汞及其化合物是一类重要的持久性有毒金属污染物,广泛分布于大气、水和土壤等各类环境介质中,对生态系统和人类健康造成了极大的威胁。随着工业和经济的快速发展,汞污染问题日益突出,受到了人们的广泛关注。2013年,在联合国环境规划署和各国政府的共同努力下,制定通过了限制汞排放的国际公约《水俣公约》。汞在水环境中的迁移和转化过程研究对于理解汞的循环、生物积累与健康风险至关重要,对利用干扰汞循环过程降低其生物积累及健康效应和汞污染环境治理有重要的指导意义。本文围绕着甲基汞、二价汞的分析方法以及其与铁矿物的相互作用,进行了以下几方面的研究:(1)发展了一种新的在线固相萃取-高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术,在线富集分离检测水中的痕量汞形态。该方法先将样品中的汞富集固定在经双硫腙修饰的商品化C18小柱上,然后用2-巯基乙醇溶液作为流动相洗脱,ICP-MS检测,成功对样品中的甲基汞和二价汞进行了高倍数的富集与分离测定。(2)研究了黑暗环境中还原性铁矿物介导的羟基自由基(·OH)生成。首先,比较了不同还原性铁矿物在不同氧气条件下暗氧化时羟基自由基的生成情况,进一步考察了不同环境因素(pH、Cl^-、腐殖酸(HA))对四方硫铁矿(FeS)氧化生成羟基自由基的影响。结果显示,相对于其它还原性铁矿物,相同条件下四方硫铁矿氧化生成的羟基自由基最多,其次为还原绿脱石、菱铁矿和黄铁矿。结构性二价铁和溶解氧在此过程中发挥着重要作用。·OH的产生随pH的降低而增加,Cl^-对该过程的影响很小。更重要的是,溶解性有机物可显著增强·OH的生成,尤其是在通O₂的情况下,证明该过程在实际环境中的重要性。这种黑暗条件下还原铁矿物氧化过程生成·OH的途径,有助于理解氧化还原波动环境中汞的形态转化,为汞污染减毒治理提供启示。(3)模拟了厌氧水环境下合成硫化亚铁对甲基汞和二价汞的吸附行为,发现水溶液中的甲基汞和二价汞可快速吸附于硫化亚铁颗粒表面。这种汞在矿物表面的吸附行为可能会进一步降低其环境迁移和生物可给性,进而影响汞的生物地球化学,为利用天然和人工过程干扰汞循环降低其毒性风险提供了思路。