城市景观水体甲基汞的形成机制及微宇宙模拟研究

汞对环境的危害已经成为研究热点之一,尤其是水体底泥作为污染物的主要储蓄库,其对水质以及生物的影响研究非常重要.本文以合肥市景观水体为研究对象,调查分析底泥中无机汞和甲基汞的污染现状,并采用微宇宙试验模拟"底泥-水-草-鱼"生态系统中无机汞和甲基汞的转化过程及其甲基汞的富集机制.结果表明,合肥市景观水体10个底泥样品中无机汞和甲基汞含量范围分别在11.74~13.12μg·kg~(-1)和0.37~2.23μg·kg~(-1)之间.微宇宙模拟试验显示,随着培养时间增加,底泥中无机汞含量逐渐减小,甲基汞含量先增加后递减至平衡;水体中无机汞和甲基汞含量均呈递增趋势;水蕴草和草金鱼中无机汞的含量呈先增长后下降趋于平衡趋势,但总量较小,而水蕴草和草金鱼对甲基汞均具有较高的富集能力,其中,草金鱼(身)对甲基汞富集能力最强,其富集系数也最大.     

大气汞沉降与鱼中汞含量的联系

在湖泊湿地底部淤泥中,细菌将无机汞转化为甲基汞,甲基汞是一种剧毒化学物质,会积累在鱼组织中,但是科学家还没有证明空气中的人为汞和鱼中甲基汞之间存在肯定的关联.现在本刊(PP5992-6000)的一份研究表明,减少雨水将汞带入湖中可减少甲基汞的产生.伍兹霍尔海洋研究所的Chad Hammerschmidt说:“这篇论文是重要的,因为它是第一个用野外试验表明无机汞的沉降和甲基汞的产生之间有直接关系.”由加拿大人Diane Orihel领导的这项研究把同位素富集的汞添加到安大略湖北部11个封闭的湖中小区(称作mesocosmce).加入汞使汞的沉积为原先的2~15倍.研…     

三峡库区消落带沉积物-水界面汞的扩散特征

通过模拟实验研究了三峡库区消落带沉积物-水界面汞及甲基汞的扩散。结果表明,三峡库区消落带浅水沉积物中的甲基汞占总汞的比例为0.41%±0.29%,深水沉积物中的甲基汞占总汞的比例为0.74%±0.52%。深水沉积物比浅水沉积物具有更高的甲基汞产率。随着淹水时间的延长,沉积物中甲基汞的含量呈指数增长。沉积物中的甲基汞生成动力学方程符合零级反应方程。沉积物中无机汞的扩散以Freundlich修正式拟合效果最好,相对好氧的环境更有利于沉积物中无机汞的释放。相应地,甲基汞的扩散以抛物线扩散方程拟合效果最好,黑暗厌氧的环境更有利于沉积物中甲基汞的释放。三峡库区消落带沉积物-水界面无机汞的扩散通量为154.65±47.12~160.23±56.19 ng/(m~2·d),甲基汞扩散通量为7.61±3.39~7.79±4.56 ng/(m~2·d)。随着淹水时间的增加,孔隙水无机汞及甲基汞向上覆水体的释放通量均表现为先增加后减小的趋势。沉积物中的甲基汞对上覆水体甲基汞含量的贡献率为1.5%~14.3%,释放量为0.28~0.85 kg/a。而沉积物中的汞对上覆水体汞含量的贡献率为0.20%~1.70%,释放量为5.64~17.55 kg/a。     

稻壳生物炭吸附无机汞和甲基汞的特征研究

为了探究稻壳生物炭吸附溶液无机汞(Hg²⁺)和甲基汞(MeHg⁺)的特征,研究了不同稻壳生物炭用量和溶液pH对汞吸附的影响,及其吸附动力学和热力学特征。结果表明:当溶液中无机汞浓度为50 mg/L且pH为7.0时,施用50 mg生物炭后,生物炭对无机汞的吸附在18 h后达到平衡且最大吸附量为23.52 mg/g;当溶液中甲基汞浓度为30 ng/L且pH为4.0时,施用20 mg生物炭后,生物炭对甲基汞的吸附量在3 h后达到吸附平衡且最大吸附量为58.54 ng/g。生物炭对无机汞和甲基汞的吸附研究过程均符合准一级、准二级模型,其中准二级模型的拟合效果更好,说明该吸附作用过程更倾向于化学吸附。Freundlich和Langmuir等温吸附模型都能很好的拟合稻壳生物炭对无机汞的等温吸附,而稻壳生物炭对甲基汞的吸附符合Langmuir等温吸附模型。稻壳生物炭对总汞和甲基汞的吸附机制主要为离子交换、静电吸附、沉淀以及络合作用。研究结果可为稻壳生物炭修复汞污染环境提供理论依据。     

中国松花江甲基汞的生态污染防治二十年

1982年我国政府投巨资改造了吉林电石厂排汞旧生产工艺,从此消除了松花江汞的主要工业污染源.但是已沉积到松花江河床的上百吨无机汞存在汞的二次污染.松花江甲基汞的污染防治工作并没有因工业污染源切断而停止.本文以沿江渔民受甲基汞生态污染程度的变化,来反映汞的工业污染源切断后的二十年里中国松花江甲基汞污染防治已取得的重大成果.     

鱼体汞甲基化的研究

研究了鲤(平均体重20g)、鲫(平均体重35g)鱼体中汞的甲基化作用，鲤肌肉中甲基汞的半衰期及其对无机汞的累积和排泄能力。初步研究结果表明，注入鲤，鲫鱼腹腔内的无机汞，15夭后出现轻微的甲基化。而加入水环境中的无机汞，由于刺激鱼体分泌了大量粘液，所以15天后出现了明显的甲基化。相同浓度的无机汞进人鱼体时，鲫鱼的甲基化程度高于鲤鱼．鲤鱼种肌肉中甲基汞的半衰期(36d)为无机汞的4.5倍。     

三峡库区消落带甲基汞变化特征的模拟

为探寻三峡水库消落带在干湿交替条件下甲基汞的变化规律,以库区典型消落带土壤为研究对象,采用模拟试验,研究了干湿交替条件下消落带土壤和水体甲基汞含量和动态变化趋势及其影响因素.结果表明:淹水过程会促进土壤无机汞向有机汞转化,土壤甲基汞含量在淹水和落干过程均呈现先增加后减少的趋势;随着干湿交替周期的增加,土壤甲基汞含量增加,第二次淹水后土壤甲基汞平均含量比第一次淹水增加了22.13%,第二次落干后土壤甲基汞平均含量比第一次落干增加了58.17%.第二次淹水过程土壤甲基汞占总汞的比例明显高于第一次淹水,土壤中汞的甲基化主要与干湿交替循环有关.土壤淹水后会迅速向水体释放甲基汞,水体中甲基汞含量明显增加,两次淹水过程增幅分别为119.42%和334.72%,水体甲基汞和土壤甲基汞之间无显著相关.干湿交替环境土壤甲基汞含量主要受pH值、有机质含量、Eh和土壤含水量等因素的影响;水体中甲基汞含量的影响因素则主要有水体pH值、DO、DOM、水温等.     

三峡库区消落带甲基汞变化特征的模拟

为探寻三峡水库消落带在干湿交替条件下甲基汞的变化规律,以库区典型消落带土壤为研究对象,采用模拟试验,研究了干湿交替条件下消落带土壤和水体甲基汞含量和动态变化趋势及其影响因素.结果表明:淹水过程会促进土壤无机汞向有机汞转化,土壤甲基汞含量在淹水和落干过程均呈现先增加后减少的趋势;随着干湿交替周期的增加,土壤甲基汞含量增加,第二次淹水后土壤甲基汞平均含量比第一次淹水增加了22.13%,第二次落干后土壤甲基汞平均含量比第一次落干增加了58.17%.第二次淹水过程土壤甲基汞占总汞的比例明显高于第一次淹水,土壤中汞的甲基化主要与干湿交替循环有关.土壤淹水后会迅速向水体释放甲基汞,水体中甲基汞含量明显增加,两次淹水过程增幅分别为119.42%和334.72%,水体甲基汞和土壤甲基汞之间无显著相关.干湿交替环境土壤甲基汞含量主要受pH值、有机质含量、Eh和土壤含水量等因素的影响;水体中甲基汞含量的影响因素则主要有水体pH值、DO、DOM、水温等.     

环境中汞的污染状况及监测

本文主要介绍环境中汞污染的来源；汞及其化合物的毒性，并且着重说明甲基汞对人类健康的损害状况；同时也介绍对环境中的无机汞和有机汞的监测分析方法，其中几种比较常用的甲基汞的分析方法。     

碱消解-HPLC同时测定土壤中的无机汞和甲基汞

建立了碱消解-高效液相色谱(HPLC)同时测定土壤中无机汞和甲基汞的分析方法。试验研究了KOH/甲醇提取液浓度、消解时间以及反萃取剂Na2S2O3浓度对碱消解过程中甲基汞提取率的影响,当KOH/甲醇提取液浓度为25%、消解时间为12 min、Na2S2O3浓度为0.01 mol/L时,KOH/甲醇溶液对土壤甲基汞的提取率最高。提取出的无机汞和甲基汞,经衍生后HPLC法测定,流动相最佳选择为0.01 mol/LTBABr和0.025 mol/L NaCl的水溶液:甲醇=45:55(v:v)。在优化检测条件下,土壤样品中无机汞和甲基汞的检出限分别为1 ng/g和10 ng/g。该方法样品前处理简单、线性范围宽、精密度高、准确性好,适用于土壤中汞化合物的形态分析。     

Geobacter sulfurreducens对汞的甲基化及其影响因素研究

在实验室模拟条件下,研究了铁还原菌Geobacter sulfurreducens对汞的甲基化作用及其影响因素.结果表明,G.sulfurreducens在低浓度汞溶液中能够生长,但生长受到一定程度的抑制,主要表现在菌株生长曲线迟缓期的延长.G.sulfurreducens在生长过程中能同时将溶液中无机汞转化为甲基汞,甲基化过程受多种环境因素的制约.在初始HgCl2浓度为1 mg.L-1、温度35℃、pH 6.0、0.9%盐度的厌氧环境条件下,G.sulfurreducens对汞的甲基化率可达38%.适当增加HgCl2初始浓度与盐度能提高甲基汞的转化率,但过高汞浓度和盐度会造成微生物的死亡;温度在4～35℃范围内,温度越高甲基汞转化率越高;弱酸性环境比酸性或中碱性环境更利于汞的甲基化.此外,腐殖酸和半胱氨酸等均影响甲基汞的转化效率,其中腐殖酸对汞甲基化有一定的抑制作用,而半胱氨酸有较强的促进作用.该研究为自然水体生态系统中铁还原菌参与汞甲基化的过程提供了直接证据.     

区域水体中汞的质量平衡与生物地球化学循环

本文是几年来在蓟运河下游对汞的地球化学行为进行综合研究的结果.通过箱式模型的方法,利用质量平衡公式对各流量进行定量计算,结果表明:排入河流的汞,绝大部分很快沉积入水底沉积物中;而存在于河水中的汞,水迁移是最主要的,气迁移很少,生物迁移微乎其微.本文提出了水体中汞的生物地球化学循环模型.汞循环途径主要有两条:无机汞被生物甲基化后的生物小循环和汞在水体与大气之间的地球化学循环.这两种循环主要是由沉积物中的无机泵被生物转变成甲基汞或元素汞之后完成的.因此,存在于沉积物中的无机汞的甲基化能力与转化为元素汞的量,决定了这两种循环过程的汞通量问题.     

水稻甲基汞富集对大气气态单质汞浓度升高的响应研究

水稻具有很强的甲基汞(MeHg)富集能力,从而增加了汞污染地区居民甲基汞暴露的风险.本研究利用开顶气室熏蒸实验和土壤加汞培育实验探究水稻各组织中MeHg富集对大气中的气态单质汞(GEM)浓度升高的响应.结果表明:水稻根中甲基汞含量与土壤中甲基汞含量显著正相关(r=0.9462~0.9870,p0.05),与大气汞含量无线性关系(p0.05),表明水稻根中的MeHg主要来自土壤.水稻茎中甲基汞含量随土壤甲基汞含量的增加而线性增加(上部茎:r=0.8560,p0.05;下部茎:r=0.9178~0.9484,p0.05),与大气汞含量没有相关性(p0.05),但在气室熏蒸实验中上部茎中的甲基汞含量高于下部茎;而在土壤加汞培育实验中下部茎中的甲基汞含量高于上部茎,表明水稻茎主要受土壤汞的影响,且大气汞可能对水稻上部茎甲基汞的富集有一定的影响.水稻叶中甲基汞含量与土壤甲基汞含量显著正相关(r=0.9708,p0.01),与大气汞含量无线性关系,但在气室熏蒸实验中实验组叶中甲基汞的含量高于对照组,表明水稻叶中的甲基汞可能受土壤甲基汞和大气汞的共同影响.水稻籽粒中甲基汞的含量与土壤甲基汞含量呈显著正相关(r=0.9046~0.9865,p0.05),与大气汞含量无明显的线性关系(p0.05),表明水稻籽粒中的甲基汞主要来自土壤,但在水稻上部茎和叶中甲基汞含量受一定程度大气汞含量影响的情况下势必会对水稻籽粒甲基汞的富集产生影响,但究竟有多大程度影响或量化其贡献还需进一步实验研究.     

浙江近海一些生物汞含量的测定

汞是一种高毒性的重金属,在海生生物中汞一般以无机态及有机态二种形态存在。无机汞以Hg~ 和Hg~( )离子存在于生物鳃液、血液及粘膜中,有机汞存在的主要形态是甲基汞,其存在于脂肪及肌肉组织中。生物中存在的无机汞和有机汞在不同的环境条件(如温度、     

天然水中无机汞和有机汞的测定

汞是污染环境的主要有害元素之一。不同形态的汞对人及生物的毒害程度相差很大,甲基汞的毒性是无机汞的一百倍。由此可见,只用总汞的含量来评价环境中汞的危害是不适宜的。近年来,汞的形态分析已引起了人们的关注,许多人都致力于这方面的研究工作。 本文结合水体汞污染的调查,研究了天然水中无机汞和有机汞分别测定的方法。我     

水稻根际土壤中汞的微生物循环过程

甲基汞(MeHg)是一种具有神经毒性的环境污染物。稻田土壤中在微生物作用下由无机汞转化产生的甲基汞,经水稻根系吸收后最终会富集于稻米中,由此造成人体的甲基汞暴露风险。水稻根际土壤在此过程中可能扮演着至关重要的作用。受水稻根系分泌的有机碳及氧气等的影响,根际土壤被视为稻田环境中的特殊生境,其间的微生物群落结构与丰度以及若干关键元素的循环过程与非根际土壤相比存在巨大差异。这一特殊生境会对无机汞(IHg)以及甲基汞在稻田环境中的命运产生重要影响。本文首先简要综述了稻田土壤环境中甲基汞产生与降解的微生物学过程研究进展,并进一步着重分析了水稻根际土壤中Fe、S、C、N和P等关键元素对汞的微生物循环过程的影响。深刻认识这些过程,有助于研究者准确评估汞污染区稻田土壤甲基汞的产生及向水稻体内的转移效率,这对未来选择适当的农业手段降低人体甲基汞暴露风险具有重要意义。文章最后提出了若干值得探索的研究方向,期望能为相关研究提供新思考。     

施用污泥堆肥品对土壤和植物总汞及甲基汞的影响

采用田间试验,分别施加两种不同的污泥堆肥品(含生物质炭和不含生物质炭),研究污泥堆肥土地利用过程土壤及植物总汞和甲基汞变化情况、迁移转化特征和植物富集能力.结果表明,施加污泥堆肥品会引起土壤总汞和甲基汞含量升高,但总汞含量低于国家土壤环境质量二级标准.生物质炭堆肥品可能促进土壤汞的甲基化,但不同处理土壤甲基汞/总汞(Me Hg/THg)比值较低.植物成熟后不同处理植物总汞含量明显低于幼苗期,而甲基汞含量均高于幼苗期.施加两种堆肥品对植物富集总汞没有明显差异,但对甲基汞富集影响显著.施加生物质炭堆肥品的土壤甲基汞含量明显高于施加无生物质炭堆肥品的土壤,而植物甲基汞含量则相反.生物质炭的加入可能有利于土壤甲基汞形成,但不利于甲基汞的迁移,抑制植物对土壤甲基汞的富集.植物对甲基汞的富集能力较强(富集系数为1.24~14.63),需关注长期施肥带来的土壤环境汞生态风险.     

松花江沿岸渔民头发、血液及尿中汞水平的分析

本文研究了松花江沿岸渔民体内总汞、甲基汞的蓄积、分布和季节变动规律。结果证明：部分渔民体内甲基汞蓄积量已超过中毒发病阈值;发、血中总汞和甲基汞比分别为302:l和310:1，甲基汞/总汞比值分别为0.74和O.69;总汞、甲基汞在血与发中含量之问均呈正相关；渔民甲基汞摄入取间歇方式，发汞秋季最高，春季最低；血液甲基汞半衰期为29天。本文结果为慢性甲基汞中毒危险性评定提供了客观依据。     

海产品(鱼、贝、甲壳类)中有机汞、无机汞和总汞的分别测定方法研究

自从日本发现水俣病以来,汞对海洋环境的污染和对人体健康的严重危害,已引起人们的高度警惕。由于海洋生物可以通过食物链对汞起富集作用和甲基化作用,加上甲基汞对人的毒性比无机汞更大等原因,分别测定海洋生物中有机汞、无机汞和总汞的含量,已成为评价海洋环境的重要指标之一。     

环境中的无机汞是怎样甲基化的?

在环境中从各种途径排放出来的无机汞是怎样变成危害人体健康的有机汞的呢?原来,在河底、海底的淤泥中有一些含甲基钴氨素的微生物,当它们遇到无机汞时,在生物酶的催化作用下,就转移出本身的甲基和无机汞化合而形成甲基汞。这种甲基化过程无论在厌氧或需氧条件下都能进行。在需氧条件下主要形成一甲基汞,它是水溶性物质,可被水生物吸收而进入食物链;在厌氧条件下主要形成二甲基汞,它不易溶于水,但其有挥发性可逸入大气中。有人曾作过实验来证明这种微生物的甲基