土壤挥发性汞释放通量的研究

在总结前人工作的基础上,建立了一套野外现场测量土军发性汞释放通量的实验装置,于１９９３－０８至１９９３－１０在贵州省三类地区（高汞区、人为汞污染区和背景参考区）的５个采样点进行土军发性汞释放通量的研究。结果表明,土壤军发性汞释放通量具有白天高于夜间的昼夜变化规律,土挥发性汞释放通量与土壤总汞含量、在气气温相关。     

万山汞矿区地表与大气界面间汞交换通量研究

采用动力学通量箱与高时间分辨率大气自动测汞仪联用技术对万山汞矿区不同季节、不同地表与大气界面间汞交换通量和大气汞含量进行了测定.结果显示,受人为活动和地表强烈释汞的影响,万山地区大气汞含量高出背景区1～3个数量级,在冶炼厂附近平均值可达1 101.8 ng/m³,最低平均值达17.8 ng/m³,显示万山汞矿区已遭受较严重的大气汞污染.万山汞矿区土壤与大气界面汞交换非常强烈,土壤向大气的释汞通量最高可达27 827 ng/(m².h),大气汞干沉降通量最高可达9 434ng/(m²·h).万山汞矿区土壤与大气汞交换通量主要受光照强度、大气汞含量影响.光照在土壤释汞过程中起促进作用,而较高的大气汞含量则抑制了土壤向大气的释放,并导致大气汞强烈的干沉降.不同的地表类型对地表释汞影响较大,植被覆盖土壤释汞通量显著低于无植被覆盖地区,而冶炼后的矿渣堆则成为大气汞的净源.     

微囊藻毒素导致鲫鱼淋巴细胞凋亡的研究

采用离体细胞培养诱导方法,以鲫鱼(Garassiusauratus)为实验材料,研究了两种微囊藻毒素microcystinLR(MCLR)和microcystinRR(MCRR)在低浓度下(1nmol·L-1,5nmol·L-1和10nmol·L-1)对鲫鱼淋巴细胞的毒性效应.结果表明,鲫鱼淋巴细胞分别经两种微囊藻毒素体外诱导2h后,出现细胞核固缩的典型细胞凋亡形态学特征;琼脂糖凝胶电泳检测到明显的细胞凋亡的生物化学特征梯状DNA(DNAladder);并且两种藻毒素诱导的细胞凋亡呈时间和剂量效应关系.该研究表明微囊藻毒素可导致鱼类淋巴细胞产生凋亡,因而可能影响鱼类免疫功能.     

A simulation study of mercury release fluxes from soils in wet-dry rotation environment

A simulative mesocosm study was conducted to evaluate the influence of wet-dry rotation on mercury（Hg） flux from soil/water to air and the distribution of Hg species in water as well as Hg chemical fractions in soil. Three types of soil were employed including two kinds of paddy soil, Typic Purpli-Udic Cambosols（TPUC） and Xanthi-Udic Ferralosols（XUF）, as well as the Alluvial Soil（AS） from Three Gorge reservoir area in Chongqing, China. The results showed that Hg fluxes in wetting periods were significantly higher than that in drying periods. It might be due to the formation of a layer of stable air over the water surface in which some redox reactions promote evasion processes over the water surface. This result indicated that more Hg would be evaporated from the Three Gorge reservoir and paddy soil field during the flooding season. Hg fluxes were positively correlated with air temperature and solar irradiation, while negatively correlated with air humidity and the electronic conductivity of water. Hg fluxes from AS and TPUC were significantly higher than that from XUF, which might be due to the higher organic matter（OM） contents in XUF than TPUC and AS. The reduction processes of oxidized Hg were restrained due to the strong binding of Hg to OM, resulting in the decrease in Hg flux from the soil.     

土壤释汞通量影响因素研究进展

汞具有独特的物理化学性质和生物毒性,能在大气中长期滞留,对距离污染源较远的地区造成污染。土壤是一个巨大的汞库,土壤和大气界面汞的交换是汞的生物地球化学循环的重要组成部分,能够对周围环境产生显著的影响。土壤释汞通量受到很多环境因素的影响,如土壤中汞的形态、土壤和大气中汞含量、土壤温度、光照、土壤湿度、降雨和灌溉、土壤p H和Eh、植被、气象因素、微生物等。环境因素的变化可能会导致土壤释汞通量的昼夜变化和季节变化。环境因素通常对土壤释汞通量进行复合影响,而最终的影响结果可能表现为协同或是拮抗作用。本文对影响土壤释汞通量的主要因素及其影响机理进行了详细地介绍,提出了对各种环境因素的复合效应的结果的研究需要进一步开展。     

中亚热带针阔混交林土壤-大气界面释汞通量研究

为了揭示不同气候条件下森林与大气间汞交换的规律,应用动力学通量箱与Lumex RA 915+测汞仪联用技术,选择重庆缙云山国家级自然保护区为研究地点,于2011年4月~2012年3月对针阔混交林土/气界面释汞通量进行了为期1 a的连续监测,并考察了各环境因子对土壤释汞通量的影响.结果表明,缙云山针阔混交林林地土壤年平均释汞通量值为(16.82±6.70)ng·(m2·h)-1,明显高于欧美国家自然背景区;受光照、温度、相对湿度等气象因素以及亚热带地区森林植被生长变化规律影响,缙云山地区林地土壤释汞通量存在显著的季节性差异,暖季林地土壤释汞通量[(22.23±13.19)ng·(m2·h)-1]明显高于冷季[(6.01±4.05)ng·(m2·h)-1];通径分析结果表明林地土壤释汞通量的日变化特征和1 d中光照强度变化有密切关系,土温、气温和相对湿度与土壤释汞通量之间的显著相关关系可能是光照强度与土壤释汞通量相关关系的表象.     

三峡库区典型农田系统大气汞浓度及不同自然界面释汞通量

以三峡库区周边典型农田系统为研究对象,对不同土壤利用类型下的界面汞释放通量及影响因素进行系统研究,并同时对区域内大气汞(TGM)浓度进行监测.结果表明,研究区TGM浓度范围为2.67~75.5 ng·m~(-3),春冬两季显著高于夏秋季,其均值为(6.26±8.11)ng·m~(-3),明显高于全球TGM浓度背景值.不同地表类型下土壤释汞通量表现为旱地稻田林地;季节变化表现为夏季最高,冬季最低;日变化中最大的释放量出现在正午.不同地表中释汞通量的主要影响因素均为气温、湿度、光照、紫外线强度、土温等,其中气温和紫外强度是影响不同地表土/气界面汞交换的主要因子;在环境因子与农业活动的外界影响下,土壤本底汞含量对不同界面的土壤释汞通量的作用不明显.     

封闭式城市生活垃圾填埋场向大气释放汞的途径

利用自动测汞仪和动力学通量箱技术,对武汉市某生活垃圾填埋场封闭的扩建部分向大气释放汞的途径进行了研究.结果发现,封闭式垃圾填埋场释放汞的途径主要是通过地表,而排气筒的释放很小.观测期间地表汞的释放强度平均为(192.5±245.3)ng·(m²·h)^-1,比世界背景区域高出1～2个数量级.释放过程具有明显的昼夜变化规律,白天高于夜间,并在午间达到峰值.光照强度与汞释放通量间的相关性最高,达到0.77,说明Hg(Ⅱ)的光致还原作用是挥发态Hg0生成的主要途径.垃圾填埋场排气筒释放的气体中Hg0的平均浓度为7.0～68.9 ng.m^-3,远低于运行中的垃圾填埋场,并且流速也很小.     

不同类型紫色土土/气界面汞释放通量及其影响因素

运用动力通量箱与RA-915 汞分析仪联用技术,对重庆市3种类型紫色土的土/气界面汞交换通董进行了实地监测.结果显示,不同类型紫色土的土/气界面汞交换通量有一定差异,随着土壤pH值的增加,汞交换通量值增大,酸性紫色土平均通量值为(30.8±23.7)ng·m-2·h-1,中性紫色土为(34.9±25.7)ng·m-2·h-1,石灰性紫色土为(39.0±27.O)ng·m-2·h-1.土/气界面汞交换量受光照、气温、土壤温度和空气相对湿度等因素的影响,汞交换通量与光照、气温和土壤温度呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系,与大气压不相关.     

北京市平谷区金矿区周边土壤砷、汞赋存形态特征及生态风险评价

以北京市平谷区金矿区周边土壤为研究对象,采集40个表层（0~20 cm）土壤样品,测定土壤中As、Hg总量及其各赋存形态含量,并采用基于重金属形态的次生相原生相分布比值法（ratio of secondary phase to primary phase,RSP）和风险评价编码法（risk assessment code,RAC）对土壤中As、Hg污染程度及生态风险进行评价。结果表明:各采样区土壤中As、Hg总量均超出北京市土壤背景值,分别超出3.94~13.24,11~41.33倍;土壤中As、Hg主要以残渣态存在,除残渣态外,As主要以铁锰氧化态存在,开采沟和尾矿库土壤中Hg主要以碳酸盐结合态存在,开采沟下游和尾矿库外土壤中Hg则主要以强有机态存在;污染程度和生态风险评价结果显示,开采沟及下游土壤As、Hg污染程度较低,研究区土壤中As、Hg整体表现较低风险,在开采沟、YZ尾矿库和JHH尾矿库存在Hg的高风险和极高风险点位,应予以重视。研究结果为治理金矿区周边土壤As、Hg污染提供参考。     

碱蓬湿地CH4排放通量及影响因素研究

2008年4月至10月,以辽河口碱蓬湿地为研究区域,采用静态箱—气相色谱法对CH4排放通量进行了原位测定,分析了碱蓬湿地CH4排放通量的季节变化特征,同时研究了地表温度、土壤有机质含量及碱蓬的地上生物量对排放通量的影响。结果表明,碱蓬湿地是CH4的排放源,CH4排放呈单峰型变化趋势,7月排放通量最大为55.29μg/(m2.h)。CH4排放通量与土壤温度、土壤有机质含量及碱蓬地上生物量密切相关。CH4排放通量与地表温度之间呈显著的指数相关关系;土壤有机质含量及碱蓬地上生物量的变化与CH4排放通量的季节变化呈二次正相关关系。     

香根草及添加剂对汞污染土壤汞固定的现场试验

通过前期盆栽模拟试验发现,汞污染土壤种植香根草木屑和腐殖土或者添加木屑和腐殖土后再种植香根草都能极大抑制汞通过地表径流迁移,但是尚没有开展野外试验进行验证。因此为了进一步验证其效果,本研究在贵州万山汞矿区大水溪村汞污染农田建立了地表径流小区,现场研究了种植香根草及添加木屑和腐殖土后种植香根草对土壤汞固定的影响,研究结果显示:(1)在所有处理小区的地表径流中,颗粒态汞占总汞的96%以上,是汞迁移的最主要途径;(2)在汞污染土壤中种植香根草或者土壤中分别添加木屑或者腐殖土后再种植香根草,都能显著降低地表径流中颗粒态汞含量(46%~67%),进而减少土壤汞通过地表径流向周围环境迁移,且香根草与木屑或腐殖土结合效果更佳;(3)不同处理均降低了地表径流中可溶态汞(13%~31%)的含量。本研究能为汞矿区汞污染土壤修复提供一定理论支持和技术指导。     

不同垃圾填埋单元土壤--植物系统中汞的污染和迁移

对上海老港垃圾填埋场不同年份填埋单元的表层履土,以及典型植物中汞的分布进行了分析研究。结果发现,自1989-2001年共13a间不同时间的垃圾填埋单元表层土壤中,汞浓度与填埋时间有一定关系:从1989年到1993年,土壤汞浓度呈逐年递减趋势;从1998年到2001年又呈递增趋势;而中间几年出现汞浓度异常现象。土壤总汞、结合态汞和可挥发汞的浓度与土壤有机质含量有显著的相关性,相关系数分别为0.8147、0.8045和0.8213。另外,被调查植物体内汞的分布特点为:叶汞>根汞>茎汞。填埋时间较长的几个单元中,典型植物(加拿大黄花)的根汞与土壤可挥发汞有较好的相关性。     

贵阳市2种不同类型草地的汞释放通量

利用动态通量箱法对贵阳市人工草坪和天然草地的汞释放通量进行了野外实测. 结果表明:春季和夏季的草地是大气中汞的来源,并未出现明显的季节性变化,其平均汞释放通量为(7.8±15.7)～(41.5±15.2) ng/(m2·h),且天然草地的汞释放通量明显高于人工草坪. 草地的汞释放通量具有明显的日变化特征,白天汞释放通量显著高于夜间,最大值通常出现在午后,最小值则出现在夜间. 草地的汞释放通量与光照强度、土壤温度、大气温度呈显著的正线性关系,与大气相对湿度呈负线性关系. 大气中气态总汞的质量浓度是影响草地汞释放通量的另一个重要因素. 大气中气态总汞质量浓度的升高能够抑制草叶片向大气中释放汞,而高质量浓度的气态总汞可导致大气中的汞向草叶片的强烈沉降.      

大型炼锌厂周边土壤及蔬菜的汞污染评价及来源分析

采集某大型炼锌厂周边的耕种土壤及蔬菜样品,分析其汞含量,并采用单项污染指数法及相关标准对土壤和蔬菜的汞污染状况进行了评价.结果表明,炼锌厂周边的耕种土壤和蔬菜都受到了不同程度的汞污染.土壤样品汞的超标率为78%,其中污染最严重区域土壤中的汞浓度是背景点土壤汞浓度的29倍,已达到重度污染程度.所有蔬菜样品的汞含量超过无公害蔬菜重金属限量指标,最大超标64.5倍,平均超标25.4倍.85%的蔬菜样品叶片中汞含量明显高于根部汞含量,说明叶片中的汞主要来自于大气;蔬菜根部汞含量与土壤汞含量明显线性相关,说明根部的汞主要来自于土壤.炼锌厂汞排放对其周边土壤和蔬菜的汞污染均有显著的影响.     

深圳市土壤表层汞污染等级结构与空间特征分析

在深圳市采集并分析了200个表层土壤样品中的汞浓度,并利用克里格插值与单因子污染指数评价等方法研究了该区土壤表层汞污染数量结构与空间分异特征.结果表明,深圳市土壤汞平均值为70.52ng/g,中值为58.82ng/g.37%的样点土壤汞浓度超过土壤背景值,5%的样点处于中度以上汞污染水平.样点的土壤汞浓度随着的高程和坡度的增加呈现出均值降低,偏差减小的变化趋势.汞污染严重的区域为南山蛇口工业区、宝安西部工业区、龙岗大工业区与东部工业区和罗湖商业区等,人类活动与城市土壤汞浓度密切相关,污染的主要来源为工业区化石燃料燃烧、含汞废物排放、商业区长期的人类活动以及生活垃圾的处理等.     

积融雪控制下土壤大气间汞交换通量特征

位于松花江上游流域的夹皮沟金矿曾是我国采金量最大的矿区,广泛使用的混汞法提金工艺导致了严重的区域环境介质汞污染.为研究稳定性季节积雪及融雪控制过程土壤(雪)大气间汞交换通量特征,选择区域内典型"山-谷"地形结构单元,沿坡面等距进行布点,使用动态通量箱法测定了各采样点土壤(雪)大气间汞交换通量,使用塞曼效应汞分析仪(LUMEX Zeeman RA915+)测定了各采样点近地面(0～150 cm)垂直方向上大气汞浓度分布,分析了同步气象因子、积融雪控制下地表性质和近地面大气汞的垂直分布各因素对土壤(雪)大气间汞交换通量特征的影响.结果表明,冬季积雪和融雪期间,大气中汞均有沿山坡向谷底汇集的趋势,在积雪冷源性下垫面所致逆温层结控制下,汞交换通量表现为明显的由大气向土壤(雪)的沉降过程.融雪期间雪融后地表土壤大气间汞交换通量表现为释放与沉降过程交替,仍然积雪地表大气间汞交换通量沉降水平明显弱于积雪期.分析土壤(雪)大气间汞交换通量与其影响因素间关系发现,积雪期土壤(雪)大气间汞交换通量与大气汞浓度和大气温度间均具有显著的负线性相关关系;融雪期土壤(雪)大气间汞交换通量与大气汞浓度间具有明显的负线性相关关系,与大气温度间具有正线性相关关系;雪融后裸露土壤大气间汞交换通量与地温间呈现一定的正线性相关关系.     

重庆铁山坪森林土壤汞释放通量的影响因子研究

对位于重庆铁山坪的马尾松林下的山地黄壤进行表层土壤(0~5 cm)的原状采集,并在实验室中进行控制实验,利用通量箱法测量原状土块表面的汞释放通量,以研究环境因子对土壤汞释放量的影响.结果表明,土壤汞释放量与辐射强度呈显著的正相关,在相同的空气温度和土壤含水量等条件下,土壤汞释放量在光下是遮阳条件下的3~9倍.不过,由于林下土壤常处于背阴状态,可能遮阳条件更能代表白天林下土壤汞的排放情况.土壤汞释放量存在明显的季节变化,夏季>春秋季>冬季,空气温度与土壤汞释放呈正相关.在低温下土壤汞释放量很低,土壤含水量影响较弱,而在高温时土壤含水量增加能明显促进土壤汞释放.枯落物的移除会显著降低土壤汞释放通量,主要原因可能是枯落物的汞含量较高并易于还原.土壤汞释放量在一天内也存在明显的衰减趋势,表明土壤表层的汞含量可能是森林土壤汞释放的重要限制因素.本研究测得森林土壤汞释放通量(白天)为:夏季(14.3±19.6)ng·(m2·h)-1、春秋季(3.50±5.36)ng·(m2·h)-1、冬季(1.48±3.27)ng·(m2·h)-1,以上稳态测试结果可能高估了实际的汞排放量.     

天津地区菲的空间分异多介质归趋模型

在稳态假设条件下研究了菲在天津市的多介质分布和相间迁移.在探讨了废气排放和土壤有机质含量和土壤中菲降解速率常数的空间变异的基础上,建立了具有空间变异特征的多介质模型.并根据实际观测数据对平均浓度加以验证.所研究的4种介质的模型误差在0.5个对数单位左右,完全符合区域多介质模型的精度要求.土壤菲含量空间计算结果和实际观测数据在宏观尺度上表现出一致的趋势作为过程模型,这样的结果有助于解释形成其空间分异的原因,也为进一步研究奠定了基础模型计算结果表明,土壤和沉积物是该地区菲的主要汇,特别是沉积物中积累了菲总量的70%以上.大气菲的空间分布格局基本服从其人为排放特征,而土壤有机质含量对菲降解速率的影响决定了其在土壤中的分布.     

贵阳市生活垃圾卫生填埋场汞的地气交换特征初步研究

城市生活垃圾填埋场是日常生活中许多含汞物质的最终归宿地,这些含汞物质有可能通过"再挥发"途径进入大气,从而增加大气的汞负荷。为了研究垃圾填埋场汞的释放强度,2003年11月底我们用配备有自动测汞仪的动力学通量箱法,对贵阳市的一个垃圾卫生填埋场进行了汞通量测定。结果发现无论是半年期的垃圾还是覆土,汞的释放均具有明显的日变化规律,即白昼明显大于夜晚。半年垃圾和覆土的平均汞释放强度分别为502.4和55.2ng(Hg)·m-2·h-1,远高于国内外背景区的通量值,说明垃圾填埋场已成为一个潜在的大气汞人为释放源。基质中汞含量的差异是造成通量差异的主要因素,而采取覆土措施则可大大减少汞向大气的排放。天气晴朗时光照强度与汞的释放关系密切,是促进气态汞形成的主要驱动力;阴雨初期,降雨则在一定程度上增加了汞的排放。