随着人类社会发展和技术进步，人类排放的污染物对水环境的影响日益增加。在这些污染物中，重金属由于其不可降解性、生物累积效应以及其较低浓度即有较大毒性等特点，成为水环境中的一类重要污染物，汞作为其中毒性较大一种，而备受人们关注。水中固体颗粒物表面反应与汞在水环境中的存在和迁移转化密切相关，对于决定汞在固液相间分配以及对水环境的潜在影响方面起着决定作用。　　 松花江曾经受到汞的严重污染。因此，本论文以汞在松花江沉积物-水界面交换特征为研究对象。通过静态实验，主要研究了汞在沉积物表面吸附—解吸动力学和热力学，并比较了Langmuir、Freundlich吸附等温式对汞在沉积物表面吸附热力学实验数据非线性拟合优度。结果表明，运用Langmuir、Freundlich吸附等温线对汞在沉积物表面吸附热力学实验数据进行非线性拟合，相关系数R均大于0.95，其中Langmuir吸附等温线拟合效果更好。汞在沉积物表面吸附速率很快，吸附15min内基本达到最大吸附量，然后进入平衡稳定阶段；解吸速率相对较慢。　　 运用NHOH·HCl、Na2S2O4和H2O2等萃取剂进行选择性萃取，去除目标组分，进行萃取前后的沉积物吸附汞的热力学实验，对吸附结果用非线性拟合(NLSF)按Langmuir吸附热力学规律进行分析，估算沉积物组分中铁氧化物、锰氧化物和有机质对沉积物吸附汞的能力和贡献，沉积物中的各主要组分的吸附能力均为锰氧化物>铁氧化物>有机质。由于各主要组分在断面沉积物中的含量不同，因此吸附贡献之间存在差异：依兰断面，铁氧化物>有机质>锰氧化物；涝洲断面，有机质>铁氧化物>锰氧化物。　　 为以上实验结论加以佐证，本论文还对松花江沉积物中汞、铁、锰和有机质含量进行了相关分析、偏相关分析和多因素方差分析。结果表明，汞分别与铁、锰、有机质含量呈显著正相关关系；偏相关分析结果中，汞与铁依然呈显著正相关，而与其它组分之间相关性消失。汞与铁、锰、有机质之间进行多因素方差分析结果显示，铁对汞含量离差平方的贡献率高达85.1％，说明铁、锰和有机质组分对松花江汞的含量和形态分布均具重要的影响，铁的作用相对较大。　　 此外，还探讨了沉积物粒径、pH和DOM对汞在沉积物表面吸附—解吸量的影响。不同粒级沉积物吸附汞热力学实验，对吸附结果用非线性拟合(NLSF)按Langmuir吸附热力学规律进行分析，估算各粒级沉积物对汞吸附热力学参数。结果表明，粒径240目的沉积物Γmax值最大，140目次之，80目沉积物最小。pH的变化对汞在沉积物表面吸附—解吸量的影响作用显著：pH<4.5，汞吸附量随pH的增加迅速增大，并在pH4.5达到最大值；pH>4.5时，吸附量开始降低；不同污染程度沉积物的解吸量随pH先减小后增大，最小值均出现在pH5。柠檬酸在不同汞浓度溶液中，对沉积物吸附汞均表现为抑制作用。随着浓度继续增加，对吸附的抑制作用逐渐减弱。柠檬酸对汞的解吸速率的影响分为三个阶段：浓度小于50mg/L时，随着体系浓度的增加，对沉积物中汞的解吸起促进作用；浓度介于50～200mg/L，浓度增加抑制沉积物中汞的解吸；浓度大于200 mg/L后，浓度变化对沉积物汞的解吸影响不明显。