污灌区稻田汞污染特征及健康风险评价

选择天津北排污河灌区作为研究区域,调查了土壤和水稻总汞和甲基汞的含量及分布特征,评估污灌区稻米食用汞暴露风险,并对污灌区土壤-稻米甲基汞的影响因素进行了初步分析.结果表明,1.调查的29个污灌区稻田,土壤总汞含量为(367.04 ± 129.36) μg/kg,显著高于区域土壤Hg背景值73 μg/kg,甲基汞含量为(0.87 ± 0.77) μg/kg;水稻各部位总汞含量依次为稻叶 > 稻根 > 稻茎 > 稻米,稻米总汞含量为(12.80 ± 5.14) μg/kg,甲基汞含量依次为稻米 > 稻根 > 稻茎 > 稻叶,稻米对甲基汞具有很强的富集能力,甲基汞含量为(2.09 ± 1.20) μg/kg,甲基化率均值超过10%.污灌区稻米总汞每周摄入量为0.068~1.25μg/(kg·bw),甲基汞每周摄入量为0.0095~0.49μg/(kg·bw),污灌区稻米总汞及甲基汞暴露对居民健康风险总体仍在安全阈值内,但个别汞污染较严重地块甲基汞暴露风险值得高度关注.土壤甲基汞含量仅与土壤总汞含量及黏粒含量的相关性达到显著性水平,稻米甲基汞含量与土壤总汞含量、土壤甲基汞含量、稻米总汞含量及黏粒含量的相关性达到显著性水平.     

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。     

水稻甲基汞富集对大气气态单质汞浓度升高的响应研究

水稻具有很强的甲基汞(MeHg)富集能力,从而增加了汞污染地区居民甲基汞暴露的风险.本研究利用开顶气室熏蒸实验和土壤加汞培育实验探究水稻各组织中MeHg富集对大气中的气态单质汞(GEM)浓度升高的响应.结果表明:水稻根中甲基汞含量与土壤中甲基汞含量显著正相关(r=0.9462~0.9870,p0.05),与大气汞含量无线性关系(p0.05),表明水稻根中的MeHg主要来自土壤.水稻茎中甲基汞含量随土壤甲基汞含量的增加而线性增加(上部茎:r=0.8560,p0.05;下部茎:r=0.9178~0.9484,p0.05),与大气汞含量没有相关性(p0.05),但在气室熏蒸实验中上部茎中的甲基汞含量高于下部茎;而在土壤加汞培育实验中下部茎中的甲基汞含量高于上部茎,表明水稻茎主要受土壤汞的影响,且大气汞可能对水稻上部茎甲基汞的富集有一定的影响.水稻叶中甲基汞含量与土壤甲基汞含量显著正相关(r=0.9708,p0.01),与大气汞含量无线性关系,但在气室熏蒸实验中实验组叶中甲基汞的含量高于对照组,表明水稻叶中的甲基汞可能受土壤甲基汞和大气汞的共同影响.水稻籽粒中甲基汞的含量与土壤甲基汞含量呈显著正相关(r=0.9046~0.9865,p0.05),与大气汞含量无明显的线性关系(p0.05),表明水稻籽粒中的甲基汞主要来自土壤,但在水稻上部茎和叶中甲基汞含量受一定程度大气汞含量影响的情况下势必会对水稻籽粒甲基汞的富集产生影响,但究竟有多大程度影响或量化其贡献还需进一步实验研究.     

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。     

城市污水厂中汞的形态分布特征研究

为研究汞在城市污水和污泥中的赋存特征,以焦作市某污水处理厂10个月的进出水及压滤污泥为研究对象,测定了样品中总汞、甲基汞及其溶解态的含量。结果表明,污水厂沉砂池进水中,总汞(THg)、溶解态总汞(DHg)、甲基汞(Me Hg)以及溶解态甲基汞(DMe Hg)的含量分别为233~9 730、2.32~124、1.46~22.60、0.11~2.17 ng/L,进水中总汞主要以颗粒形态存在。消毒池出水中以上各形态汞的含量分别为1.78~43.30、0.35~8.03、0.13~1.11、0.02~0.18 ng/L,总汞和甲基汞含量均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中规定的总汞浓度(1 000 ng/L)和烷基汞的检出限(10 ng/L)。该污水处理厂对沉砂池进水中总汞和甲基汞的平均去除率为98.9%和93.5%,同时,溶解态总汞和溶解态甲基汞也得到很大程度的去除(65%和70.7%)。与沉砂池进水相比,消毒池出水中溶解态甲基汞占甲基汞的比率显著升高(11.63%升至46.28%)(P=0.003),溶解态总汞占总汞的比率也有显著升高(1.20%升至34.85%)(P=0.002)。压滤污泥中总汞及甲基汞的含量分别在2.02~6.88 mg/kg和3.76~10.40 ng/g之间,污泥中甲基汞占总汞的比例均不足1%。所有的污泥样品中总汞含量均未超过我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的污泥农用时中性和碱性土壤的控制标准限值(15 mg/kg),但有20%的样品总汞含量高于该标准中的污泥农用酸性土壤的控制标准限值(5 mg/kg)。     

滇池几种鱼体汞含量与δ13C、δ15N特征

鱼体是人体摄入甲基汞的重要暴露途径。对滇池几种重要鱼类的总汞、甲基汞和13 C、15 N进行了测定,结果发现:滇池中鱼体总汞和甲基汞含量范围(平均值)分别为5.6~287ng/g(74±59ng/g)和2.7~400ng/g(73±67ng/g)。总汞和甲基汞含量存现显著的相关关系,(R2=0.65,p0.001),且甲基汞占总汞的平均比例大于80%,表明鱼体中的汞主要以甲基汞的形态存在。滇池几种鱼类的δ13 C平均值为-20.5±4.2‰,范围为-29.0‰~-15.1‰,δ15 N平均值为17.1±4.3‰,范围为5.9‰~25.8‰。同位素比值与鱼体汞含量之间没有显著的相关性,可能是由于滇池中采集的黄颡鱼和白鱼与其他鱼类不属于同一种食物源,因此对13 C和15 N的分馏不同。另外,采集的鱼类大小和年龄不均一,也可能是造成13 C和15 N异常分馏的原因之一。     

开顶式气室原位研究水稻汞富集对大气汞浓度升高的响应

采用开顶式气室熏气实验和土壤加汞培育实验,原位研究水稻各器官汞富集对大气汞质量浓度升高的响应关系.结果表明,水稻根中汞含量与大气汞质量浓度无显著相关性(P0.05),与土壤汞含量呈显著正相关(R=0.998 8,P0.05),表明水稻根中的汞主要来自于对土壤中汞的吸收累积.水稻茎中汞含量随大气汞质量浓度的升高呈线性增加(RB=0.964 6,RU=0.983 1,P0.05),且上部茎中汞含量高于下部茎;茎下部汞含量随土壤汞含量的升高呈线性增加(R=0.990 1,P0.05),茎上部汞含量随土壤汞含量的升高呈二次拟合增加(R=0.998 9,P0.05),且下部茎汞含量高于上部茎,说明茎汞含量受土壤和大气汞浓度的共同影响.水稻叶中汞含量与大气汞质量浓度呈显著正相关(R=0.998 5,P0.05),与土壤汞含量也有很好的线性关系(R=0.998 3,P=0.058 5),表明水稻从大气吸收的汞主要积累在叶片中,从土壤吸收的汞主要富集在根中并通过茎部向叶部传输.利用实验建立的函数关系对水稻地上生物质中汞的大气来源估算,至少60%~94%和56%~77%水稻叶和上部茎中的汞来自大气,而大气对下部茎仅贡献8%~56%.由此水稻地上部分生物质汞主要来自对大气汞的吸收,为区域大气汞的收支及汞循环模型提供理论依据.     

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.      

通过品种选择降低稻米对总汞和甲基汞的吸收

筛选对总汞(THg)和甲基汞(Me Hg)低积累的水稻品种对解决Hg污染稻田的利用和保障稻米安全具有重要意义。选择在贵州省清镇市水晶化工集团附近Hg污染稻田(THg浓度为7.4 mg/kg,Me Hg浓度为2.9 ng/g)种植20个水稻品种,用原子荧光法(AFS)和气象色谱联合冷原子荧光法(GC-CVAFS)测定水稻组织THg和Me Hg浓度。结果发现,20个水稻品种大米对THg(F=7.2,P0.001)和Me Hg(F=2.8,P0.01)的吸收呈现显著的品种差异,平均THg浓度为20.02 ng/g(范围10.3~36.25 ng/g),平均Me Hg浓度为2.48 ng/g(范围1.91~3.95 ng/g)。此外,有10个品种大米THg浓度是低于食品安全标准(GB 2762-2012中的限值20 ng/g);通过对人体摄取Me Hg量的评估发现,即使食用Me Hg浓度最高的水稻品种每天所摄取的Me Hg量也仅为0.022 ng/g,远低于联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)(0.23 ng/g)和美国环保总局(EPA)(0.1 ng/g)的标准,20个水稻品种大米Me Hg浓度都是相对安全的。研究结果表明,在因化工厂导致的中低度Hg污染稻田中,通过筛选对THg和/或Me Hg低积累的水稻品种去降低稻米Hg污染的方法是有效可行的。     

红枫湖沉积物中汞的环境地球化学循环

基于冷原子荧光测定方法对红枫湖沉积物及孔隙水中总汞、甲基汞浓度的时空分布特征及控制因素进行了分析.红枫湖沉积物总汞含量为(0.392±0.070)μg/g,高于世界其它背景区汞浓度,也高于处于同一流域的乌江渡水库和东风水库,表明红枫湖受到了一定程度的汞污染.2个采样点总汞无明显的季节变化,但其剖面分布都有在上层富集的趋势.沉积物甲基汞浓度在春季最高,其余季节则没有明显差异,甲基汞峰值出现在表层0～8cm以内,与红枫湖沉积物中硫酸盐还原菌活动区域一致.沉积物甲基汞浓度的季节变化和剖面最大峰值分布,主要受氧化还原带的季节性迁移所控制.红枫湖孔隙水中总汞的浓度及在固/液之间的分配系数主要和随季节变化的温度或氧化还原条件有关,与沉积物固相中总汞浓度和分布相关性不大,而孔隙水中甲基汞浓度则和沉积物甲基汞浓度存在着极显著的相关性(r=0.70, p<0.001).沉积物和孔隙水甲基汞浓度除受到固/液分配系数影响外,主要还受到甲基汞产生过程控制.     

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.     

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.     

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.     

大连湾表层沉积物中总汞和甲基汞的分布及影响因素

为研究大连湾表层沉积物中THg（总汞）和MeHg（甲基汞）的分布及影响因素,于2016年7月对大连湾12个采样点表层沉积物进行了调查,分析了沉积物中w（THg）和w（MeHg）及其与环境因子的关系.结果表明:①大连湾表层沉积物中w（THg）和w（MeHg）的平均值分别为（79.5±47.1）和（0.53±0.26）ng/g,MeHg%（甲基化比率）范围为0.39%~1.46%,平均值为0.74%.②沉积物中w（THg）和w（MeHg）均表现出由湾内向湾外降低的趋势,而MeHg%的空间分布特征与w（THg）和w（MeHg）相反,并且水产养殖活动的外源输入也可对MeHg%产生影响.③w（MeHg）与各环境因子均呈显著相关关系,表明沉积物中w（MeHg）主要受w（THg）和氧化还原条件的影响;MeHg%与Hg/C（THg与TOC摩尔比,下同）呈显著负相关,可能主要与沉积物中生物可利用Hg的比例影响有关,而MeHg%虽然与w（TOC）、w（TS）的相关性均不显著,但也体现出有机质和硫对Hg的生物可利用性的影响.研究显示,沉积物中生物可利用Hg在MeHg的产生过程中具有重要作用,而减少大连湾内汞和有机质的输入将有助于降低沉积物中w（MeHg）.      

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).     

小兴安岭泥炭藓沼泽生态系统中的汞

研究了小兴安岭汤旺河流域中的泥炭、土壤和植物样品的汞,泥炭地总汞的平均含量为65.8～186.6ng/g;高于黑龙江土壤A层汞平均含量,也高于美国佛罗里达大沼泽国家公园和瑞典Birkeness湿地的含量.甲基汞平均含量为0.16～1.86ng/g;约占总汞的0.2%～1.4%,泥炭地总汞最高浓度出现在5～10cm深处,为186.6ng/g,甲基汞最高浓度出现在10～15cm处,为1.86ng/g,均随深度增加而减少.甲基汞含量与总汞没有很强的相关性(P=0.05,r=0.28)     

中国大米汞含量研究

从中国9个省、市或地区的市场采集了303个大米样品,测定了其总汞和甲基汞的含量,评估了我国居民食用大米导致汞暴露的健康风险。大米总汞采用混合酸消解后CVAFS测定,甲基汞采用萃取-反萃取-水相乙基化结合GC-CVAFS测定。结果显示：各地区大米总汞的平均含量为3.6～17μg·kg-1,低于我国食品汞限量标准20μg·...