降水中汞的赋存形态

在北京市不同地点和不同时期采集降水样品 36个 .分析结果表明 ,汞易形成相对稳定的络合态汞 ,除 Hg⁰_(w) 外各形态汞含量均表现为采暖期大于非采暖期 .降水中各形态汞的含量和百分比按大小排序 ,经统计检验 ,在非采暖期水相中为 Hg^re_(w)>[Hg⁰_(w),Hg²⁺_(w)],颗粒态汞为 Hg^re_(p)>Hg²⁺_(p)>Hg⁰_(p);在采暖期水相中均为 Hg^re_(w)>Hg²⁺_(w)>Hg⁰_(w),颗粒态汞为 Hg^re_(p)>[Hg²⁺_(p),Hg⁰_(p)].在非采暖期颗粒态汞含量及百分比 Hg^T_(p)>溶解态汞 Hg^T_(w),在采暖期颗粒态汞和溶解态汞没有明显差异 .小于 0.45μm颗粒吸附的汞 Hg⁰相对较多 ,Hg²⁺形态汞较少 ,水溶液中 Hg⁰ 形态汞少 ,Hg²⁺形态汞多 ,表明 Hg⁰ 形态汞更易在微小颗粒物上吸附 ,而 Hg²⁺形态汞相当部分可以保留在水溶液中 .     

左氧氟沙星对土壤中汞形态微生物转化的影响

为阐明左氧氟沙星（Levofloxacin）对土壤中汞形态转化的影响效应,探究了左氧氟沙星对2种能够影响汞形态转化的细菌—枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis subsp.spizizenii）和洋葱假单胞菌（Pseudomonas cepacian）的抑菌效果;并通过室内土培试验阐明了添加左氧氟沙星对土壤汞赋存形态的作用机制.结果表明,左氧氟沙星对2种细菌都有较好的抑菌效果,在添加0.1 mg·mL^-1左氧氟沙星时,枯草芽孢杆菌和洋葱假单胞菌的菌群数量都有显著降低.土壤培养实验中,接种枯草芽孢杆菌处理土壤中的Hg²⁺含量显著高于对照组（p<0.05）,而洋葱假单胞菌则导致土壤中Hg⁰生成量明显升高（p<0.05）.左氧氟沙星的添加减弱了土壤细菌对Hg²⁺和Hg⁰的转化作用;这主要归因于左氧氟沙星可以有效抑制土壤中菌群的数量及过氧化氢酶和汞还原酶的活性,从而导致2种菌对Hg的氧化和还原能力下降,降低了土壤中Hg²⁺和Hg⁰的含量.本研究对探究汞与抗生素复合污染土壤中汞的形态变化及其环境归趋具有一定的借鉴意义.     

中国燃煤汞排放清单的初步建立

建立中国分省燃煤汞排放清单,对于研究汞的大气化学转化、迁移和沉降,制定中国汞污染控制对策具有重要意义.本研究按经济部门、燃料类型、燃烧方式和污染控制技术将排放源划分为65种不同类型,根据各类型的煤炭消费量、燃料汞含量和汞排放因子计算汞排放量,最终建立了分省燃煤汞排放清单.用2组原煤汞含量数据资料计算的2000年中国燃煤大气汞排放量分别为161.6 t和219.5 t,其中绝大部分汞排放来自工业、电力和生活消费,分别占46%、35%和14%.Hg⁰、Hg²⁺和Hg_p在中国燃煤大气汞排放中所占的比例分别为16%、61%和23%.中国燃煤汞排放在各地区间有较大差异,排放量较大的省份有河南、山西、河北、辽宁和江苏,均超过10t/a.     

大气汞被动采样器研究进展

大气汞浓度监测日益受到重视,使用主动监测系统进行大气汞浓度监测需要持续电力供应,专业人员进行定期维护,且仪器普遍昂贵,因此不适宜在环境恶劣或基础设施落后的偏远地区进行,也难以进行大范围高密度布设。大气汞被动采样器由于造价便宜、不易受恶劣环境影响、采样过程中不需要人力及电力设施支持,可以在偏远地区实施无人值守监测,应用空间广泛。大气汞被动采样器在近年发展迅速,针对不同形态汞浓度监测有多种类型采样器。本文回顾已有大气汞被动采样器研究,针对各采样器的设计原理、采样效率及其在大气汞监测中的实际应用进行综述。     

Ce掺杂低钒V2O5-WO3/TiO2催化剂脱除烟气元素汞的研究

制备了Ce掺杂的低矾V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂,在模拟燃煤烟气条件下开展Hg⁰的脱除实验.结果表明该催化剂具有很好的Hg⁰脱除能力,在200～500℃的温度范围内能脱除烟气中95%的Hg⁰.催化剂表征结果表明,比表面积、 孔容和孔径与汞脱除能力没有显著相关性.XPS的结果表明,催化剂表面的Ce是以Ce⁴⁺的形式存在,有利于Hg⁰的脱除反应.抗硫抗水实验表明,H₂O会轻微抑制Hg⁰的脱除反应,主要原因是H₂O和Hg⁰在样品表面的竞争吸附;SO₂会促进Hg⁰的脱除反应,原因是SO₂能增加样品表面的酸吸附位且增加表面Hg⁰的吸附量.     

乌鲁木齐树木叶片汞浓度时空特征及环境意义

城市大气环境由于受人为活动影响,具有较高大气汞浓度和时空分布不均一特征。植被叶片虽具有较强富集大气汞的能力,但能否指示城市大气汞时空变化,目前尚有存疑。本文通过连续监测新疆乌鲁木齐市区内6个采样点5种常见树种叶片,在生长季（2019年5～10月）内的汞浓度,分析树叶汞浓度的时空分布变化特征,进而寻找潜在的最优树种叶片,反演乌鲁木齐大气汞污染程度。结果表明,城市内的局地污染能够显著提高叶片汞浓度;树种叶片对大气汞浓度的敏感性存在明显差异（P<0.01）;落叶阔叶树的叶汞浓度与叶片生长时间呈显著正相关关系（P<0.01）,即叶片在整个生长期不断积累大气汞;而针叶汞浓度一年之内与生长时间无显著关系。考虑到圆冠榆叶片对大气汞浓度敏感性较高且分布范围更广,圆冠榆作为乌鲁木齐城市大气汞的生物监测器较为合适。本研究为研究城市大气汞浓度生物监测提供了典型的案例与借鉴。     

水华束丝藻对汞的吸附-解吸特征

通过室内模拟实验,探究不同丰度的活、死水华束丝藻对Hg²⁺的吸附动力学特征和等温吸附模型以及解吸特征。结果表明,水华束丝藻对Hg²⁺有较好的吸附效果,能在短时间内吸附大量Hg²⁺,120 min左右达到吸附平衡,且活藻对Hg²⁺的吸附效果比死藻好;活藻和死藻吸附Hg²⁺的动力学过程符合准一级、准二级动力学模型,且准二级动力学模型拟合效果更好;活、死水华束丝藻对Hg²⁺的吸附分别符合Langmuir模型、D-R模型,最大吸附量分别为2.07×10^-2 ng/（10⁶ cells）、3.56×10^-2 ng/（10⁶ cells）;水华束丝藻对Hg²⁺的单位吸附量随着藻丰度的增加而减少,吸附总量随着藻丰度的增加而增加。反应初期（0～5 min）,活、死水华束丝藻对Hg²⁺进行生物吸附,吸附速度快且效率高;随后活藻依靠新陈代谢将Hg²⁺转移至细胞内进行生物富集,因而活藻的单位吸附量高于死藻。活藻和死藻对Hg²⁺的解吸量随藻丰度的增加而增加,且死藻变化更明显。     

基于分步热解技术的沉积岩形态汞同位素分析方法

沉积岩中的汞及其同位素常被用于指示大规模火山活动、海洋氧化还原演变等古环境演化事件,但现有研究主要聚焦总汞含量及相应的总汞同位素组成,缺少形态汞含量及其同位素组成数据,因此无法精准判别古环境中汞的来源、沉积环境和沉积过程。本研究开发了基于热解技术的沉积岩中不同形态汞的分离和同位素分析方法。首先通过沉积岩中典型形态汞（有机质、硫化物和粘土矿物结合态汞）单一标准建立热解温度曲线,然后将上述单一标准物质混合,通过调整升温速率以及形态汞采集的温度范围和时间优化热解分离方法,收集不同温度下析出的气态单质汞进行同位素分析。结果表明,分离的有机质结合态及硫化物结合态汞的δ²⁰²Hg和Δ¹⁹⁹Hg值同参考值的平均差值分别小于0.20‰和0.03‰,因此该分离方法能有效分离上述形态汞并进行汞同位素组成分析。上述方法被进一步应用于分析天然标准物质（黄红壤、水系沉积物、海相沉积岩）的汞形态及其同位素组成,验证了该方法在自然样品中的广泛适用性。     

长春市大气颗粒汞及其干沉降通量

在1999-07～2000-01,监测了长春市5个功能区及一个对照点的大气颗粒汞浓度.非采暖期,市区颗粒汞浓度范围为0.022ng·m^-3～0.398ng·m^-3,平均为0.145 ng·m^-3,对照点平均为0.084ng·m^-3.采暖期,市区颗粒汞浓度范围为0.148ng·m^-3～1.984ng·m^-3,平均为0.461ng·m^-3,对照点平均为0.211ng·m^-3.采暖期颗粒汞浓度平均超出非采暖期2倍以上.燃煤与地面扬尘是大气颗粒汞的2个主要来源.地面扬尘对颗粒汞的贡献约占8%～30%.应用理论模型估算汞的干沉降通量,市区颗粒汞干沉降通量为43.06μg·(m2·a)^-1,对照点为21.28ng·(m²·a)^-1.     

燃煤电厂区域颗粒物及颗粒物汞分布特征研究

对东南沿海平原地区某燃煤电厂不同方位距离的9个采样点进行为期9个月的大气颗粒物采集,以PM_2.5、PM₁₀为对象,研究了颗粒物与颗粒物汞的时空分布,探讨了燃煤电厂排放对周边大气颗粒物与颗粒物汞分布的影响.结果表明：①本研究区PM_2.5平均浓度为78.10 μg·m^-3,其中颗粒物汞平均浓度为294.88 pg·m^-3;PM₁₀平均浓度为114.48 μg·m^-3,其中颗粒物汞平均浓度为363.41 pg·m^-3,均高于海内外众多城市.②冬季颗粒物、碳组分及颗粒物汞的浓度远高于春、夏、秋三季,冬季燃煤量大、逆温等气象因素及远距离污染物传输均造成当地冬季颗粒物累积.③大气颗粒物汞浓度随距电厂距离的增加先增加后降低,最大浓度范围为电厂W-NW方向1.3~2.5 km处.④各采样点均受到多种污染源共同影响,以燃煤尘为主,餐饮油烟、机动车尾气、生物质燃烧和扬尘次之,燃煤电厂对周边区域环境大气可吸入颗粒物主要影响区域为W-NW方向1.3~2.5 km.     

大气汞监测技术进展

为了切实履行《关于汞的水俣公约》,落实美丽中国建设战略,我国亟待加强对大气环境及各涉汞行业的监管.采用文献调研、分类梳理的方法,系统地分析和总结了近年来国内外常用的大气汞监测技术现状与问题,并探讨了未来技术发展方向.结果表明:为了满足大气环境中低浓度多形态汞的监测需求,越来越多功能的大气汞监测技术被研发,当前基于AFS（原子荧光光谱）和AAS（原子吸收光谱）等方法的监测技术对Hg0（元素汞）可实现ng/m3的检出限,对Hg2+（氧化态汞）和Hgp（颗粒态汞）有着低至pg/m3的检出限.自动化采样监测技术是未来汞监测的发展趋势,当前技术对大气中Hg0有着2.5~5.0 min水平的时间分辨率,对大气中Hgp可达到1~2 h的时间分辨率,同时可实现远程传输数据.人工采样监测和被动采样监测技术虽然时间分辨率较差,但在Hg2+和Hgp的监测方面有着一定优势.研究显示,完善大气汞监测管理体系,除了需要研发更强大的Hg2+和Hgp测定技术用于理解相关迁移转化过程,还亟待在相应的标定方法上实现技术革新,并应用这些技术组建地区和全球大气汞监测网络.      

大气汞均相和非均相化学反应过程研究进展

作为环境中汞传输的最重要通道,大气在汞的全球生物地球化学循环和传输扩散中起着极其关键的作用.大气环境成分复杂,汞在随大气环境传递过程中会经历复杂的化学反应,并导致不同形态之间相互转化,这也成为影响大气汞远距离传输尺度的关键因素.本文主要对大气汞在不同相界面之间的分配过程和主要影响因素(包括相界面的物理化学性质和外部环境条件等)进行了总结;对大气Hg0主要氧化反应过程(卤族元素氧化和O_3、OH·氧化)进行了阐述;对大气Hg~(2+)还原反应过程,尤其是光致还原反应等进行了梳理.如何综合运用野外监测分析和室内模拟等,利用微观分子表面分析等新技术明确大气汞均相、非均相反应过程,并将反应机理与大气汞传输过程模拟系统融合,将是未来大气汞研究的重要内容之一.     

大气颗粒态汞的粒径分布特征及风险评价——以天津城区样品为例

颗粒态汞在大气中停留时间短、易沉降,易对局地环境与人体健康造成危害,明确不同粒径颗粒态汞的分布,对进一步认知大气汞循环及环境归趋具有重要意义。本文讨论了2018年天津市四季大气颗粒态汞的粒径分布特征及季节性差异,判定了其可能来源,评估了其潜在生态和人体健康风险。结果表明,受初级排放源及活性气态汞的气-粒分配影响,颗粒态汞在PM_<0.5、PM_0.5～1粒径中明显富集,其环境健康危害一直被低估。大气颗粒态汞的平均浓度为181.1±97.2 pg/m³,冬季浓度较高,可能受人为排放量大、沉降率低、气-粒分配系数K_p与温度成反比因素控制。夏季浓度较低,除受清洁海相气团影响外,天气潮湿,汞的清除作用加大也是重要因素。颗粒态汞来源不同,冬季主要来源于北方燃煤供暖,春秋季与日常工业生产、车辆排放相关,夏季受自然源海相气团影响较大。尽管大气颗粒态汞通过呼吸给人体带来的健康风险较低,但细粒径风险值显著高于粗粒径,且其具有很强的生态环境危害,需要得到高度重视。     

Influence of dissolved organic matter character on mercury incorporation by planktonic organisms：An experimental study using oligotrophic water from Patagonian lakes

Ligands present in dissolved organic matter （DOM） form complexes with inorganic divalent mercury （Hg^2＋） affecting its bioavailability in pelagic food webs. This investigation addresses the influence of a natural gradient of DOM present in Patagonian lakes on the bioaccumulation of Hg^2＋ （the prevailing mercury species in the water column of these lakes） by the algae Cryptomonas erosa and the zooplankters Brachionus calyciflorus and Boeckella antiqua. Hg^2＋ accumulation was studied through laboratory experiments using natural water of four oligotrophic Patagonian lakes amended with^197Hg^2＋. The bioavailability of Hg^2＋ was affected by the concentration and character of DOM. The entrance of Hg^2＋ into pelagic food webs occurs mostly through passive and active accumulation. The incorporation of Hg^2＋ by Cryptomonas, up to 27% of the Hg^2＋ amended, was found to be rapid and dominated by passive adsorption, and was greatest when low molecular weight compounds with protein-like or small phenolic signatures prevailed in the DOM. Conversely, high molecular weight compounds with a humic or fulvic signature kept Hg^2＋ in the dissolved phase, resulting in the lowest Hg^2＋ accumulation in this algae. In Brachionus and Boeckella the direct incorporation of Hg from the aqueous phase was up to 3% of the Hg^2＋ amended. The dietary incorporation of Hg^2＋ by Boeckella exceeded the direct absorption of this metal in natural water, and was remarkably similar to the Hg^2＋ adsorbed in their prey. Overall, DOM concentration and character affected the adsorption of Hg^2＋ by algae through competitive binding, while the incorporation of Hg^2＋ into the zooplankton was dominated by trophic or dietary transfer.     

苏州市大气中汞的形态分布特征及来源分析

针对苏州市大气中汞的分布特征和污染来源,自2018年1月1日至2018年12月31日对苏州市大气中的气态元素汞(GEM)、气态氧化汞(GOM)和颗粒态汞(PBM)进行1 a的连续监测,并基于浓度权重轨迹分析法(CWT)和浓度玫瑰图法,研究2018年大气汞来源和浓度变化规律.结果表明,监测期间苏州市大气中GEM、GOM和PBM浓度分别在0～53.3 ng·m~(-3)、 0～256 pg·m~(-3)和0～5 208 pg·m~(-3),年均浓度分别为(2.57±2.09)ng·m~(-3)、(5.27±15.7)pg·m~(-3)和(16.0±157)pg·m~(-3).其中,GEM是苏州市大气汞的主要成分,约占99.2%.监测期间,苏州市大气中GEM季节平均浓度表现出冬季(3.17 ng·m~(-3))春季(3.09 ng·m~(-3))秋季(2.30 ng·m~(-3))夏季(1.98 ng·m~(-3))的规律.根据CWT分析结果,苏州大气中汞迁移具有季节性差异:春季和冬季的含汞气团主要来自于内陆,夏季主要来自于苏州本地、黄海和东海,秋季的含汞气团来自于内陆、黄海和渤海.同时研究发现西北方向来自内陆的大气汞浓度较高,东方向来自海洋的大气汞浓度较低.苏州市大气中GEM和PBM平均浓度表现为昼间低夜间高,与大气参数进行相关性拟合,得出大气中GEM日变化规律与太阳总辐射亦呈显著的相关性(r=-0.664,P0.001),与湿度呈显著的相关性(r=0.859,P0.001),与气温呈显著的相关性(r=-0.866,P0.001); PBM与太阳总辐射呈一般相关性(r=-0.554,P0.01),与湿度呈显著的相关性(r=0.835,P0.001),与气温呈显著的相关性(r=-0.831,P0.001).苏州市大气中GOM平均浓度在1 d内出现多次峰值(05:00、 12:00、 18:00和23:00)和谷值(02:00、 10:00、 15:00和19:00).GOM浓度升高与早晚高峰燃料油燃烧排放正相关,亦与O_3浓度升高导致GEM氧化生成GOM正相关.     

Mercury removal from coal combustion flue gas by modified fly ash

Fly ash is a potential alternative to activated carbon for mercury adsorption. The effects of physicochemical properties on the mercury adsorption performance of three fly ash samples were investigated. X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and other methods were used to characterize the samples. Results indicate that mercury adsorption on fly ash is primarily physisorption and chemisorption. High specific surface areas and small pore diameters are beneficial to efficient mercury removal. Incompletely burned carbon is also an important factor for the improvement of mercury removal efficiency, in particular. The C-M bond, which is formed by the reaction of C and Ti, Si and other elements, may improve mercury oxidation. The samples modified with CuBr2 , CuCl 2 and FeCl3 showed excellent performance for Hg removal, because the chlorine in metal chlorides acts as an oxidant that promotes the conversion of elemental mercury (Hg0) into its oxidized form (Hg2+). Cu2+ and Fe3+ can also promote Hg 0 oxidation as catalysts. HCl and O2 promote the adsorption of Hg by modified fly ash, whereas SO2 inhibits the Hg adsorption because of competitive adsorption for active sites. Fly ash samples modified with CuBr2 , CuCl2 and FeCl3 are therefore promising materials for controlling mercury emissions.     

长白山地区大气气态总汞含量的季节性特征研究

利用高时间分辨率自动大气测汞仪(Tekran(R) 2537A),于2005-08～2006-07对长白山地区大气气态总汞进行了连续1a的野外观测.结果表明,长白山地区气态总汞的年平均含量为(3.22±1.78)ng·m-3,按季节表现为:冬季＞春季＞秋季＞夏季.长白山地区气态总汞含量高于北半球大气汞含量的背景值(1.5～2.0 ng·m-3),表明该地区已受到一定程度的大气汞污染.在对长白山地区气态总汞来源的解析中,该区频率最高的指示风向西南(SW)、西北(NW)和非主导风向东北(NE)方位上,城镇人为采暖、燃煤以及对生物燃料的使用成为该地区的气态总汞的主要来源,而土壤释放或其他来源的大气汞经中长距离的迁移也是造成该区域大气汞含量升高的原因.     

不同波长和强度光照对水体汞还原的影响

采用室内模拟实验,探讨不同光波长、强度对HgCl2还原反应的影响,根据载气中Hg0的实时浓度跟踪HgCl2还原反应的过程,计算Hg0释放通量来进行汞光还原程度定性分析、动力学定量分析,并运用积分法和微分法确定反应级数.结果表明,Hg2+的还原量与光波长呈负相关、与光强度呈正相关,说明光子提供的能量对汞的光还原反应起关键性作用,汞还原率由光波长和强度共同决定,并且受溶液体积和载气流速影响;在各组实验中,载气中的Hg0浓度均表现为先上升再下降后趋于平稳的规律,Hg0浓度上升阶段的主要反应是Hg2+的还原反应和Hg0的释放,而下降阶段的主要反应是Hg0的释放;本研究中可见光下的汞还原反应为一级反应,UVA、UVB光照下的汞还原反应为二级反应,这与汞的配合物具有特定的光谱吸收带和实验用灯提供的光波范围有关.