香根草及添加剂对汞污染土壤汞固定的现场试验

通过前期盆栽模拟试验发现,汞污染土壤种植香根草木屑和腐殖土或者添加木屑和腐殖土后再种植香根草都能极大抑制汞通过地表径流迁移,但是尚没有开展野外试验进行验证。因此为了进一步验证其效果,本研究在贵州万山汞矿区大水溪村汞污染农田建立了地表径流小区,现场研究了种植香根草及添加木屑和腐殖土后种植香根草对土壤汞固定的影响,研究结果显示:(1)在所有处理小区的地表径流中,颗粒态汞占总汞的96%以上,是汞迁移的最主要途径;(2)在汞污染土壤中种植香根草或者土壤中分别添加木屑或者腐殖土后再种植香根草,都能显著降低地表径流中颗粒态汞含量(46%~67%),进而减少土壤汞通过地表径流向周围环境迁移,且香根草与木屑或腐殖土结合效果更佳;(3)不同处理均降低了地表径流中可溶态汞(13%~31%)的含量。本研究能为汞矿区汞污染土壤修复提供一定理论支持和技术指导。     

广西南丹玉兰汞矿周边土壤-霸王草系统汞含量分布及污染研究

本文通过对玉兰汞矿及其周边地区土壤和植物(霸王草)汞含量分布及污染的调查和研究,旨在了解土壤和霸王草中的汞污染状况以及汞在土壤-霸王草系统中的迁移转化规律,进而为汞污染防治与修复提供科学依据。本次研究共采集土壤样315件和植物样(霸王草)150件。全部土壤和植物样品采用MDS-2003F型压力自控密闭微波溶样系统消解,并用原子荧光测汞仪进行分析测定。结果表明,坑口片区土壤汞含量为1.362 1±1.227 6μg/g,拉莫片区土壤汞含量为0.742 8±0.717μg/g,周边地区土壤汞含量为0.346 4±0.031 3μg/g,分别为我国一些地区土壤汞自然含量(0.071μg/g)的19.18、10.46、4.88倍。土壤汞含量随远离矿区中部向东西两侧依次降低。植物汞含量分布与土壤汞含量分布基本相似。植物根汞、叶汞与土壤汞相关性为r=0.547和r=0.179,均大于临界值r=0.159(取信度α=5%),植物不同部分汞含量表现为根叶茎。上述特点表明土壤汞是植物汞的主要来源。本次采集工作中55%的土壤样汞含量超过了我国《土壤环境质量标准(GB15618-2008)》第二级标准的对应限值(汞≤0.35μg/g),坑口片区以及北部拉莫片区土壤汞污染较严重,污染范围为2km2。植物根汞对土壤汞的富集系数为3%,土壤汞形态分析显示土壤中的可吸收态汞含量低。植物茎/根和叶/根转运系数较高,为36.62%、65.91%,表明植物根部吸收的有效态汞较多地被转运到茎叶上。     

万山汞矿区土壤汞污染及其防治研究

万山汞矿区具有600多年采矿历史,当地的生态破坏问题不容忽视.汞具有挥发性,能在水体、大气、土壤等环境介质中迁移转化,增大了汞污染治理难度.同时汞作为人体非必须的有毒重金属元素,对动、植物及人类具有极大的危害性.在此基础上,探讨了贵州万山汞矿区周边土壤的汞污染现状、来源、形态及其迁移转化规律,提出了相应的治理措施,以期能为今后深入开展汞污染治理研究提供理论依据与技术指导.     

湘黔汞矿区土壤汞的化学形态及污染特征

以湘黔汞矿带内典型矿区土壤为对象,基于BCR三步法和氢化发生-等离子体发射光谱技术,研究了湘黔汞矿区土壤中汞的形态含量及污染特征.结果表明,矿区土壤中汞以残渣态为主,其次为有机-硫化态,酸交换态和铁锰氧化态所占比例较少,各形态汞的分配系数依次为：残渣态(85.77%)>>有机-硫化态(12.44%)>>Fe-Mn氧化态(0.93%)≈酸交换态(0.86%);土壤中各形态汞含量与砂粒含量正相关,与粘粒含量负相关,并随土壤pH升高而增加;各形态汞含量存在明显的空间分异,垂直空间上体现为表层土壤中的含量高于亚表层土壤,水平空间上表现为随着与污染源距离的增加而含量急剧降低,并因土地利用类型不同、区域不同而差异明显.人类活动引起的外源输入性汞污染对矿区土壤中汞的环境毒性和污染特征产生了重大影响.     

高分子聚合物与钝化剂复配对汞污染土壤钝化修复研究

采用盆栽试验方法,研究了添加1种耐酸性较强的高分子聚合物与传统的有机或无机类钝化剂复配来钝化土壤重金属汞,并探讨其对土壤理化特性、植物生长发育、土壤汞形态以及酶活性等的影响。结果表明:与对照（CK）相比,添加不同钝化剂均能有效改善汞污染土壤理化状况和土壤微环境,促进植物生长。不同钝化剂处理均显著降低了土壤有效态汞的比例,土壤水溶态、可交换态汞比例分别较CK降低了106%~315%、12.61%~34.60%;与单一钝化剂相比,添加高分子聚合物的钝化剂能更有效吸附、固定土壤中的汞,并降低土壤重金属汞的生物有效性;生物炭-聚丙烯酰胺（BI-PAM）处理对土壤有机质含量和pH增加最为明显,且对土壤重金属汞的钝化效果最好（水溶态汞、可交换态汞和Fe-Mn氧化物结合态汞占总汞比例最小,分别为1.05%、12.14%、12.72%,而强有机结合态汞和残渣态汞比例最高,分别为15.86%和58.23%）,能促进增产且减少白菜叶片对汞的吸收富集。根据试验结果,针对汞污染酸性土壤,建议施用生物炭与聚丙烯酰胺复配而成的钝化剂。     

红枫湖出入库河流汞浓度分布特征及影响因素分析

基于冷原子荧光测定方法对红枫湖出入库河流中总汞、溶解态汞、甲基汞及溶解态甲基汞的时空分布特征及控制因素进行了分析。河流总汞浓度在2.2～350ng/L之间,平均值为51ng/L。由于受到人为源的污染,总汞含量显著高于世界其它一些天然水体。河流中总汞和颗粒态汞之间存在极显著相关性(r=0.99,p0.001)。河流汞季节变化主要受河水流量以及暴雨引发的地表径流所控制。河流输入红枫湖水库的汞大部分蓄积在水库中,仅有少量汞输出水库,水库已成为河流汞输入一个巨大的汇。入湖河流中的总甲基汞和溶解态甲基汞并没有显著的季节差异。春季暴雨期间,更多的地表甲基汞随着地表径流进入到河流中,成为河流甲基汞一个重要甲基汞源。     

贵州省万山汞矿区地表水中不同形态汞的空间分布特点

利用两次金汞齐-冷原子荧光光谱法,对贵州省废弃汞矿山万山矿区地表水不同形态汞(活性态、溶解态、颗粒态)的含量进行测定。样品活性态汞为1.04~402 ng／L;溶解态汞为12.5~426 ng／L;颗粒态汞变化很大,最低只有1.38 ng／L,最高达4 427 ng／L。研究表明:(1)直接与矿山冶炼活动排放物炉渣接触的溪流水污染程度最高,总汞高达4.46μg／L;(2)与矿山开采活动排放的废石或贫矿石接触的溪流水污染程度较低;(3)远离汞矿开采、冶炼活动区的地表水总汞接近汞矿化带背景参考值。     

低温热解处理汞污染土壤对蔬菜总汞和甲基汞累积的影响

低温热解技术是汞污染土壤修复的有效工程措施之一,能降低土壤环境风险。本文选择矿区汞污染土壤进行低温热解修复并开展蔬菜种植,探索低温热解前后土壤理化性质和汞含量的变化,研究低温热解修复对土壤中总汞和甲基汞向蔬菜迁移及累积的影响。结果表明,低温热解后,土壤中有效磷提高了828.0%,阳离子交换量、有机质、全氮、碱解氮含量不同程度降低;土壤总汞去除率为86.63%,甲基汞去除率为95.34%;低温热解后土壤生长的白菜、白萝卜、小白菜、豌豆可食部位总汞、甲基汞含量分别降低了16.67%、36.36%、50.00%、50.00%和63.16%、37.50%、26.67%、22.22%。研究结果可为评估低温热解技术对汞污染土壤的治理修复成效提供数据参考。     

三峡库区消落带土壤汞形态分布与风险评价

为了解三峡库区消落带土壤中汞污染现状和环境风险,选择重庆14个区县的消落带,采集了192个土壤样品,分析其土壤总汞和汞形态分布,探讨其生物可利用性,对比研究和评估土壤总汞与汞赋存形态的污染水平和生态风险.结果表明,三峡库区消落带土壤中汞含量差异较大,土壤汞含量为22.4~393.5μg·kg-1,平均值为(84.2±54.3)μg·kg-1,76.6%的采样点土壤汞含量超过了三峡库区土壤汞背景值.土壤中的汞以残留态为主,不同汞形态所占比例为:水溶态汞4.1%、酸溶态15.5%、碱溶态汞18.3%、过氧化氢溶态汞10.9%、残留态汞51.3%.各区县土壤中生物可利用性汞(水溶态汞、酸溶态汞与碱溶态汞之和)平均含量为19.7~36.6μg·kg-1,生物可利用态汞占总汞的比例达到22.1%~51.6%.地累积指数和潜在生态危害指数评价结果均表明,三峡库区消落带土壤中汞赋存形态的污染水平和生态风险都较低,由生物可利用态汞带来的生态风险也很小;而对土壤总汞含量评价的结果明显偏大.因此,采用汞赋存形态进行污染现状和生态危害评价更能反映消落带土壤汞的环境风险.     

贵州省万山汞矿区地表水中不同形态汞的空间分布特点

利用两次金汞齐一冷原子荧光光谱法,对贵州省废弃汞矿山万山矿区地表水不同形态汞(活性态、溶解态、颗粒态)的含量进行测定。样品活性态汞为1．04～402ng／L;溶解态汞为12．5～426ng／L;颗粒态汞变化很大．最低只有1．38ng／L最高达4427ng／L。研究表明：(1)直接与矿山冶炼活动排放物炉渣接触的溪流水污染程度最高,总汞高达4．46μg／L;(2)与矿山开采活动排放的废石或贫矿石接触的溪流水污染程度较低;(3)远离汞矿开采、冶炼活动区的地表水总汞接近汞矿化带背景参考值。     

硒拮抗汞污染的粮食诱导大鼠中枢神经系统c-fos基因表达

为了从分子水平探讨硒与汞的拮抗效应和不同形态汞对脑的损伤 ,应用RT PCR方法和免疫组织化学方法研究了大鼠在汞污染粮食诱导下脑中c-fos mRNA表达和c-FOS蛋白表达 .结果表明 ,汞污染粮食能够显著诱导大鼠脑c-fos mRNA表达和c-FOS蛋白表达 ;硒能够拮抗汞在脑中的蓄积水平 ;硒能够拮抗汞诱导c-fos表达 .同时分析了硒汞拮抗的分子机制 .     

抑制土壤汞进入陆生食物链

土壤对Ｈｇ＾２＋有自净力，其作用实质是Ｈｇ的形态转化。本研究试验了膨润土，腐殖质，碳酸钙对汞形态转化的影响结果表明，膨润进使Ｈｇ＾２＋迅速向残留态转化而降低作物对汞的吸收，其效果在用量为０－４５０ｇ／ｋｇ范围呈线性增长；腐殖质使Ｈｇ＾２＋迅速向腐质态汞转化，且有与矿质粘粒争增Ｈｇ＾２＋之势，故最适用量因土壤粘粒含量而异。     

基于土壤汞形态归趋的健康风险评估方法

土壤汞污染是一个全球性关注问题,矿产资源开采、化工生产和燃煤发电等均造成了不同程度的土壤汞污染,合理评估汞污染场地的健康风险是场地开发再利用的关键.对土壤中汞的形态归趋研究总结表明,由于汞的特殊物理化学性质,并受土壤等环境因素的影响,导致其在土壤中具有复杂的化学形态和变化过程.汞在土壤中的不同化学形态归趋对其毒性效应、生物有效性和暴露途径产生显著影响.基于土壤汞总量的风险评估方法忽略了土壤中不同化学形态汞对毒性、生物有效性和暴露途径的影响,导致高估土壤汞污染的健康风险.针对基于土壤汞总量的风险评估存在的问题,提出了基于土壤汞形态归趋的土壤汞污染健康风险评估理论,并构建基于土壤汞形态归趋-有效剂量-健康效应的土壤汞污染的精细化风险评估技术体系框架:①土壤不同形态汞的测定与表征方法;②汞形态归趋预测模型;③暴露分析与暴露量计算;④有效剂量（生物可给性或生物有效性）测定;⑤风险表征;⑥基于不同形态汞的场地土壤污染风险筛选值和修复目标制定.该方法体系从理论上解决了传统基于土壤汞总量的风险评估方法存在的问题,实际应用中面临的主要问题和今后重点发展方向:①研发可商业化的土壤汞化学物组分分析仪及土壤汞蒸气的原位测定方法;②结合中国场地土壤特点,开展土壤中汞的形态归趋模拟的模型研究,弥补现阶段土壤汞化合物形态分析方法的欠缺;③研发和建立土壤汞的生物可给性和有效性的标准测试方法技术;④本土化的土壤汞筛选值的确定.      

滇池流域荒台地植被恢复工程控制面源污染生态机理

利用标准径流小区技术研究了滇池流域荒台地植被恢复工程对水土及氮磷面源污染物控制效应,用枝叶吸附水量和土壤入渗特征指标评价了恢复的植被树冠截留和径流控制能力,分析了植物枝叶形态特征差异与树冠截留,人工植被恢复与径流调控的关系.结果表明,圣诞树、旱冬瓜和香根草对地表径流、土壤侵蚀及氮磷流失具有良好的控制作用.树冠截留能力强、土壤水库容量大的人工植被系统将导致地表径流、土壤侵蚀、氮磷流失显著减少.叶子小、无角质化、表面粗糙、有表皮毛、含水量低、生物量高,枝表面呈中等粗糙、不分泌脂类物质的植物,具有较高的鲜重吸附水率,能增加人工植被树冠截留.整地过程、植物根系生长和林隙灌草丛的自然恢复改善了荒台地土壤入渗性能,减少了地表径流,最终减轻了面源污染负荷.     

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

河岸混合植物带处理受污染河水中试研究

利用2种混合植物带(香根草+沉水植物、湿生植物+香蒲+芦苇)对受污染河水进行中试研究,并与无植物空白带进行了对比.结果表明,混合植物带对污染物的降解效果优于无植物空白带,其中香根草+沉水植物带效果最好,它在整个运行期间对COD、NH₄⁺-N和TP的去除率分别为43.5%、71.1%和69.3%.对出水溶解氧及水温进行了考察,结果表明混合植物带水域中水的溶解氧比无植物带稳定,且在夏季水温低于无植物带水域的水温.说明在河道修复中植物带对平衡河岸带环境条件、改善河流局部小气候有重要作用.     

根际土壤中汞甲基化与去甲基化作用双同位素示踪研究

根际环境特殊的理化性质可能显著促进汞(Hg)的甲基化.为证实上述假设,本研究采集了三峡库区消落带狗牙根根际土和非根际土,分别测定了根际土与非根际土中总汞(THg)和甲基汞(MeHg)含量及主要理化性质,并采用双同位素示踪法(~(199)Hg~(2+)和Me~(201)Hg)进行室内模拟培养实验,探究其Hg的甲基化与去甲基化速率.结果表明,根际土壤中的Fe~(2+)、Mn~(2+)、有机质含量、过氧化氢酶活性显著高于非根际土(p0.05),MeHg含量、细菌、真菌数极显著大于非根际土(p0.01);根际土壤中MeHg的含量与Mn~(2+)、SO_4~(2-)、有机质含量存在显著正相关性(p0.05),与过氧化氢酶活性、细菌、真菌数存在显著正相关性(p0.01);根际土壤中Hg甲基化、去甲基化速率、净甲基化潜力均显著大于非根际土(p0.05),有菌根际土的甲基化与去甲基化速率显著大于无菌根际土(p0.05).本研究证实了根际是Hg发生甲基化的一个活跃区域,其中,微生物在根际土壤中Hg的甲基化与去甲基化过程中均起着主要作用.     

三江平原湿地汞的地球化学特征

三江平原典型湿地土壤、植物、地表水中的总汞含量较高，表层土壤汞含量平均为88．4ng/g，高于本地区耕地土壤，并具有从上到下逐渐减少的趋势；在草根层和泥炭层土壤中，总汞含量为毛果苔草沼泽＞乌拉苔草沼泽＞小叶樟沼泽，与积水条件一致；湿地开垦以后总汞含量明显减少，耕地土壤在开垦初期降低速率很快。湿地植物汞含量较高，湿地水中的总汞含量春季为58．4－131．6ng/L。初步认为三江平原湿地汞的主要来源为大气沉降，湿地是河流和水库中汞的重要来源，人类活动增强了湿地中汞的迁移。     

腐殖酸对土壤吸持汞的影响研究

采用吸附 解吸热力学和动力学方法研究了腐殖酸各组份对土壤吸持汞的影响 ,发现该试验条件下 ,腐殖酸能提高土壤对汞吸持能力 ,但不同组份其作用效果不同 ,富里酸在提高土壤吸持汞方面作用较短暂且不稳定 ,胡敏酸在增强土壤吸附固定汞的数量和速率上却好于富里酸。