的微区分布,抑制了汞和铁、锰之间的结合;测定了硫的K边吸收谱,结果表明随着时间的延长土壤中的硫逐渐由高价态向低价态硫转化,S2-与土壤汞结合,从而促进了土壤中其它形态汞向残渣态汞的转化;通过对不同时间点土壤中硫连续提取,表明随着时间的延长土壤中水溶态硫和盐酸可提取态硫逐渐向吸附态硫转化。(2)研究环境因素(p H、盐度、腐殖酸浓度)对Hg2+在单一矿物质上的吸附解吸的影响。结果表明:Hg2+在蒙脱土和高岭土的吸附与pH有关,Hg2+在蒙脱土上pH从4升高到6,吸附率升高,pH从6升高到8,吸附率减小,在高岭土上pH从4升高到8,吸附率减小。高浓度的背景电解质抑制Hg2+的吸附;腐殖酸可促进高岭土对Hg2+的吸附。此外腐殖酸也可以促进高岭土吸附汞的解吸。腐殖酸HA对高岭土吸附汞的解吸过程与pH有关,pH从4升高到5,其解吸率减小,pH从5升高到8其解析率升高;添加硫化钠和硫代硫酸钠均可促进高岭土吸附汞的解吸,硫化钠的解吸效果更好。(3)研究了 pH、腐殖酸浓度等因素对铁氧化物吸附Hg2+的影响,结果表明:在酸性范围内(pH4～7),Hg2+在铁氧化物上的吸附随pH的升高而升高;在酸性体系中,浓度低于200mg/kg的腐殖酸可促进Hg2+的吸附,当腐殖酸浓度大于100mg/kg时,会对Hg2+的吸附产生抑制作用。