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.      

浙江宁波城区土壤环境汞含量研究

以宁波市土壤中的汞含量为研究对象,主要研究不同环境对土壤中汞含量的影响。通过对宁波城区不同区域的土壤进行取样、检测和数据处理及分析,分别得出不同区域土壤中汞含量并绘出汞含量分布图。通过比较汞含量的分布差异并结合测点周围地理环境分析土壤中汞含量的分布特性。     

不同腐殖酸物质对土壤中汞的固定作用及植物吸收的影响

通过盆栽试验研究了不同腐殖酸物质对土壤有机结合态汞、全汞含量及土壤汞生物有效性的影响.结果表明,不同供试腐殖酸物质可以显著增加土壤中有机结合态汞和残留在土壤中汞的含量,降低土壤中汞的挥发量,从而有效降低土壤汞的生物有效性.与加入HgCl2但不施加腐殖酸物质的对照CK2相比,添加腐殖酸钠、提纯后的煤基腐殖酸、土壤腐殖酸、氨化风化煤、风化煤、褐煤、泥炭的处理中油菜对土壤中汞的吸收量分别降低了73.62%、71.11%、63.39%、40.05%、33.61%、22.26%、5.66%.     

两种铁氧化物对土壤有效态汞的吸附作用研究

利用氧化物对土壤中汞的吸附特性,研究了汞污染土壤中添加铁锰和铁铝复合氧化物对土壤汞有效性的影响.结果表明,在土壤中添加氧化物后,土壤中有效态汞的含量明显降低,在相同添加量下铁铝复合氧化物比铁锰复合氧化物的吸附效果好.14 d时间内,添加铁铝氧化物后,两种土壤中有效态汞的含量分别降低了94.60%和93.11%;添加铁锰氧化物后,两种土样中有效态汞的含量分别降低了88.69%和87.85%,可见两种氧化物是土壤中有效态汞的有效吸附剂.通过方程拟合研究了氧化物对土壤中有效态汞吸附的规律,其中,铁铝氧化物对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程和权函数方程拟合度较好,铁锰氧化对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程拟合效果最好,零级速率方程及指数方程的拟合效果则相对较差.     

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。     

上海老港垃圾填埋场中汞的释放规律研究

利用AMA 254-Automatic solid/liquid Hg Analyzer对上海老港垃圾填埋场不同年份封场单元上覆土壤中的汞进行了系统研究,发现垃圾填埋场的汞主要以气态形式进行扩散释放。上覆土壤中的汞含量与土壤自身的特性有关,上覆土壤中总有机碳、土壤总汞、易挥发汞和结合态汞之间具有明显的相关性,影响并控制着汞的释放,同时垃圾封场时间对垃圾填埋场中汞的释放有明显影响。不同成熟度垃圾的上覆土壤中汞都具有次表面样品总汞含量高于表面样品的特点,但变化趋势不同。     

湘西多金属矿区汞铅污染土壤的环境质量

以湘西典型多金属矿区为现场,研究了矿区土壤中汞、铅等重金属污染状况及成因.结果表明,湘西矿区是汞、铅污染严重的区域,与中国土壤元素背景值相比,汞矿区土壤中汞、铅含量分别增加1315倍和3.1倍,铅锌矿区土壤中汞、铅含量分别增加14.8倍和16.1倍.运用Muller地积指数进行风险评价,证实湘西矿区是汞、铅等重金属的复合污染区,汞矿区汞污染以极重污染为主,铅污染以中度和轻污染为主;铅锌矿区铅污染以中度和中-重污染为主,汞污染以中-重污染为主.矿区土壤中的重金属污染物来源和分布受原生地球化学条件的控制,而人为采矿活动对矿区土壤中汞、铅的污染格局产生重要影响.     

土壤汞的地球化学行为及其污染的防治对策

综述了土壤汞的来源 ,以及汞在土壤中的迁移方式、转化模式和富集行为 ,并介绍了当前几种土壤汞污染的防治对策 ,重点讨论了改进农耕技术、减少人为活动向大气的排汞量、生物修复以及电解法等方法 ,最后对土壤汞的研究方向进行了展望。     

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。     

低分子量有机酸对三峡水库消落区土壤中汞赋存形态及其活性的影响

为研究植物根系分泌物的主要成分——低分子量有机酸对土壤汞的活化作用,利用室内模拟实验,通过分析不同浓度的柠檬酸、酒石酸和草酸溶液对三峡库区消落带土壤中汞赋存形态的影响及其随培养时间的变化特征,探究了低分子量有机酸对汞迁移能力和生物有效性的作用.结果表明,柠檬酸可增强土壤汞的迁移能力,而草酸和酒石酸则表现出软弱的抑制作用.3种低分子量有机酸均能明显地增强土壤中汞的生物有效性,整体活化效果为:柠檬酸酒石酸≈草酸.有机酸对土壤中汞形态的作用随其浓度的增加而增强,且当浓度为15 mmol·L~(-1)(柠檬酸)、10 mmol·L~(-1)(酒石酸和草酸)时开始趋于稳定.在15 mmol·L~(-1)柠檬酸培养的土壤中,汞形态分布的变化随培养时间的延长而愈加显著,直到14d时才基本停止,此时胃酸溶解态汞增加最为明显,其主要来自于部分被活化的强络合态汞.     

低温热解技术修复不同类型汞污染土壤中甲基汞变化的研究

低温热解技术是修复汞污染土壤的有效方法之一,对高浓度汞污染土壤除汞效率可达90%以上,但对甲基汞(MeHg)的去除效果目前还缺少研究。本研究以化工汞污染和汞矿污染类型土壤为研究对象,研究低温热解修复前后土壤性质、总汞(THg)、汞的形态分布和MeHg等的变化及其影响情况。研究表明,化工污染区和汞矿污染区土壤MeHg去除率分别在99. 65%和90. 96%左右,THg去除率分别在94. 35%和95. 40%左右;高浓度汞污染土壤中汞的形态分布以残渣态汞和有机结合态汞为主,经低温热解修复后化工污染区和汞矿污染区土壤中有机结合态汞分别降低96. 62%和92. 05%,残渣态汞分别降低93. 08%和96. 79%;有机质含量高的稻田土壤具有较强的汞甲基化能力,其土壤MeHg含量化工污染区(56. 47±2. 65μg/kg)>汞矿污染区(3. 98±0. 42μg/kg)。     

E化工厂周围植物含汞量的研究

本文是以E化工厂为对象,研究空气和土壤汞污染在不同植物与植物不同部位中的积累,说明植物体内汞积累与空气和土壤含汞量的关系。     

土壤汞污染及其修复技术研究进展

汞是一种全球性的污染物,环境中的汞污染问题引起了各国学者的关注。为了解汞污染土壤研究的进展,在概述国内外土壤汞污染现状及其危害的基础上,重点对汞污染土壤的修复技术进行了系统综述,主要包括:热处理技术、淋滤修复技术、固定化技术、电动修复技术、植物修复技术、基因修复技术以及纳米修复技术等。此外,还对土壤汞污染修复未来的研究方向进行了展望。     

腐殖酸结合汞在土壤中的分布特征

采集了四川省内有代表性的26个土壤,对腐殖酸结合汞在土壤中的水平分布和在土壤剖面中的垂直分布进行了分析讨论.结果表明,腐殖酸结合汞及其两组分在土壤中的分布受到内在物源腐殖酸和外来汞源的决定性影响,以及土壤性质的影响.腐殖酸结合汞(HAs-Hg)和组分胡敏酸结合汞(HA-Hg)在不同土纲土壤中以淋溶土纲含量最高,其次是半水成土纲和初育土纲,最低是铁铝土纲;组分富里酸结合汞(FA-Hg)的含量以在半水成土纲中最低.在土壤剖面中,表现为土层越深,HAs-Hg与两组分含量、HA-Hg/FA-Hg比例越低.     

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.     

土壤环境汞污染现状及其影响因素研究进展

土壤重金属污染导致土壤环境质量显著降低,影响食品安全、水源水质和空气质量等,严重威胁人类的生存和发展。汞（Hg）作为一种全球性的重金属污染物,广泛分布于多种环境介质中,其中土壤是全球汞最大的储存库。土壤中的汞可通过多种暴露途径进入人体,危害人类健康。伴随着全球气候变暖和人为活动加剧,全球土壤汞污染问题日益严重。然而,目前有关土壤汞污染的基础数据较为缺乏,大范围的土壤汞污染空间分布特征分析相对较少,对于土壤汞污染主控因子的分析方法缺乏系统的阐述。因此,本文基于文献调研的方法,分析了全球的土壤汞污染分布特征,发现全球土壤汞污染主要集中在矿区及工业聚集区,阐述了人为因素、气候条件和土壤环境因素等对土壤汞含量变化的影响,并总结了可应用于土壤汞污染主控因子分析的常用方法及其优缺点。同时,本文对未来土壤汞污染调查和研究进行了3方面的展望,以期为更加科学合理的解决土壤汞污染问题做出贡献。     

汞污染土壤热解吸处理过程中不同形态汞的温度效应

选择贵州省具有代表性的汞污染土壤样品进行热解吸修复的试验研究,同时采用连续化学浸提法对土壤样品中5种形态的汞分别进行提取,探究了不同形态汞在热解吸修复过程中的浓度变化和转化规律. 结果表明,土壤样品中各形态汞所占比例为w(王水溶汞)(占76.52%)>w(酸溶汞)(占22.40%)>w(硝酸溶汞)(占0.87%)>w(水溶性汞)(占0.14%)>w(碱溶汞)(占0.06%). w(王水溶汞)与w(Σ汞)(各形态汞总量)的相关系数可达0.978 1. 升温过程中,w(酸溶汞)和w(王水溶汞)明显降低,而其余形态汞含量则呈先升后降的趋势. 采用热解吸技术可以有效处理汞污染土壤,在370 ℃条件下能够将土壤中w(Σ汞)降至1 mg/kg以下,处理率可达95.73%,处理后土壤中的汞以残渣态汞为主,环境风险较小.      

西宁市夏季周边表层土壤中汞形态的空间分布特征

利用修正的Tessier连续化学浸提法对青海省西宁市周边地区的土壤中汞形态分布进行了研究。结果表明,西宁市周边地区表层土壤中汞含量在0.013~0.308 mg/kg之间,各采样点间差异较大,表层土壤中汞含量在西部区域较高,东部较低。根据采样点土地利用类型分类,土壤中汞含量呈现出工业园区内土壤汞含量明显高于其他土地利用类型,并且土壤中汞含量由农耕地向道路旁、撂荒地、林地依次递减。土壤中汞的形态以残渣态为主,碳酸盐结合态和溶解态与可交换态含量极低,且各种土地利用类型下的土壤形态汞占总汞的百分比存在差异。土壤总汞、有机质与硫化物结合态汞和残渣态都与TOC含量显著相关,总汞及各形态汞与pH没有明显的相关性。     

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.     

内蒙古四种牧草对土壤中汞富集能力与生理响应

随着内蒙古就地煤电转化发展方式的推行,周边土壤中来自大气汞沉降逐步加剧。为了解牧草对汞的富集能力与耐性机理,选取内蒙古草场常见四种牧草:羊草、紫花苜蓿、披碱草和高羊茅进行研究。通过野外汞沉降模拟试验及汞胁迫盆栽种植试验,分别测定土壤、牧草中的总汞含量及牧草的生理生化值,分析被试牧草汞含量与土壤汞含量相关性。供试土壤为砂土,pH在7.43—8.53,当土壤中汞含量不高于1.0 mg?kg~(-1)时,四种牧草富集系数皆大于1。结果表明:不同牧草对汞富集能力不同并且会受土壤中汞含量影响,牧草对汞的富集系数随汞胁迫浓度增高而逐渐下降,汞胁迫下牧草细胞膜脂过氧化程度提高,牧草通过提高抗氧化酶酶活、脯氨酸含量调节细胞是其耐受汞的重要机理。