环境科学基础理论 环境地学

X142200703543西藏拉萨市土壤气中氡、汞环境地球化学特征/周晓成(中国地震局地震预测研究所)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2007,28(3).-659~663环图X-5研究了拉萨市及其附近土壤气中的氡、汞地球化学特征,利用地质累计指数法评价了其环境质量.1579个测点的测量结果表明,土壤气中氡、汞的背景值分别是7634.9Bq/m3、41.5ng/m3,标准偏差分别为2.7Bq/m3、2.2ng/m3.土壤气氡环境质量在研究区东部和西部比较好,在中部从南向北有逐渐加重的趋势,最高达到中度污染;氡的主要污染源是山间盆地沉积物中局部富集的放射性铀元素.从拉萨郊区向…     

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.     

大型垃圾焚烧厂周边环境汞影响的初步调查

对上海浦东生活垃圾焚烧厂运行2年来对周边环境的汞影响的初步调查结果显示:垃圾焚烧厂周边环境的土壤背景值偏高,平均为125.9ng/g;运行1a后和2a后的平均值分别为139.9ng/g和137.7ng/g,其中处于下风口的偏西面受影响较大;当地种植的大部分蔬菜叶子的汞含量超过国家卫生标准(GB2762-94),2003年的大豆和高梁果实中汞含量分别是2002年的2.3和2.7倍.垃圾焚烧厂上风口、厂区内和下风口处大气汞浓度分别为5.1ng/m³、5.0ng/m³和10.6ng/m³.     

北京市大气颗粒物中多环芳烃(PAHs)污染特征

对北京市2003-09～2004-07的10个月空气中的TSP样品进行了连续采样,周期为1次/周.分析了15种3～7环的PAHs,其中以4～5环为主.∑PAHs浓度及BaP的最大值分别达到705 ng/m³和52 ng/m³;春夏秋冬4季∑PAHs的平均浓度分别为46 ng/m³,16 ng/m³,52 ng/m³,268 ng/m³;BaP的4季平均浓度分别为2.8ng/m³,0.23 ng/m³,3.3 ng/m³,16ng/m³;采暖期∑PAHs平均浓度为非采暖期的9.5倍.在所分析的3种气象条件中,降水能够明显降低PAHs的浓度;非采暖期的PAHs浓度随温度的升高而降低,采暖期的浓度与温度没有明显的相关性;采暖期风速水平的增加会导致PAHs浓度的下降,而非采暖期不同环数的PAHs和风速水平的关系各异,3环的PAHs浓度随风速水平增加而增加,4、5环的PAHs浓度变化不大,6、7环PAHs随风速水平的增加而浓度下降.     

利用SPMD技术监测珠江三角洲大气中多环芳烃

 利用半渗透膜被动采样装置(SPMD),对珠江三角洲地区大气中多环芳烃进行了分季度为期一年的监测,同时在广州(GZ01站)用大流量采样器进行主动采样分析.结果表明,SPMD主要采集大气气态多环芳烃,其富集速率Rs受温度影响显著,低温更有利于SPMD对有机物的渗透富集.大气气态PAHs浓度季节差异明显,各季度平均值分别为286.0ng/m³(4～6月),322.0ng/m³(7～9月),216.4ng/m³(10～12月)和153.3ng/m³(1～3月),温度是影响气态PAHs含量高低的主因素.该区域内,污染程度呈南北低、中间高.污染源主要来自于机动车尾气的排放.     

河北农居环境颗粒态汞污染特征及健康评估研究

近年来,我国农村环境问题日渐加重,大气颗粒态汞对人体健康的危害逐渐凸现出来,而已有研究对我国农居环境中的汞污染状况关注较少. 以颗粒态汞为研究对象,于2009年7、8月及2010年10~12月,对河北省6个村庄中的34个典型农居环境进行PM₁₀和PM_2.5膜采样,采用冷原子荧光法测定颗粒态汞质量浓度. 结果表明,同一季节时,厨房PM₁₀中汞质量浓度约是庭院PM₁₀中汞质量浓度的2倍; 在同一空间内,PM₁₀中汞质量浓度大小依次是冬季(3.004 ng·m^-3)>秋季(1.550 ng·m^-3)>夏季(1.127 ng·m^-3); 同一季节时,PM_2.5中汞质量浓度大小依次是厨房(0.795 ng·m^-3±0.337 ng·m^-3)>客厅(0.398 ng·m^-3±0.159 ng·m^-3)>庭院(0.321 ng·m^-3±0.143 ng·m^-3); PM_2.5中的汞质量浓度占PM₁₀中汞质量浓度的百分比为(52.4±13.5)%. 对农居环境PM_2.5中汞的健康风险度水平进行评价,不同人群中儿童的暴露水平最高,其年均超额危险度<10^-8. 可知农居环境PM_2.5中汞对农户的健康风险在可以忽略的水平.     

浙江省台州市电子垃圾拆解地多溴联苯醚浓度水平分布特征和迁移趋势

本研究分析了浙江省台州市电子垃圾拆解地及其周边表层土壤和大气中多溴联苯醚（PBDEs）的浓度水平.结果表明,台州市峰江和滨海的拆解园区、农田和居住区土壤中∑₁₂PBDEs含量（以dw计）范围分别为21.8~1310 ng ·g^-1和6.19~220 ng ·g^-1,PBDEs单体分布没有显著差异.峰江和滨海两地大气中∑₁₂PBDEs质量浓度范围分别为262~3240 pg ·m^-3和840~2990 pg ·m^-3,浓度中值分别为1410 pg ·m^-3和840 pg ·m^-3（冬季）、1590 pg ·m^-3和1960 pg ·m^-3（夏季）,除去BDE209外的11种PBDEs单体分布在冬夏两季呈现显著性差异.通过土-气交换逸度分析发现峰江和滨海PBDEs在土-气分布迁移趋势上呈现一定的差异性.峰江PBDEs的迁移趋势主要以土壤挥发为主,土壤是大气中3~5溴代BDEs的排放源,温度的升高可以促进这一过程,这说明峰江土壤中PBDEs已成为污染释放源,建议应对峰江电子垃圾拆解园区土壤和附近农田开展土壤修复.滨海PBDEs的迁移趋势则主要以大气沉降为主,土壤是PBDEs主要的汇,说明滨海的拆解园成为PBDEs的新排放源.     

列车车厢内醛酮化合物的污染状况

建立了室内及公共场所空气中10种醛酮(甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丙醛、丁烯醛、丁醛、苯甲醛、环己酮、戊醛)的采集、前处理及分析方法,采样效率为92%～100%,回收率为91%～104%,检测限为0.26 ng/m³～0.82 ng/m³.调查评价了6辆列车车厢空气中醛酮的污染状况.结果表明,列车车厢空气中醛酮的总浓度为0.1591 mg/m³～0.2828 mg/m³,平均浓度为0.2330 mg/m³,其中甲醛、乙醛、丙酮的平均浓度分别为0.0922 mg/m³、0.0499 mg/m³、0.0580 mg/m³,占总平均浓度的42.6%、21.4%、24.9%.初步确定列车车厢空气中的醛酮化合物来自木制品和抽烟的混合源.乘客的醛酮吸入量约为0.043 mg/h～0.076 mg/h.     

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.     

广东下庄铀矿田土壤的天然放射性研究

 用γ能谱分析方法测量了广东下庄铀矿田土壤中放射性核素^>226Ra,^>232Th 和 K 的含量,分别为 111.7(40.2～441.5)Bq/kg,71.5(32.6～4088.1)Bq/kg, 672.1(441.8～912.6)Bq/kg.同全国和广东省的平均值相比,^>226Ra 的含量明显偏高.在此基础上,计算了距地面 1m 高处空气γ辐射吸收剂量率、等效镭浓度和外照射指数,平均值分别为 123.9nGy/h, 265.7Bq/kg, 0.7,表明广东下庄铀矿田的γ辐射外照射水平远高于正常值.应用氡的对流和扩散理论,计算了空气中氡的理论浓度,平均值为 80.2Bq/m³计算结果与实测值基本吻合.     

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.     

重庆废弃煤矿区表层土壤多环芳烃污染特征及风险评价

随着煤炭行业的萧条,废弃煤矿逐渐增加。为有效管理和改善矿区废弃地环境生态系统,采集废弃22年的重庆中梁山马家沟煤矿区内18个表层土壤样品和1个煤矸石样品,以及矿区之外的2个背景土壤样品,分析样品中多环芳烃（USEPA 16 PAHs）、正构烷烃（n-alkanes）、汞（Hg）和有机质（OM）含量水平。结果表明,表层土壤中PAHs的平均含量为170.3 ng/g,低于我国正在运行的煤矿区土壤PAHs含量水平,高于山区背景土壤PAHs含量水平。主成分分析（PCA）结果表明煤燃烧释放和原煤残渣分别贡献78.3%和17.6%,是表层土壤中PAHs的主要来源。PAHs与n-alkanes的相关系数r=0.83（P<0.01）,表明土壤中两者具有类似的输入途径和富集行为。PAHs与Hg之间不存在相关性,表明煤矿长期废弃后,这两种与矿区活动释放有关的污染物的环境归趋有显著差异。PAHs和OM之间也不存在相关性,表明与煤矿相关的有机质来源已经被植物、微生物的分泌物质及其残体的有机质替代,生态环境正逐步恢复。风险评价结果表明PAHs含量水平相对安全。值得注意的是,Hg含量超过农用地土壤污染风险筛选值。因此,政府对矿区旧址的土地利用应当基于多污染参数的叠加结果,避免单一指标的片面性评价与诊断。     

新建铅蓄电池集聚区对周边土壤环境的影响:基于重金属空间特征

为探明浙北某乡镇经提升改造后一新建铅蓄电池集聚区运行7a后是否对周边土壤环境存在影响,采集该铅蓄电池集聚区周边表层土壤(0～20 cm) 76份,测定了土壤中汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、镍(Ni)和铬(Cr)这8种重金属含量,并基于集聚区内、距集聚区边界50、450和850 m的空间距离,采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法及潜在生态风险指数法对土壤环境质量进行了评价,然后利用地统计方法分析了重金属空间分布特征,并结合相关性分析确定了对土壤环境造成影响的重金属的来源.结果表明,与当地平均背景值相比,8种重金属元素中Hg、Zn和Pb在所有空间尺度下的平均含量均高于其对应背景值,对Cd而言,除集聚区内,其余空间尺度下的Cd平均含量均大于其背景值,As只有距边界50m处的平均含量大于其背景值,而其他元素在所有空间距离下的平均含量均低于其对应背景值,其中Hg和Cd存在高度空间变异,而其他元素含量空间变异不明显,说明区域活动的影响主要集中在Hg和Cd上,且两者的含量随集聚区距离外延而增加.出现超出农用地土壤污染风险筛选值点位的元素主要为Hg和Cd,其主要分布在集聚区外450 m和850 m处,其中Hg在对应距离下超出风险筛选值的点位占33. 33%和38. 89%,Cd分别占27. 78%和55. 56%,且两者的空间分布特征与其含量一致,而其他元素中仅有Zn和Pb存在零星点位超出风险筛选值,且总体上无明显空间特征.由8种重金属元素对土壤的综合污染风险分析可知,Cd是造成土壤综合污染风险的主要来源,由于其贡献使850 m处土壤处于警戒状态(贡献率为36. 73%).土壤的生态风险主要出现在集聚区外450 m和850 m处,处于中等生态风险水平,其中生态风险主要来自Hg和Cd,Hg在对应距离下的贡献率分别为46. 30%和39. 37%,Cd分别为38. 98%和49. 30%,说明区域活动使Hg和Cd成为影响研究区土壤质量的主要元素.经地统计和多元统计分析表明,Hg和Cd含量呈现出在当地主风向(东北-西南)轴上由集聚区外围向内扩散的特征,且两者的主要来源为集聚区外围企业的燃煤活动.因此,新建的铅蓄电池集聚区运行7a后并未对集聚区及周边土壤重金属的集聚造成明显影响.     

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

渤海中部油气开采区沉积物中石油烃环境质量

对渤海中部油气开采区表层和柱状沉积物中的石油烃含量进行了分析和环境质量评价,结果表明该区表层沉积物中石油烃的含量介于(10.15 ~ 151.72)10-6 之间,平均值为55.9910-6;研究区多数站位为中等污染,部分站位出现较高污染和重度污染,高值区分布在渤海湾沿岸、研究区东部和研究区中南部,表明石油烃污染受到沿岸人类排污和油气开采的显著影响.研究区沉积物中的石油烃在二十世纪三十年代之前处于低背景值阶段,之后受到人类活动的影响含量有所增加,其含量的变化与渤海石油开发勘探的历程基本相似.2011年6月发生的蓬莱19-3石油泄漏事件在附近的海底沉积物中有明显的显示,经过1 a后,石油泄漏事件的影响水平已显著降低.     

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。     

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.     

Transport and fate of mercury under different hydrologic regimes in polluted stream in mining area

Seepage from Hg mine wastes and calcines contains high concentrations of mercury (Hg). Hg pollution is a major environmental problem in areas with abandoned mercury mines and retorting units. This study evaluates factors, especially the hydrological and sedimentary variables, governing temporal and spatial variation in levels and state of mercury in streams impacted by Hg contaminated runo . Samples were taken during di erent flow regimes in theWanshan Hg mining area in Guizhou Province, China. In its headwaters the sampled streams/rivers pass by several mine wastes and calcines with high concentration of Hg. Seepage causes serious Hg contamination to the downstream area. Concentrations of Hg in water samples showed significant seasonal variations. Periods of higher flow showed high concentrations of total Hg (THg) in water due to more particles being re-suspended and transported. The concentrations of major anions (e.g., Cl??, F??, NO3?? and SO4 2??) were lower during higher flow due to dilution. Due to both sedimentation of particles and dilution from tributaries the concentration of THg decreased from 2100 ng/L to background levels (< 50 ng/L) within 10 km distance downstream. Sedimentation is the main reason for the fast decrease of the concentration, it accounts for 69% and 60% for higher flow and lower flow regimes respectively in the upper part of the stream. Speciation calculation of the dissolved Hg fraction (DHg) (using Visual MINTEQ) showed that Hg(OH)2 associated with dissolved organic matter is the main form of Hg in dissolved phase in surface waters in Wanshan (over 95%).     

Gaseous elemental mercury concentration in atmosphere at urban and remote sites in China

An investigation of gaseous elemental mercury concentration in atmosphere was conducted at Beijing and Guangzhou urban, Yangtze Delta regional sites and China Global Atmosphere Watch Baseline Observatory (CGAWBO) in Mt. Waliguan of remote continental area of China. High temporal resolved data were obtained using automated mercury analyzer RA-915 . Results showed that the overall hourly mean Hg0 concentrations in Mt. Waliguan were 1.7± 1.1 ng/m3 in summer and 0.6±0.08 ng/m3 in winter. The concentration in Yangtze Delta regional site was 5.4±4.1 ng/m3, which was much higher than those in Waliguan continental background area and also higher than that found in North America and Europe rural areas. In Beijing urban area the overall hourly mean Hg0 concentrations were 8.3±3.6 ng/m3 in winter, 6.5±5.2 ng/m3 in spring, 4.9±3.3 ng/m3 in summer, and 6.7±3.5 ng/m3 in autumn, respectively, and the concentration was 13.5±7.1 ng/m3 in Guangzhou site. The mean concentration reached the lowest value at 14:00 and the highest at 02:00 or 20:00 in all monitoring campaigns in Beijing and Guangzhou urban areas, which contrasted with the results measured in Yangtze Delta regional site and Mt. Waliguan. The features of concentration and diurnal variation of Hg0 in Beijing and Guangzhou implied the importance of local anthropogenic sources in contributing to the high Hg0 concentration in urban areas of China. Contrary seasonal variation patterns of Hg0 concentration were found between urban and remote sites. In Beijing the highest Hg0concentration was in winter and the lowest in summer, while in Mt. Waliguan the Hg0 concentration in summer was higher than that in winter. These indicated that different processes and factors controlled Hg0 concentration in urban, regional and remote areas.