第一章 緒論
1.5 影響沉積物中汞含量差異之可能因子
沉積物的性質如本身礦物組成、黏土成分、有機物質、及附著其上的各種重 金屬等，這些因子都會影響沉積物對汞的吸附(Bengtsson and Picado, 2008; Vane et al., 2009)；此外，如人為污染等外來因素也可能導致相當程度的影響。以下針 對上述可能因子逐一簡述。
(A) 沉積物本身礦物組成
沉積物本身的 礦物組成是沉積物金屬含量之基礎 (Martin and Meybeck, 1979)。沉積物中各種礦物所擁有的金屬含量因母岩來源、化學鍵結等因素有所 差異；尤以黏土礦物、碳酸鈣與石英是一般沉積物中最常見的礦物組成。表 1-1 為重金屬汞(Hg)在各種不同岩石(類)中的濃度值/含量表。以礦物為例，石英、長 石為砂質主要成分且因本身帶負電荷，而能以靜電力作用之方式將帶正電荷的汞 留在礦物晶格中(Barber et al., 1992)。同樣地，包覆在礦物表面的大量陰離子，
如 OH-、SO42-、黏土成分、及鋁、鐵、錳等氫氧化合物(Oxyhydroxides)(Coston et al., 1995)、有機碳(Brown et al., 1999)等皆能以靜電力作用或錯合等方式抓住重金 屬汞(Yin et al., 1996)。
(B) 顆粒大小
沉積物顆粒大小亦影響其金屬含量的多寡(Lin et al., 2002)。粗顆粒的沉積物 除非本身含有高濃度的重金屬，否則與細顆粒相互比較之下，在同樣重量下其表 面積小，不易被親顆粒性之金屬所吸附，使得粗顆粒沉積物之金屬含量較低。細 顆粒沉積物表面積較大且具有較好的陽離子交換能力，所以具有較好重金屬吸附 能力；另外，細顆粒易吸附鐵錳氧化物、有機物質等可當作污染物的清除者 (Scavenger)，此亦導致重金屬常常富集於細顆粒沉積物上，重金屬汞即是例子。
(C) 有機物質
自然界中的沉積物或礦物顆粒表面對於汞的吸收作用常受到顆粒態(POC)與 溶解態有機碳(DOC)所影響，主要是因為它們對於吸附汞之作用具有很強的親和 力(Yin et al., 1996)。DOC 藉著本身的-OH 基或-COOH 基以靜電力作用或配位基 交換(Ligand exchange)等方式，吸附原先包覆在礦物顆粒表面之鋁、鐵等氫氧化 合物的-OH 基或-OH2基之上(Kaiser and Zech, 1998)。另外，當 DOC 溶解時會進 一步形成 DOC-Hg 錯合物(通常於高 pH 時發生)(Yin et al., 1996; Schluter, 1997)。
再者，汞與有機物質彼此之間強烈地交互作用主要歸因於有機物質含硫官能基容 易與汞形成鍵結所致(Ravichandran, 2004)。另一方面，Amyot et al. (1997a)指出無 論在淡水/海水中，DOC 可能同時扮演著強化或抑制汞的還原作用，其機制為何 端視淡水/海水(系統)中的 DOC 濃度多寡而定；且此作用機制目前仍不清楚。
(D) 人為污染
人為活動可能會影響自然界中的汞循環，並使得更多的汞因而被釋放至環境 中。以巴西塔帕索斯河(Tapajós)為例，本身為亞馬遜河(Amazon River)的主要支 流之一，附近區域在 1960 年代時人為活動大為興盛，所排放的大量都市、農業 廢水等皆被認為是現今汞污染的來源之一；上述可由當地沉積物中所含汞濃度在 1960 年代後突然遽增證明之(Roulet et al., 2000)。再者，都市及工業區所產生的 廢污水，其所含的重金屬會吸附在懸浮顆粒上，並一同輸出至河口或周邊海域中 沉積埋藏。這使得河口環境地區的沉積物金屬含量通常高於其大陸棚區域與平均 地殼或頁岩之金屬含量(Windom et al., 1989)。
表 1-1 重金屬汞(Hg)在各種不同岩石(類)中的濃度值/含量表。