贵州某典型汞矿区流域水稻中总汞和甲基汞含量及暴露风险

鉴于流域尺度内水稻植株不同组织中总汞和甲基汞含量及人群进食稻米的汞暴露风险研究较少,系统采集了贵州省铜仁市受万山废弃汞矿影响的瓦屋河流域内水稻植株及对应根际土壤样品,分析水稻植株不同组织中的w(总汞)、w(甲基汞)及其影响因素,以及流域内人群食用稻米的汞暴露风险.结果表明:瓦屋河流域水稻精米中w(总汞)平均值为(14.2±7.0)μg/kg(范围为4.1～34.0 μg/kg,n=24),精米中w(甲基汞)平均值为(7.229±3.957)μg/kg(范围为1.974～17.364 μg/kg,n=24).精米中w(总汞)与水稻茎、叶中w(总汞)均呈较显著正相关(R=0.531,P＜0.01;R=0.499,P＜0.05),精米中w(甲基汞)与水稻根、茎中w(甲基汞)也均呈显著正相关(R=0.525,P＜0.01;R=0.612,P＜0.01);w(总汞)、w(甲基汞)均与土壤理化参数存在一定正相关关系,并均与距污染源距离呈负相关.根据精米中w(甲基汞)平均值,并按照US EPA(美国国家环境保护局)推荐的甲基汞日暴露量(ID)和危害指数(HI)的评估方法计算的瓦屋河流域居民甲基汞日暴露量为(0.075±0.041)μg/(kg·d),低于较为严厉的US EPA推荐的甲基汞日安全摄入量(RfD),危害指数为0.75.从平均状况来看,人体摄入该地区生产的精米相对较为安全.      

贵州省典型铅锌矿区居民血液总汞和甲基汞暴露及健康风险模型预测评估

汞是铅锌矿石的常见伴生元素,铅锌冶炼活动会给当地居民带来潜在汞暴露风险.为了解铅锌矿区居民血液汞暴露及健康风险,选择贵州省赫章县为研究区域,以贵阳市为对照区,分别采集居民血液样品418和118份,利用冷原子荧光法测定其总汞和甲基汞含量,结合年龄和性别分析血液总汞与甲基汞含量特征,估算育龄期妇女头发甲基汞含量并进行甲基汞暴露致新生儿IQ（智商）损失评估,利用单区室PBPK（生理药代动力学）模型预测居民甲基汞ADI（日均摄入量）.结果表明:①铅锌矿区（赫章县）和对照区居民血液总汞含量几何均值分别为（3.11±5.05）和（1.83±1.19）μg/L,范围分别为0.63~54.26和0.46~11.88 μg/L,分别有21.5%和0.85%的血液样本总汞含量超过人体血液总汞安全限值（5.8 μg/L）.②铅锌矿区成年居民和0~6岁儿童血液总汞含量分别为（2.80±3.85）和（2.49±2.08）μg/L,分别有77和7人血液总汞含量超过5.8 μg/L,超标率分别为24.37%和10.61%,存在潜在总汞暴露风险.③斯皮尔曼相关性分析显示,铅锌矿区居民血液总汞和甲基汞含量分别与年龄（R=0.108,P < 0.05）和性别（R=-0.185,P < 0.05）相关,老年人较其他年龄段人群总汞暴露的风险更高,其血液总汞含量达（5.29±5.03）μg/L;男性血液甲基汞含量〔（0.24±0.32）μg/L〕高于女性〔（0.18±0.22）μg/L〕.④蒙特卡洛模型模拟结果显示,铅锌矿区和对照区育龄妇女头发甲基汞平均含量分别为（0.07±0.11）和（0.11±0.13）mg/kg,范围分别为0~11.81和0~5.74 mg/kg,其中铅锌矿区2.27%的育龄期妇女头发甲基汞含量超过发汞临界值（0.58 mg/kg）,导致IQ评分为70~70.18分范围内的约0.05%的婴儿从IQ正常转变为MMR（轻度智力低下）.⑤单区室PBPK模型预测表明,铅锌矿区和对照区居民甲基汞日均摄入量分别为（0.005±0.006）和（0.007±0.008）μg/kg,分别有0.082%和0.013%的居民甲基汞日均摄入量超过RfD（参考剂量值,0.1 μg/kg）.研究显示:铅锌矿区成年居民和0~6岁儿童血液总汞含量高于国内其他地区,男性血液甲基汞含量明显高于女性;铅锌矿区约2.27%的育龄期妇女头发甲基汞含量超过发汞临界值,可致IQ评分在70~70.18分范围内的约0.05%的婴儿从智力正常转变为MMR;铅锌矿区居民甲基汞非致癌风险高于对照区.      

农村分散式燃煤汞排放及周边环境汞污染研究——以贵州省厂头村为例

贵州省燃煤中汞含量较高,在贵州省农村分散式燃煤的使用是个普遍现象。为了解煤在分散式燃烧过程中造成的汞排放及其对周边环境的影响,本研究选取江南煤都贵州省具有代表性的高汞含量煤产区,黔西南州兴仁市厂头村为研究区,对农户所用煤和燃烧过程中的炉渣、烟气以及周边农用地表层土壤样品中的汞含量进行了分析,同时监测了当地农户室内和室外空气汞浓度变化。结果表明,研究区农户煤中汞含量为0. 34±0. 18 mg/kg,炉渣中汞含量为0. 13±0. 10 mg/kg,烟气中汞含量为23±16μg/m~3。研究区的土壤中总汞(THg)和甲基汞(MeHg)的含量分别为0. 37±0. 08 mg/kg和0. 64±0. 35μg/kg,THg与MeHg之间呈显著正相关(r=0. 375,P0. 05)。土壤总汞浓度低于土壤环境质量标准总汞风险筛选值。地累积指数法风险评价结果显示,研究区土壤总汞和甲基汞污染指数分别为0. 18±0. 33和0. 15±0. 79,存在一定的汞污染风险。     

校园学生群体食物汞暴露现状及风险评价——以天津大学为例

通过测定校园学生主要食物中(包括主食、鱼类、肉类、蔬菜等)总汞和甲基汞浓度,同时采集志愿者头发作为生物指示物,结合外暴露和内暴露数据系统评估学生群体的汞暴露风险.校园食堂食物总汞浓度范围为0.57~207.50ng/g(以湿重计),甲基汞浓度范围为0.06~49.20ng/g(以湿重计),与已有研究相比处于较低水平.不同食物中汞浓度水平存在显著差异,如水产品中总汞和甲基汞浓度均比其他食物要高.所调查人发中总汞浓度为0.03~0.77 μg/g,甲基汞浓度为0.02~0.67 μg/g,男性发汞浓度要显著高于女性.人体汞浓度与个人饮食习惯存在一定联系,水产品食用频次较高的人群中发汞浓度也相对较高.男性学生总汞摄入量约为9200ng/d,女性约为7500ng/d.总汞摄入主要通过主食摄入,而甲基汞则主要通过水产品摄入.根据现行人群汞摄入风险评价标准,本研究中校园人群汞暴露风险较低,但水产品食用频次增加仍可能造成大量的汞摄入.     

种植陆地棉原位净化污灌区土壤中镉的可行性

为探讨非食源性作物陆地棉应用于土壤中镉原位净化的可行性,选取华北地区城郊污灌区6块代表性陆地棉样地,运用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS),测定了土壤及陆地棉根系、秸秆、果壳、纤维、籽粒中消解态全镉含量. 结果显示:污灌土壤中w(Cd)平均值为247.26 μg/kg,已出现积累现象;陆地棉植株各组织中w(Cd)为果壳(199.1 μg/kg)>秸秆(171.8 μg/kg)>根系(122.9 μg/kg)>籽粒(107.8 μg/kg)>纤维(44.8 μg/kg);陆地棉植株地上部分w(Cd)的加权平均值为150.2 μg/kg,其富集系数(BCF)为0.612,转移系数(TI)为1.22;按陆地棉生物量(干质量)为36000 kg/hm2计算,种植一季陆地棉可使土壤耕作层中w(Cd)降低2.02 μg/kg,降低了0.82%. 陆地棉属非食源性经济作物,其地域适应性广,对土壤镉的耐性较强,在污灌区土壤镉的原位净化中具有潜在应用前景.      

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。     

天津污灌区内气态汞的污染特征及在叶菜类蔬菜中的富集

污灌区土壤相当于一个巨大的汞(Hg)源向水体和大气释放汞,挥发的气态汞可以通过植物叶片的气孔进入植物体内,严重威胁着当地农产品安全及人类健康.天津污灌区是汞污染的重灾区之一,本研究选取天津污灌区内某稻田(污灌约30a)、菜田(污灌约15 a)和污灌区边缘某草地(无污灌史,对照)作为监测地点,以5种常见叶菜(菠菜、苋菜、油菜、生菜、韭菜)作为生物监测实验对象,考察污灌区内产地土壤、大气汞的浓度及其在叶菜中的富集特征.结果表明:1经过长期污灌,稻田和菜田土壤汞含量已显著高于区域土壤汞背景含量和土壤环境质量标准一级标准,但未超过二级.对照草地土壤汞含量在背景含量与一级标准之间.稻田和菜地大气环境已受到较为严重的汞污染,气态总汞均值分别为71.3 ng·m-3和39.2ng·m-3,远高于北半球大气总汞含量的背景水平(1.5~2.0 ng·m-3),对照草地总汞含量平均为9.4 ng·m-3.2叶菜汞含量与污灌区气态汞含量对数之间呈现极显著的线性关系,5种叶菜对污灌区气态汞的敏感程度依次为菠菜>苋菜>韭菜>油菜>生菜.菠菜和苋菜Hg含量的中位值及平均值均超出食品卫生限量标准,其中菠菜的中位值及均值在20μg·kg-1以上,其余3种叶菜中位值及均值在限量值标准以下.3污灌区内叶菜Hg来源主要通过叶片吸收气态汞进入植株体内,而非颗粒态汞.研究表明在污灌地区种植叶菜,不仅需要考虑土壤污染的因素,也需要考虑气态汞暴露的风险.     

海河干流水产品汞污染特征及摄入风险评估

通过现场实地采样和实验测定分析了天津市海河干流水产品中汞含量水平及食用人群的暴露风险.结果表明,海河淡水水产品中甲基汞和总汞的含量(以湿重计)分别为42.51 ng·g~(-1)和77.31 ng·g~(-1),甲基汞是水生生物中汞的最主要存在形式,且与鱼体中总汞含量水平显著相关.鱼体在不同器官中和不同养殖方式下的汞含量水平差异显著.海河淡水鱼类和底栖动物的甲基汞富集系数(BCF)分别为1.00×105m L·g~(-1)和4.23×104m L·g~(-1),与总汞相比,甲基汞具有更强的生物富集特性.海河淡水生物生物链中的甲基汞和总汞营养级放大系数分别为1.38和1.36.水产品中的甲基汞和总汞含量最大允许含量均低于我国国家标准限定值,但同时应该注意,以海河淡水野生鱼类为食的儿童,汞摄入风险相对较高,其总汞和甲基汞摄入量分别达到154.07 ng·(kg·d)~(-1)和81.11 ng·(kg·d)~(-1).     

盐渍化环境下秸秆还田对稻米汞及甲基汞累积的影响

通过盆栽试验探讨了盐渍化环境下秸秆还田对土壤中总汞（THg）、甲基汞（MeHg）含量和转化以及对水稻吸收汞的影响.试验用土采集自天津典型污灌地区,人为添加不同梯度的盐分（0、0.2%、0.5% NaCl）及外源汞（0、5mg/kg~Hg（NO₃）₂）,秸秆还田按照0.1%进行处理.结果显示：1.秸秆还田促进稻田系统中无机汞的甲基化.与未添加秸秆的处理相比,秸秆还田后土壤MeHg含量提高了56.8%~76.8%,水稻MeHg含量增加了127%~171.6%.2.在轻度盐渍化稻田开展秸秆还田,会进一步提高稻田土壤中汞的甲基化水平,进而增加水稻籽粒中甲基汞含量.与不添加盐分处理相比,轻度盐渍化环境中（0.2% NaCl）,秸秆还田处理导致土壤MeHg含量提高了92.2%~101.2%,水稻籽粒MeHg含量增长了52.8%~132.1%.更高的盐渍化水平会抑制土壤汞甲基化趋势,水稻籽粒中甲基汞含量降低.在中度盐渍化环境中（0.5% NaCl）,秸秆还田导致土壤MeHg含量降低了57.9%~88.6%,水稻籽粒MeHg含量降低了72.9%~86.8%.以上研究结果表明,在盐渍化且汞污染稻田开展秸秆还田可能大幅度增加该地区汞食物链暴露风险,因此在中轻度盐渍化的污灌区,对秸秆还田等农艺措施需要格外慎重.     

硒和生物炭联合施用降低稻米甲基汞累积的研究

汞矿区土壤汞污染是造成水稻及其他作物中汞累积的主要原因,尤其是稻米中甲基汞的累积已成为当地居民甲基汞暴露的重要途径之一。本文针对含汞废水排放所造成的稻田汞污染情形,分别进行了模拟实验和盆栽试验,探究无机硒、生物炭、硒和生物炭联合施用对降低稻米甲基汞累积的作用效果。结果表明,无论向土壤中添加无机硒,还是生物炭,抑或是两者的组合均能有效降低土壤中甲基汞含量,且随着硒添加量的增加,其相应处理组土壤甲基汞含量不断降低。盆栽试验表明稻米中甲基汞含量因硒或生物炭的添加降低62%～73%（硒处理）、88%（生物炭处理）和90%～91%（硒+生物炭处理）,表明了硒和生物炭共同施用的作用效果要好于单独施用硒的作用效果。这种效果可能与生物炭降低了土壤中甲基汞的生物可利用性有关。总之,本研究为原位修复控制稻田汞污染风险提供了可能途径。     

汞在酸性紫色水稻土的转化与水稻汞富集特征

采用盆栽模拟试验,对汞(Hg)及甲基汞(MeHg)在酸性紫色水稻土中不同水稻生长期的动态变化进行了研究,并分析对比了总汞(THg)和MeHg在水稻体中的富集特征.结果表明:在水稻生长期间,土壤总汞含量变化较小,MeHg含量随时间增加而增加,土壤MeHg/THg值的变化趋势和土壤中MeHg含量变化一致.完熟期THg在水稻中植株的分布状况为:根籽粒茎叶穗壳,MeHg的分布为:籽粒根茎叶穗壳.水稻植株中MeHg/THg均值为24.03%,大于土壤均值3.05%,说明水稻植株中具有较强的MeHg累积能力.在水稻生长周期内,水稻体内MeHg富集系数均值为8.16,远大于THg富集系数的均值2.31,且籽粒中的MeHg富集系数大于根、茎、叶,说明水稻对MeHg的富集能力强于THg,且籽粒更易于富集MeHg.水稻体内的MeHg的转移系数大于THg,且籽粒中MeHg的转移系数大于1,进一步说明MeHg比THg更易在水稻体内转移.     

壳聚糖改性生物炭对水稻土甲基汞生成及其稻米积累的影响

研究发现稻米易富集甲基汞（MeHg）,汞污染区稻米的食用也是人体MeHg暴露的一个重要途径.因此,如何抑制MeHg在稻田中的生成及其在稻米中的富集,是亟需解决的重要问题.为此,本文采用盆栽试验,通过对间隙水、土壤及水稻植株各组织汞含量的分析,探讨了添加壳聚糖改性生物炭对水稻生长期土壤MeHg生成及籽粒MeHg富集的影响.结果表明,添加壳聚糖改性生物炭后能明显降低土壤及间歇水中的总汞（THg）及MeHg含量,与对照相比,土壤中汞的甲基化率降低了51.1%~79.1%;水稻成熟时,添加壳聚糖改性生物炭处理（CMBC）水稻根部MeHg含量比未添加生物炭处理（CK1）低73.1%,比添加未改性生物炭处理（CK2）低62.0%;稻米MeHg含量比CK1低75.8%,比CK2低72.9%;添加生物炭能促进水稻生长,CMBC和CK2处理的植株生物量分别是CK1的1.6倍和1.7倍.盆栽模拟试验结果表明,壳聚糖改性生物炭在促进水稻生长的同时,可以抑制MeHg在稻米中的富集,有一定的推广应用价值.     

Distribution characteristics of total mercury and methylmercury in the topsoil and dust of Xiamen, China

The levels and distribution of mercury (Hg) species, including total mercury (THg) and methylmercury (MeHg) in the topsoil and dust collected from twenty sampling stations located in di erent land function areas of Xiamen, China, were investigated. The THg concentrations in topsoil ranged from 0.071 to 1.2 mg/kg, and in dust ranged from of 0.034 to 1.4 mg/kg. For stations where the THg of dust was less than 0.31 mg/kg, THg concentrations in the topsoil were significantly correlated to those in the corresponding dust (r = 0.597, n = 16, P = 0.014). The MeHg concentrations in topsoil were varied between 0.14 and 5.7 g/kg. The ratios of MeHg/THg in the topsoil ranged from 0.069% to 0.74%. The range of MeHg concentration in the dust were 0.092–2.3 g/kg. The ratios of MeHg/THg in the dust were at the same level as those in the topsoil. The MeHg concentrations in both topsoil and dust were linked to corresponding THg concentrations and soil organic matter. Neither THg nor MeHg concentration in the topsoil and dust was obviously linked to the land function.     

铜仁汞矿区土壤汞污染现状调查研究

为了进一步对废弃汞矿污染区的生态环境进行跟踪调查及科学的评价,2015年通过对铜仁市废弃汞矿区周围的稻田、旱田及菜地土壤汞污染现状调查分析。采用S型随机抽样方式,并使用原子荧光光度法对研究对象进行分析。结果表明:万山镇、云场萍及路腊村汞矿区稻田土壤总汞(THg)含量平均值分别为123.75、79.33、21.89 mg/kg;其旱田土壤THg含量平均值分别为:117.20、73.34、19.90 mg/kg;其菜地土壤THg含量平均值分别为129.40、81.78、26.50 mg/kg;且,万山汞矿区甲基汞(Me Hg)含量平均值分别为6.48(稻田)、4.80(旱田)、6.40μg/kg(菜地);云场萍汞矿区Me Hg含量平均值分别为3.73(稻田)、2.47(旱田)、6.40μg/kg(菜地);路腊村汞矿区Me Hg含量平均值分别为1.92(稻田)、0.87(旱田)、2.47μg/kg(菜地)。以上结果说明万山废弃汞矿区的污染程度高于云场萍废弃汞矿区及路腊村废弃汞矿区。     

Assessing the factors impacting the bioaccessibility of mercury (Hg) in rice consumption by an in-vitro method

Mercury (Hg) in rice is drawing mounting concern since methylmercury (MeHg) was found capable of accumulating in rice. In-vitro bioaccessibility is a feasible and reliable method to assess the health effects of Hg in rice and has been utilized in a number of studies. This study was done to investigate the impact of cultivar, planting location, and cooking on the total mercury (THg) and MeHg bioaccessibility of rice, for which multiple statistical analysis methods were used to analyze the significance of their effects. The THg concentrations of rice samples taken from non-Hg contaminated areas of China were all below 15 ng/g and their MeHg concentrations were below 2 ng/g. Cooking could significantly reduce the MeHg bioaccessibility of rice because the MeHg was mainly combined with protein and the protein will be denatured during the cooking process, and then the denatured MeHg is difficult to be dissolved into the liquid phase. Indica- and japonica-type rice cultivars did not show significant differentiation in either the concentration of Hg or its bioaccessibility. However, the glutinous rice type differed significantly from the above rice types, and it showed greater bioaccessibility of THg and MeHg due to its distinct protein contents and starch properties. Planting location can affect the Hg concentration in rice and THg bioaccessibility but has a limited impact on MeHg bioaccessibility. Based on these results, two macro factors (rice cultivar, planting location) are presumed to impact Hg bioaccessibility by how they affect micro factors (i.e., Hg forms).     

太湖营养状态对沉积物中总汞和甲基汞分布特征的影响

为探讨营养状态对太湖沉积物汞的分布及其甲基化的影响,以太湖不同营养水平的湖区为研究对象,采用PSA和GC-CVAFS方法,分别测定了沉积物总汞(THg)、甲基汞(MeHg)含量;另测定了沉积物有机质含量和水体总氮、总磷浓度.结果显示,太湖表层沉积物THg含量为32.30~150.28ng/g,均值为62.94ng/g,含量高低与营养化程度一致,其垂向分布主要受到人为活动和有机质的影响;MeHg含量为0.32~1.01ng/g,均值为0.51ng/g,不同营养水平的湖湾区MeHg含量差别不大,其分布受有机质的影响,高含量富集在表层,随深度的增加逐渐降低并趋于稳定;甲基化比率比较低主要是太湖水体溶解氧含量高抑制了甲基化过程.