环境中汞的微生物还原过程及机制

汞是一种全球性的环境污染物.汞的还原过程可降低地表环境汞浓度,促进汞的大气传输,对汞的区域/全球循环、甲基化及生物积累具有重要的作用.地表环境微生物还原是汞还原的重要过程,在多种环境介质中均可发生.本文介绍了多种环境介质中微生物汞还原在汞生物地球化学循环中的重要作用,详细总结了有氧与缺氧条件下微生物汞还原的途径与机制,提出了微生物还原汞的其它可能机制,并对相关领域的研究进行了展望.     

亚热带与温带森林小流域生态系统汞的生物地球化学循环及其同位素分馏

汞是通过大气进行长距离传输的全球污染物,引起国际社会和学术界高度关注.陆地森林生态系统是全球物质循环最为活跃的地方,但其对全球汞的生物地球化学循环影响的认识还不清楚.同时,森林生态系统汞的生物地球化学循环过程可能对全球大气汞同位素组成产生重要的影响,但目前这两方面的研究还非常缺乏,制约了对全球尺度汞的生物地球化学循环深化规律的把握.本课题组拟在我国温带和亚热带选择3个森林小流域,首先系统开展森林小流域汞的质量平衡研究工作,深入刻画森林流域汞的生物地球化学演化规律,在此基础上开展流域汞的生物地球化学循环过程中汞同位素的分馏特征研究,最终建立流域尺度森林系统汞及其同位素的生物地球化学模型.该项目将极大推进对森林流域尺度汞的生物地球化学循环的认识,探讨森林生态系统与大气汞交换过程对全球尺度汞生物地球化学循环和对大气汞同位素组成的影响,为最终建立基于汞同位素的全球汞生物地球化学循环模型提供基础数据.     

汞的环境光化学

作为一种全球污染物,汞在水体、底泥、土壤、大气等介质中以各种不同形态存在.各种汞形态具有不同的理化特性及毒性.汞形态的转化对于汞的迁移、毒性、食物链富集放大效应等具有重要影响.光照在汞的形态转化中起着重要作用,主要涉及光氧化、光还原、甲基汞的光降解以及无机汞的光化学甲基化等四个方面.本文对不同环境介质中汞的光化学转化过...     

大气汞氧化还原过程与机制的计算化学研究进展

大气中汞的氧化还原反应对于其全球生物地球化学循环起着极其重要的作用,它促进了汞在全球范围内的扩散.汞主要以气态元素汞的形态释放到大气中,并经历复杂的均相和非均相化学反应,被氧化为活性气态汞和颗粒态汞;同时,活性气态汞也可经过光致还原反应光解生成气态元素汞.计算化学是一种基于理论方法利用计算软件来对化学现象和本质进行解释...     

内蒙古自治区原煤中汞含量分布及燃煤大气汞排放量估算

燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源,且煤炭消耗量巨大,全球因燃煤向大气排放的汞量已不容忽视[1].我国作为世界能源消费大国,现今及今后50年仍将以煤炭燃烧作为主要的能源[2].内蒙古自治区地区煤炭资源储量极其丰富,煤炭预测资源总量约为1.4万亿吨,位居全国第二.因此,确定内蒙古自治区原煤中汞含量及空间分布、估算各行业燃煤大气汞排放量对于完善我国煤炭汞资料、评估燃煤汞排放的环境风险具有重要指导意义.1材料和方法根据内蒙古自治区地区煤矿分布情况,在赤峰、大雁、霍林河、锡林郭勒旗、鄂尔多斯、榆林(内蒙和陕西交界处)、伊     

信息动态

汞是毒性最强的重金属污染物之一,已被我国和联合国环境规划署、世界卫生组织、欧盟及美国环境保护署等机构列为优先控制污染物.汞污染的严重性和复杂性远远超过常规污染物,甚至在某些方面超过持久性有机污染物.汞的形态不同,其毒性相差很大.甲基汞是毒性最强的汞化合物,具有高神经毒性、致癌性、心血管毒性、生殖毒性、免疫系统效应和肾脏毒性等.无机汞的毒性相对较弱.虽然人类活动向环境排放的都是无机汞,但无机汞进入环境后会转化成甲基汞,在食物链中富集,因此汞的危害性具有隐蔽性和突发性,一旦发生重大污染事件或出现人群病变,将产生灾难性后果.上世纪发生在日本的水俣病就是一个典型的案例.1932年日本Chisso公司在水俣市建厂,用汞作催化剂生产醋酸,向水俣湾排放了大量含汞废水,导致24年后出现了震惊世界的水俣病事件.这是世界上迄今为止最严重的环境公害事件,其深刻性和持久性史无前例.     

植被在大气汞收支中作用的研究进展与展望

在汞的生物地球化学循环中,对于"源"和"汇"的认识还存在许多不确定性。大气汞收支不平衡的问题使得植被在汞循环中的作用日益凸现;开展植被在大气汞收支中作用的研究有助于为全球汞减排政策的制定提供参考。本文首先概述了植被中汞的来源和影响因素及其与大气汞的源汇关系;进而重点论述了植被参与大气汞收支的主要方式:凋落物沉降、生物质燃烧和植被表面与大气汞的动态交换,并阐述了植被在大气汞污染监测中的应用;最后在总结我国相关研究的基础上展望了未来的发展方向。     

环境空气中短链氯化石蜡研究进展

短链氯化石蜡(SCCPs)是碳链长度为10至13个碳原子的正构烷烃氯代衍生物。SCCPs具有持久性、生物累积性、长距离迁移能力、以及毒性作用。SCCPs已被《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列为持久性有机污染物审查范围内,引起了全球关注。SCCPs在环境各介质及生物体内均有检出,近年来,在室内空气和灰尘中也检出了大量SCCPs,其已成为人体暴露的一个重要来源。本文就大气环境及室内空气与灰尘中氯化石蜡(CPs)的采样与分析方法、污染水平与来源,及人体暴露概况进行了综合阐释,以期为我国大气和室内环境中CPs的研究工作提供参考。     

南京市郊区雾天大气污染及雾水中Hg的特征

根据南京市郊区雾的外场实验观测资料及采集的雾水样品分析,探讨南京市郊区雾水中Hg和雾天大气污染特征.郊区出现雾天时,不利于大气污染物的扩散,造成PM10,CO和总烃浓度先增加后降低,污染物浓度的变化与雾的生消基本同步;雾消散后SO2,PM10和NOx的浓度比雾前高2.5-10倍.雾水中汞浓度在2.956-7.205 μg·l-1范围内,平均为5.471 μg·l-1,浓度高值出现在雾的维持阶段;对Hg与大气污染物之间的关系作相关分析,其中汞与大气中CO的相关系数为0.939,说明其具有同源性.     

汞胁迫下蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的生理生化响应

由于工农业生产废水的大量排放,重金属污染已成为21世纪人们关注的焦点.重金属进入水体后,可通过多种途径影响生物的生长发育、形态行为及生理生化过程.其中,汞(Hg)是一种最常见的环境重金属污染物,在自然水体中的含量为16.6—65.9 ng.L-1[1],具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性等特点.而蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)     

水环境中铁-汞耦合对汞生物地球化学循环的影响研究进展

汞及其化合物是一类重要的全球污染物.水环境是汞重要的汇,也是汞发生形态转化与生物富集的重要场所.水环境中铁-汞相互作用对汞的生物地球化学循环有重要的影响.本文围绕水环境中铁-汞生物地球化学循环的耦合,讨论并总结了含铁矿物对汞的吸附、硫铁矿物对汞的硫化、溶解性铁与含铁矿物对二价汞的还原、铁对汞微生物甲基化的影响、铁参与的甲基汞降解、铁硫矿物介导二甲基汞生成以及水稻根系铁膜对汞吸收的影响,并进一步对铁-汞耦合对汞的生物地球化学循环影响的未来研究重点进行了展望.     

中国汞污染的来源、成因及控制技术路径分析

汞是一种能长期存在于环境且具有全球迁移性的污染物.汞污染防治是一个复杂的系统工程,涉及多部门、多领域、多行业,国家需要在政策、管理和技术等方面采取综合的战略措施推进汞污染防治.本文基于汞污染的环境和社会影响,分析了中国汞污染的来源、成因并评估了中国汞管理体系,结合中国参加全球汞公约谈判的特定背景,识别出汞污染防控的优先行业,包括汞的无意排放优先控制行业:燃煤、有色金属冶炼、汞矿开采和含汞废物处理;汞的有意使用优先控制行业:电石法聚氯乙烯生产,医疗产品、荧光灯和电池生产.本文也进一步提出了汞污染控制技术路径,包括构建汞风险管理和识别平台、完善汞管理体系、加强环境技术研发、推进绿色转型、保护环境和公众健康等.     

全氟化合物污染现状及与有机污染物联合毒性研究进展

全氟化合物(perfluorocarbons,PFASs)作为一种新型污染物已引起广泛关注.PFASs在环境中具有持久性和生物毒性,并可以通过食物链传递,在生物体内富集并产生生物学放大效应.近年来已成为全球性污染物,并已在各类环境介质、生物体及人体内被检出.因此本文主要综述了当前国内外PFASs在不同环境介质中的污染现状,比较分析了 PFASs及与其他有机污染物对生物的单一、联合毒性并对PFASs污染治理和防控提出了展望,为今后PFASs的研究及毒理学评价提供参考依据.     

海洋环境汞甲基化/去甲基化研究进展

汞（Hg）是一种在大气中具有较长停留时间并能进行长距离传输的全球性污染物.甲基汞（MeHg）具有毒性强、易富集、可随食物链放大的特点，是引起环境风险的主要汞形态.通过各种来源排放到海洋环境中的无机汞在沉积物和水柱中均可甲基化为MeHg，原位甲基化和去甲基化是控制海洋环境中甲基汞水平的关键过程.虽然目前已有综述总结了环境中汞甲基化/去甲基化，但对海洋生态系统中汞甲基化/去甲基化过程涉及相对较少.本文在总结海洋汞甲基化/去甲基化过程速率、途径和热点区域基础上，详细讨论了海洋光化学、非光化学以及微生物3种汞甲基化/去甲基化途径机制，并对未来研究方向进行了展望.在现有研究基础上，未来应在不同汞甲基化/去甲基化途径贡献估算、实际海洋环境汞甲基化/去甲基化基因/微生物作用验证、环境因素对海洋汞甲基化/去甲基化影响方面开展更深入研究.海洋汞甲基化/去甲基化的研究可为深入理解海洋汞的环境行为与风险和发展有效的汞污染风险防控技术提供科学依据和数据支撑.     

环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质(水体、土壤/沉积物、生物体、大气)中微塑料的采样、分离提取、定性(物理形态表征和化学组分鉴定)、定量(数量丰度和质量浓度)以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

硫化汞纳米颗粒的微生物摄入及其在汞甲基化中的作用

甲基汞因其独特的食物链富集特性和毒性使汞成为重要的全球污染物.厌氧环境中微生物介导的汞甲基化是甲基汞生成最主要的来源,厌氧环境中不同汞地球化学形态控制着甲基汞的生成过程.硫化汞纳米颗粒是在实际厌氧环境中新近发现的重要颗粒汞形态,对其环境行为还缺乏基本认识.本文基于硫化汞纳米颗粒的环境行为,重点围绕其与微生物的相互作用,讨论并总结了硫化汞纳米颗粒的生成、硫化汞纳米颗粒的微生物摄入、溶解以及硫化汞纳米颗粒对微生物汞甲基化的影响,并进一步对硫化汞纳米颗粒与微生物相互作用的未来研究重点进行了展望.     

微塑料吸附有机污染物的研究进展

微塑料作为一种新型环境污染物在全球环境介质中普遍存在,其存在可能会影响传统有机污染物的分布、迁移和环境归趋.微塑料本身具有强疏水特性和较大的比表面积,使其能够有效地吸附有机污染物并将其输送到生物体内,从而改变微塑料潜在的环境风险.微塑料与有机污染物之间的相互作用机制主要受二者自身的理化性质,及溶液pH、温度、盐度、溶解性有机质和老化作用等环境因素的影响.本文从微塑料的基本特性、与有机污染物的作用机制、环境影响因素,以及二者复合对有机污染物生物有效性的影响等方面进行了综述,并提出微塑料与有机污染物相互作用研究中亟需解决的问题和未来的研究方向.     

单一汞同位素示踪大气与农田作物汞的交换过程

汞是引人注目的全球性污染物,植被叶片吸收是大气汞的主要去除途径之一.然而,当前对于大气-植被叶片汞通量交换过程及吸收后的汞在植被体内的归趋等认识尚有不明确之处.本文利用单一大气汞同位素标记技术,测定了大气汞浓度为0、2、5、10 ng·m~(-3)时,C3植物水稻与C4植物玉米叶片汞交换通量的变化特征,并分析了标记的汞同位素在植被体中根-茎-叶的分布比例.结果表明:(1)水稻和玉米叶片汞的沉降通量与大气汞浓度呈显著正相关关系;(2)植物叶片汞的沉降通量有明显的昼夜变化,水稻和玉米的吸收通量白天均高于晚上;(3)玉米对大气汞的补偿点白天为0.63 ng·m~(-3),夜间为2.85 ng·m~(-3);水稻白天为1.24 ng·m~(-3),夜间为1.32 ng·m~(-3),水稻对大气汞的富集能力强于玉米,但二者的补偿点均显著低于国内大气汞浓度;(4)植被从大气吸收的汞主要集中在植物地上部,水稻叶片分布88.92%,茎中分布11.08%,而玉米叶片分布90.95%,茎中分布7.09%,根中分布1.96%.这些结果表明,农田系统的植被能富集大气中的汞,并主要贮存在叶片内部,向茎、根迁移量较少,是大气汞的重要汇.上述结论为进一步估算中国农田系统的大气汞汇与认识汞在大气-叶片-茎-根-土壤中循环提供了科学依据.     

汞同位素组成示踪燃煤发电过程中汞排放特征研究进展

汞是一种持久性、全球性重金属污染物,污染范围广,排放源复杂,环境地球化学性质活跃.不同环境介质汞污染源解析一直是环境科学研究领域的难题.燃煤电站汞排放被认为是最大的人为汞释放源,亟需准确可靠的示踪手段来深入阐明燃煤电站汞排放过程、迁移转化等归趋行为.汞在自然界有7个稳定同位素,分别是196Hg(0.15%)、198Hg(10.02%)、199Hg(16.84%)、200Hg(23.13%)、201Hg(13.22%)、202Hg(29.80%)和204Hg(6.85%).由于同位素在演化过程中的分馏效应单向性并携有演化过程信息,在地域分布和生物地球化学循环过程中存在显著分异现象,因此,通过研究汞稳定同位素组成可评估、示踪燃煤汞排放特征和生物地球化学过程.本论文结合近年相关研究成果,针对汞同位素分馏过程、煤中汞同位素分馏现象以及汞同位素示踪燃煤电站汞排放的合理性和可行性进行了综述.     

序言

<正>汞是毒性最强的重金属污染物之一,已被我国和联合国环境规划署、世界卫生组织、欧盟及美国环境保护署等机构列为优先控制污染物。汞污染的严重性和复杂性远远超过常规污染物,甚至在某些方面超过持久性有机污染物。汞的形态不同,其毒性相差很大。甲基汞是毒性最强的汞化合物,具有高神经毒性、致癌性、心血管毒性、生殖毒性、免疫系统效应和肾脏毒性等。无机汞的毒性相对较弱。虽然人类活动向环境排放的都是无