一、生態(tài)環(huán)境中的汞循環(huán)

生態(tài)環(huán)境中汞的重要種類及其循環(huán)如圖11-6所示，參與循環(huán)的主要汞化合物的理化性質(zhì)(表11-3)決定著它們的循環(huán)過程。二價汞(mercuric mercury)具有很高的活性，而且可受物理、化學和微生物的轉(zhuǎn)化，處于轉(zhuǎn)化的中心地位。Hg(II)可與各種有機和無機的配位體形成復合物，且易于被吸附到顆粒物的表面。沉淀顆粒物攜帶Hg(II)到達沉積物，進入沉積物的Hg(II)可和厭氧環(huán)境中的S^2－形成不溶性的HgS(logKs=－0.51mol/L，25℃)，這可以明顯降低汞的生物可利用性，減緩進一步的化學循環(huán)。Hg(II)的甲基化是Hg(II)的主要轉(zhuǎn)化過程，這個過程可被化學和微生物所推動，主要產(chǎn)物是CH₃Hg(II)，這種化合物穩(wěn)定，在水及烴中溶解度高，而揮發(fā)壓低(Henry's常數(shù)，H＜10^－4)，其穩(wěn)定性源于C－Hg鍵的高穩(wěn)定性、低極性及汞對氧的低親和力，從而降低了鍵水解斷裂的敏感性。但在微生物有機汞裂解酶作用下，甲基汞和其他的有機汞化合物能被降解，同時光降解也可導致甲基汞的裂解。在甲基汞的形成過程中，也會有少量的二甲基汞產(chǎn)生，痕量的(CH₃)₂Hg已在空氣中檢測到，Hg(II)還原成Hg是化學及生物過程，從而可以把土壤、水體中的HgO推向大氣，這是高揮發(fā)壓(以Hg平衡的空氣含有13.2ng/cm³，在20℃，H= 0.3)和低水溶解度(6×10^－6g/100ml)作用的結(jié)果。Hg從土壤和水中的揮發(fā)是一種自然過程，火山活動和地熱可以促進這種過程。對大氣汞的總輸入每年達到10¹⁰g。其中人為來源占到總量的10%～50%。

Hg也可被微生物氧化成Hg(II)，這種反應因其把Hg返回Hg(II)庫而受關(guān)注，Hg(II)可用于湖泊的甲基化，湖泊水體中Hg的產(chǎn)生會超過它對大氣的轉(zhuǎn)移，導致水中Hg的過飽和。

大氣汞以氣體形式存在或被吸附在顆粒表面(Hg［P］)，氣態(tài)部分由Hg，CH₃Hg(I)和痕量Hg(II)、(CH₃)₂Hg和氯化形式汞組成，并能以干沉降和濕沉降形式回到地面。另外Hg在大氣中可被H₂O₂、H₂O和O₃氧化形成Hg(II)，產(chǎn)物也以濕沉降形式降落。

表11-3　　生物圈中循環(huán)的汞化合物的理化性質(zhì)