苏州河底泥中汞的形态分布和释放能力的关系

本文以上海苏州河河水-底泥静态体系为对象,研究了在不同湿度,pH值和模拟船舶航行与疏浚引起扰动等天然环境条件下,底泥中汞的形态分布和总汞释放之间的关系。研究表明,在静水体系中构成底泥汞释放的主要形态是水榕态汞、酸溶态无机汞和碱溶态汞,而在扰动体系中,几乎所有形态汞都对释放作了贡献。底泥中汞形态分布的变化是各形态汞具有不同的释放能力和它们之间相互转化的综合结果,同时,汞的形态分布和释放能力之间的关系在不同的环境条件下呈现不同的特征。      

城市河流底泥中汞形态转化规律的研究

黄浦江某支流上海市区河段底泥中汞形态分布的一个显著特征是水溶态汞和酸溶态有机汞之和占很大的比例(8—18％)。通过底泥在静止河水作用下的转化试验,发现底泥中水溶态汞、酸溶态无机汞以及碱溶态汞占总汞的百分含量分别呈一级反应和二级反应的动力学规律而衰减,其它各形态汞则随时间呈指数增加,转化速率几乎均随温度升高而增大,但水溶态汞向水相的释放量甚微,不会污染水体。通过各形态含量之间的相关,发现各种汞形态最终均转化为稳定的王水溶态汞。     

不同污染类型沉积物中汞的形态分布

采用连续化学浸提法技术对不同污染类型沉积物中的汞形态进行分析,结果表明,化工汞污染类型河流沉积物中汞形态的分布规律基本一致,强有机质结合态占总汞的比例比较大,其次为碱溶态;万山汞矿区残渣态汞所占比例最高;锌冶炼汞污染沉积物碱溶态所占的比例较高。由此可见,不同排放源对汞形态影响比较大。     

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.      

浅谈土壤汞的存在形态及测定

本文介绍土壤汞的存在琪充及用“连续化学浸提法”对土壤汞存在形态的测定，能客观反映一个地区农田生态环境中汞的污染状况。     

纳米TiO2对底泥中汞释放及活化的影响

为了研究纳米TiO2对底泥汞的释放及活化的影响,采用模拟淹水实验,分析纳米TiO2对底泥和上覆水中总汞和甲基汞浓度的影响,并结合底泥中各形态汞的变化情况探讨纳米TiO2对汞的迁移转化的影响.结果表明,纳米TiO2可促进底泥中汞的释放,导致更多的汞释放到水中,与对照相比,4g·kg-1纳米TiO2导致上覆水中总汞浓度最高时上升91.32%,最终土壤汞的释放量增加约10%,主要原因是纳米TiO2可促进氧化态汞的溶解,这可能会提高水体汞污染的风险.此外,在本实验条件下,短期内纳米TiO2可能降低了底泥甲基汞的形成和释放,但长期淹水后没有明显的影响.总体来看,纳米TiO2对底泥汞释放和转化的影响随浓度升高而增大.因此,随着底泥或土壤中纳米TiO2含量的升高,其对汞的地球化学循环过程的影响可能加剧.     

太湖梅梁湾岸边带底泥中重金属的形态与分布

选择太湖梅梁湾一处没有外源污染并具有藻类富集特征的岸边带进行了底泥中重金属形态与分布的研究.结果表明,Cu, Ni和Zn在水位变幅区及水向辐射区均有一定程度的富集;Cr和Pb则在水向辐射区有所富集(富集系数>1).岸边带底泥中这5种重金属的惰性形态百分率均显著低于开阔水体底泥,其中惰性态Ni在岸边带和开阔水体底泥中的含量分别为30.68%±0.56%和34.67%±2.72%,惰性态Pb则分别为25.45%±3.82%和34.17%±0.85%.重金属在岸边带底泥中的惰性形态含量低,说明其活性形态含量高,易于向上层水体迁移.藻类捕获型岸边带底泥中除了少量重金属会向上层水体释放外,总体可以作为湖泊重金属的汇.     

干法烟气脱硫副产物中汞的形态分布

通过分析干法烟气脱硫副产物中不同形态汞的含量,研究干法脱硫灰中汞的环境稳定性. 利用逐级化学提取法,分析了锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中水溶态、酸溶态、过氧化氢溶态及王水溶残渣态汞的含量,研究了不同形态汞含量的变化规律. 结果表明,锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中w（总汞）分别为0.23,0.36,0.46和1.22 mg/kg,且随着脱硫除尘时间的延长w（总汞）呈增加的趋势,其中,以氯化物、硝酸盐和硫酸盐存在的水溶态汞变化明显,除尘器灰中w（水溶态汞）高达0.72 mg/kg. 分析认为,干法烟气脱硫灰吸附的大部分汞蒸气转化为可溶性的氯化物、硝酸盐和硫酸盐等,另外还有少量汞以单质状态存在.      

原位掩蔽对底泥汞释放的抑制效果及中试评估

为解决贵州省百花湖底泥中的汞污染问题,研究了原位掩蔽对底泥中汞释放的抑制效果. 选择沸石、高岭土和赤铁矿为掩蔽材料,通过模拟试验,确定原位掩蔽的最佳覆盖厚度为2.0 cm,此时沸石、高岭土和赤铁矿对底泥汞释放的控制率分别为47.1%、64.9%和62.3%,说明最佳掩蔽材料为高岭土. 以高岭土为掩蔽材料的情况下,试验实施7 d后,水体扰动对控制率的影响不足6.7%. 中试区位于百花湖重度污染区,面积约为22 000 m2,采用驳船少量多次撒布高岭土原位掩蔽汞污染底泥,控制覆盖厚度为2.0~3.0 cm,按月连续监测6次. 结果显示,高岭土对汞污染底泥的控制率达到47.1%. 模拟试验及中试效果显示,高岭土原位掩蔽可有效抑制底泥中汞的释放,并且较薄的覆盖厚度可降低工程成本和对湖底生态系统的影响.      

黄浦江生物膜中汞的分布及形态分析

生物膜对于水环境中痕量重金属的迁移、最终归宿、生物可利用性和生物毒性的过程,起着非常重要的作用。该文采集了黄浦江中的生物膜样品,分析了其中不同生长时间、不同深度、不同季节的总汞含量;提取了生物膜中不同形态的汞,并和底泥中不同形态汞的分布做了对比。结果表明,随着生长天数的增加,生物膜中的汞含量也随之增加;表层生物膜中的汞含量大于水深1m处生物膜中的汞含量;生物膜中的汞含量夏季最高,冬季最低;生物膜中生物可利用态的汞,远大于底泥中生物可利用态汞,更容易进入食物链,从而造成更大的生态危害。     

黄浦江底泥和生物膜对汞的吸附及形态分析

为探讨影响沉积物和生物膜对汞的吸附量及吸附形态的各种因素,采集了黄浦江底泥和生物膜样品,进行汞的吸附实验.发现pH值和Na+浓度是影响吸附的重要因素:pH=6时,汞的吸附量达到最大;在低的离子浓度范围内,吸附量随着离子浓度的增加而增加,当Na+浓度达到一定值时,吸附量反而降低。通过对吸附数据的拟和发现,Freundlich方程更适于描述汞在底泥中的吸附过程,而Langmuir方程更适于描述汞在生物膜中的吸附过程。外加汞源后,生物膜所转化的气态汞和有机质结合态汞含量较高,而底泥中的有机质结合态的汞含量则较高。     

唐山陡河水库沉积物汞的分布、来源及污染评价

为弄清陡河燃煤电厂大气汞沉降对毗邻的陡河水库沉积物中总汞、甲基汞的贡献及其污染程度,于2013年8月对陡河水库沉积物进行了采样,测定了沉积物中总汞、甲基汞、有机质以及孔隙水中溶解态汞含量等参数,运用地累积指数法评价了陡河水库沉积物的汞污染现状和污染程度.结果表明,陡河水库沉积物中总汞含量(dw)范围为19~97 ng·g~(-1),甲基汞含量(dw)范围为0.02~1.27 ng·g~(-1),均表现为表层高于底层,说明陡河水库沉积物的汞含量正逐年升高,外源汞输入对陡河沉积物负荷产生了一定的影响.受电厂大气汞干湿沉降影响,陡河水库周边土壤汞含量(dw)平均值为22 ng·g~(-1),而陡河水库3个沉积物柱库心总汞含量最高,其次为西支,东支最低.结合上游大黑汀水库较高的沉积物汞含量(总汞平均值为176 ng·g~(-1)),以及陡河水库附近较低的土壤汞含量,初步判断陡河水库沉积物中汞的主要来源为大黑汀水库的高汞水源输入,电厂汞沉积输入贡献相对较小.陡河沉积物总汞、甲基汞与有机质之间均呈显著的正相关关系,表明沉积物中有机质具有较好的吸附总汞和甲基汞的能力,并对甲基汞产生具有重要作用.地累积指数Igeo的评价结果表明,陡河水库各点位沉积物的汞污染程度依次为库心西支东支,库心和西支属于中度污染,东支属于轻微污染.大黑汀水库受周边采矿企业影响,两个采样点沉积物的地累积指数污染评价属于中强污染和强污染.     

乌鲁木齐树木叶片汞浓度时空特征及环境意义

城市大气环境由于受人为活动影响,具有较高大气汞浓度和时空分布不均一特征。植被叶片虽具有较强富集大气汞的能力,但能否指示城市大气汞时空变化,目前尚有存疑。本文通过连续监测新疆乌鲁木齐市区内6个采样点5种常见树种叶片,在生长季（2019年5～10月）内的汞浓度,分析树叶汞浓度的时空分布变化特征,进而寻找潜在的最优树种叶片,反演乌鲁木齐大气汞污染程度。结果表明,城市内的局地污染能够显著提高叶片汞浓度;树种叶片对大气汞浓度的敏感性存在明显差异（P<0.01）;落叶阔叶树的叶汞浓度与叶片生长时间呈显著正相关关系（P<0.01）,即叶片在整个生长期不断积累大气汞;而针叶汞浓度一年之内与生长时间无显著关系。考虑到圆冠榆叶片对大气汞浓度敏感性较高且分布范围更广,圆冠榆作为乌鲁木齐城市大气汞的生物监测器较为合适。本研究为研究城市大气汞浓度生物监测提供了典型的案例与借鉴。     

三峡库区消落带沉积物对鱼体富集汞的影响

水体环境中的汞（Hg）容易被鱼体富集.为了研究三峡库区消落带沉积物对鱼体Hg含量的影响,采用不同Hg含量的消落带沉积物进行了为期90 d的模拟淹水实验.结果表明沉积物淹水后,水体总汞（THg）和甲基汞（MeHg）含量显著增加,鱼体肌肉中THg和MeHg含量不断增加,而内脏和头部中THg和MeHg含量前期不断增加,后期则有轻微减小的趋势.肌肉对Hg的富集量大于内脏和头部,后两者的富集量没有显著性差异.与对照组（无沉积物）相比沉积物的存在明显增加了鱼体富集Hg的量,而且当沉积物中Hg含量较高时,鱼体对Hg的富集量也显著增加.鱼体各部位THg和MeHg含量变化曲线高度相似,各部位对MeHg的富集系数（bioaccumulation factors,BCF）在1.93×10⁵~8.89×10⁵之间,对无机Hg的BCF在1.3×10³~12.8×10³之间,表明鱼体所富集的Hg形态上主要为MeHg.鱼体各部位MeHg和THg含量均为极显著相关,线性回归方程表明,在富集Hg的量中,MeHg占THg比例分别为：肌肉80.1%、内脏79.3%、头部66.7%.消落带沉积物再淹水后会发生一定程度的净甲基化现象产生MeHg,由于扩散作用使水体MeHg浓度在一段时间内升高,这导致了鱼体对Hg的富集量增加.因此对三峡库区大面积消落带可能存在的Hg污染风险不可忽视.     

Mercury in sediments and vegetation in a moderately contaminated salt marsh (Tagus Estuary, Portugal)

Depth variations of total mercury (Hg) and methylmercury (MeHg) concentrations were studied in cores from non-colonized sediments, sediments colonized by Halimione portulacoides, Sarcocornia fruticosa and Spartina maritima and belowground biomass, in a moderately contaminated salt marsh (Tagus Estuary, Portugal). Concentrations in belowground biomass exceeded up to 3 (Hg) and 15 (MeHg) times the levels in sediments, and up to 198 (Hg) and 308 (MeHg) times those found in aboveground parts. Methylmercury in colonized sediments reached 3% of the total Hg, 50 times above the maximum values found in non-colonized sediments. The absence of correlations between total Hg concentrations in sediments and the corresponding MeHg levels suggested that methylation was only dependent on the environmental and microbiological factors. The analysis of belowground biomass at high-depth resolution (2 cm) provided evidence that Hg and MeHg were actively absorbed from sediments, with higher enrichment factors at layers where higher microbial activity was probably occurring. The results obtained in this study indicated that the biotransformation of Hg to the toxic MeHg could increase the toxicity of plant-colonized sediments.     

污染场地地下水中汞污染反应运移模拟

汞（Hg）是人们持续关注的全球环境污染物之一,其对地下水的污染严重威胁着与地下水相关的生态环境系统.汞在地下水系统中的物理与地球化学反应过程的准确刻画是研究汞迁移转化规律的重点和难点.基于某工业场地汞污染数据,首先采用PHREEQC研究地下水中无机二价汞的存在形态,然后利用PHT3D程序建立汞污染物反应性溶质运移二维剖面模型.该模型考虑了汞污染物在地下水系统中的对流、弥散过程及地球化学反应过程（包括水相络合作用、表面络合吸附作用及受动力学控制的氧化还原作用）.结果表明,无机二价汞的存在形态以HgCl₂和Hg（OH）Cl占主导地位,氧化还原作用是影响地下水中汞污染反应性运移的主要控制因素;另一方面,水合氧化铁HFO对汞迁移的阻滞影响较小,而溶解性有机质对汞较强的络合作用不能忽视.本文研究成果可为预测与评估特定污染场地地下水汞污染的变化趋势及制定相应的修复策略提供科学依据.     

崇明东滩湿地沉积物中汞累积特征及其影响因素研究

湿地是汞的活性库,研究湿地汞的累积特征对揭示湿地汞生物地球化学过程及其生态效应等均具有重要意义. 通过分析崇明东滩沉积物汞累积特征,为进一步深入研究湿地汞的地球化学循环和湿地环境保护提供依据. 采集了崇明东滩湿地高潮滩、中潮滩、中潮滩植被带前缘3个柱状沉积物样品,测得沉积物中w(Hg)为0.015～0.315 mg/kg. 利用地累积指数法对潮滩沉积物中汞的污染状况进行了评价,结果表明:崇明东滩沉积物存在轻度的汞污染. 同时对w(Fe),w(Mn),w(有机质)及粒度等理化参数进行了测定. 采用相关性分析,探讨沉积物中w(有机质),w(Fe),w(Mn)和粒度对沉积物汞累积的影响,指出有机质和铁、锰循环是影响沉积物中汞累积的主导因素,而粒度不是控制因素.      

Predicted no-effect concentrations for mercury species and ecological risk assessment for mercury pollution in aquatic environment

Mercury (Hg) exists in different chemical forms presenting varied toxic potentials. It is necessary to explore an ecological risk assessment method for different mercury species in aquatic environment. The predicted no-effect concentrations (PNECs) for Hg(II) and methyl mercury (MeHg) in the aqueous phase, calculated using the species sensitivity distribution method and the assessment factor method, were 0.39 and 6.5 × 10^− 3 μg/L, respectively. The partition theory of Hg between sediment and aqueous phases was considered, along with PNECs for the aqueous phase to conduct an ecological risk assessment for Hg in the sediment phase. Two case studies, one in China and one in the Western Black Sea, were conducted using these PNECs. The toxicity of mercury is heavily dependent on their forms, and their potential ecological risk should be respectively evaluated on the basis of mercury species.     

葫芦岛市不同污染源河流汞污染特征研究

研究了葫芦岛市区不同污染源的三条河流水体及沉积物中汞的分布特征,探讨了氯碱厂、锌冶炼厂及非点源污染引起的河流汞污染特征的差异。研究表明曾经接受过氯碱厂废水污染的五里河,表层沉积物中汞浓度为0.03700~16.07 mg.kg-1,平均值9.241 mg.kg-1;河水中总汞浓度为0.08400~10.45μg.L-1,平均值为1.530μg.L-1,水中汞源于河流沉积物溶出。受锌冶炼厂废水污染的茨山河,表层沉积物中汞浓度为0.3440~132.5 mg.kg-1,平均值52.45 mg.kg-1;水中总汞浓度为0.05800~11.04μg.L-1,平均值为2.377μg.L-1,水中汞源于锌冶炼厂直接排放。无典型点源污染的连山河总汞源于面源污染,表层沉积物中汞浓度为0.2150~19.55 mg.kg-1,平均值5.126 mg.kg-1;降水冲刷带入河流造成的总汞浓度为0.3200~17.32μg.L-1,平均值为4.642μg.L-1。