上海崇明地区大气分形态汞污染特征

2014年3月~2015年2月对上海崇明东滩湿地公园的气态零价汞(GEM)、活性气态汞(RGM)和颗粒态汞(PBM)分别进行了为期1a的连续监测.GEM、RGM和PBM的年平均浓度分别为(2.75±1.13)ng·m~(-3)、(13.39±15.95)pg·m~(-3)和(21.89±40.42)pg·m~(-3),明显高于对应北半球背景值浓度.GEM浓度在夏季最高(3.65 ng·m~(-3)),受自然源排放影响较大,秋冬季较低,受人为源排放影响较大;RGM浓度在春季最高,冬季最低,主要受风速风向的影响;PBM浓度在秋冬季节明显高于其他季节,受秋冬季节较多的细颗粒物重污染过程的影响.GEM和PBM浓度均夜间较高,白天较低,主要受空气气团混合作用影响.RGM浓度在下午较高,主要是由于GEM在下午的光氧化作用加强,利于RGM的生成.GEM和PBM浓度在偏西风向上浓度较高,受上海、江苏等地人为源排放影响较大.RGM浓度在东南风向上浓度明显高于其他方向,这是因为RGM主要来源为人为排放,其浓度受风速影响较大,东南风向上平均风速较小,持续的弱风及停滞的空气不利于RGM的扩散.     

夏秋季宁波市气态元素汞(GEM)污染特征及潜在源区贡献分析

气态元素汞(gaseous elemental mercury,GEM)是普遍存在于大气中的对生物体有害的重金属元素其化学性质稳定,在大气中停留时间长,可随气团长距离输送属于全球性污染物.本研究于2017年夏秋季对宁波市大气GEM、常规污染物和气象参数进行综合观测,研究沿海地区GEM受人为源和自然源共同作用下的迁移转化规律及潜在源贡献来源.结果表明:①观测期间大气GEM的平均质量浓度为(2.32±0.90) ng·m~(-3),变化范围为0.97～10.95 ng·m~(-3),且夏季低于秋季.②GEM、O_3和GOM在夏季、秋季、晴天和阴雨天的日内浓度变化表明,高浓度的O_3和强烈的光照可加速GEM发生光化学反应,GEM在晴天的光化学氧化强度高于阴雨天.③相关性分析表明,GEM与PM_(2.5)(R=0.65,P0.01)、PM_(10)(R=0.47,P0.01)、NO_2(R=0.46,P0.01)和CO(R=0.57,P0.01)呈显著正相关关系,其来源与化石燃料等物质燃烧有关.④O_3等光化学氧化剂的浓度、GEM在颗粒物上的气粒分配及PM_(2.5)、水汽和NO_2的消光效应,可对GEM光化学氧化速率产生重要影响.⑤潜在源贡献分析(potential source contribution function analysis,PSCF)结果表明夏季浙江省北部(包含宁波市)、西北部,安徽省南部和江西省大部分地区构成一个三角形区域是NBUEORS大气GEM的潜在源贡献区域,且本地源、区域源和长距离源输送对GEM污染均具有重要影响.秋季的潜在源贡献区域主要为浙江省北部区域,范围小于夏季.GEM主要来自本地源和区域源输送影响.因此,针对大气GEM污染的控制,需要跨省的区域联防联控,综合治理,方可有效减轻大气汞的污染.     

中亚热带背景区重庆四面山大气气态总汞含量变化特征

以重庆市四面山森林自然保护区作为中亚热带背景区的典型代表,利用高时间分辨率自动测汞仪(Tekran 2537X)于2012-03~2013-02对该区域大气气态总汞(TGM)进行了连续1年的野外观测.结果表明,四面山地区气态总汞的年平均含量为(2.88±1.54)ng·m~(-3),高于北半球大气汞含量的背景值,低于国内大部分背景区监测点,表明以四面山为代表的中亚热带背景区大气汞从区域尺度而言尚属正常范围,但从全球大尺度比较,大气背景汞浓度已经有了一定程度升高.TGM浓度按季节表现为:冬季(3.68±2.43)ng·m~(-3)夏季(3.29±0.79)ng·m~(-3)春季(2.44±0.69)ng·m~(-3)秋季(2.13±0.97)ng·m~(-3),冬季TGM浓度变化波动较大.TGM日变化特征为春季夜间TGM浓度较高,秋、夏、冬三季白天TGM浓度较高,TGM浓度日变化与温度和光照强度有显著的正相关关系.从风向和后向轨迹模型分析的结果来看,重庆本地燃煤排放等是该地区气态总汞的主要来源,此外印度季风等造成的大气汞的长距离迁移也可能是该区域大气汞含量升高的原因.     

长三角背景地区秋冬季节大气气态总汞含量特征研究

利用Tekran 2537B大气汞分析仪于2009年9月15日～2009年12月17日对上海崇明岛大气气态总汞(TGM)进行了连续监测.监测期间,崇明地区气态总汞的平均含量为2.50 ng·m-3±1.50 ng·m-3,高于北半球背景浓度1.5～1.7 ng·m-3,月均浓度9月<10月<11月<12月.9～12月,崇明地区气态总汞含量的日变化规律为上午08:00～10:00出现峰值,白天气态总汞浓度水平与夜间基本一致.崇明地区气态总汞含量和一氧化碳含量具有较好的相关性,表明崇明地区大气汞主要来自火电厂和工业锅炉的燃煤排放.从风向和后向轨迹模型分析的结果来看,崇明岛的大气汞主要来自西部的大陆地区,尤其是位于崇明西北部的江苏、山东等地.9月和10月盛行来自海面的东风,因而气态总汞含量较低,11月和12月盛行来自大陆工业区的西北风,导致崇明气态总汞含量较高.     

冬季黄、渤海气态元素汞的分布及其来源分析

本研究采用2019年12月9日－12月19日黄、渤海连续在线监测的气态元素汞（GEM）浓度数据,分析了GEM的空间分布、来源及其影响因素。研究结果表明,GEM的平均浓度为（1.92±0.69）ng/m3,变化范围为0.80～4.17 ng/m3。GEM浓度空间差异明显,渤海的浓度高于黄海,最高浓度和最低浓度都出现在山东半岛南部海域。受污染事件及华北地区较高汞排放量的影响,气团携带了华北地区的污染物,近海GEM浓度升高,而来自西伯利亚冷气团中的GEM浓度较低。西向风时更易出现高浓度GEM,GEM浓度与风速呈显著负相关关系（r=?0.217,P<0.01）,与气温呈显著正相关关系（r=0.417,P<0.01）。冬季,黄、渤海GEM浓度主要受陆地污染气团的影响。     

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.     

广东南岭大气背景点气态元素汞含量变化特征

利用高时间分辨率自动大气测汞仪(Tekran 2537B),于2012年6月~2013年5月对南岭地区大气气态元素汞(GEM)进行了为期1a的野外观测.结果表明,南岭地区年均GEM含量为(2.56±0.93)ng/m³,明显高于全球大气汞背景值(1.50~1.70ng/m³).GEM秋季含量最高[(3.03±1.08)ng/m³],春季最低[(2.30±0.69)ng/m³].日间GEM含量[(2.61±0.06)ng/m³]略高于夜间[(2.53±0.07)ng/m³],峰值出现在17:00.太阳辐射、气温、风速、相对湿度及本地源都对GEM日变化过程有一定的贡献.潜在贡献因子分析(PSCF)结果表明,大气汞的长距离迁移是南岭地区GEM的重要来源,全年南岭地区主要受源自于广西、湖南、广东和江西的大气汞迁移的共同影响.GEM主要源区与主要的有色金属冶炼厂分布有较强的一致性,暗示有色金属冶炼是影响南岭大气汞含量的重要大气汞排放源,而本地局部的燃煤排放也对监测点大气汞含量有一定的影响.     

小型化自动在线大气汞分析仪的开发及移动观测应用

基于金汞齐-冷原子荧光法开发了一套小型气态元素汞(TGM)在线监测仪,该仪器采用真空系统设计,体积小、重量轻,可实现无人值守自动运行,适用于车载移动观测.实验测试表明,仪器在典型时间分辨率4 min条件下的检出限能达到0.2 ng·m~(-3),优于商品化大气汞分析仪;且具有较高的精密度,标气重复实验相对偏差2%,工作曲线拟合优度R~20.999.将该仪器搭载于机动车内,对北京市四、五环路沿线气态元素汞进行了移动监测,测得四环路与五环路TGM平均浓度分别为2.25、2.63 ng·m~(-3).该仪器可提供高时空分辨率的大气汞浓度数据,可为气态元素汞的监测和污染控制提供技术支持.     

嵊泗地区大气PM2.5中汞形态污染及其与碳组分的关系

2014年11月~2015年8月在舟山群岛嵊泗岛上设定采样点采集了4个不同季节的大气PM_(2.5)样品.采用微波消解-原子荧光光度法测定了颗粒物中汞及其不同形态,采用热/光碳分析仪分析样品中有机碳(OC)和元素碳(EC).结果表明,嵊泗岛上大气PM_(2.5)中总汞(PBM)的质量浓度范围为0.02~1.25 ng·m-3,而单位质量颗粒物中汞的含量为(12.46±18.79)μg·g-1,比陆地城市PM_(2.5)的汞含量偏高.ANOVA分析结果表明,PBM的季节变化规律为:秋季春季冬季夏季.春秋季节汞的质量浓度较高,这表明春秋季节嵊泗地区的汞可能受到外来输送的影响.此外,大气PM_(2.5)中不同形态汞的分析结果表明,惰性汞(RPM)的比例最高,占53.1%.OC、EC均与PBM显示出明显的正相关性,表明碳组分有利于汞的气-粒转化.由于OC/EC比值间接反映了大气光氧化能力的高低,而OC/EC与可溶盐酸汞(HPM)呈显著正相关,这说明高浓度HPM主要来自于大气中的气-粒转化.char-EC/soot-EC与形态汞呈现显著负相关,表明嵊泗地区的大气颗粒汞主要受外界源输入的影响.     

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.     

基于后向轨迹对城市大气中二噁英长距离迁移来源的探讨

通过对广州某商住区大气中二噁英的季节性监测,结合后向轨迹的计算,对大气中PCDD/Fs的浓度及其长距离迁移来源进行分析.结果表明:大气中二噁英浓度有季节性变化特点,其趋势为冬季(14.4 pg·m^-3)>秋季(10.0 pg·m^-3)>春季(5.54 pg·m^-3)>夏季(3.88 pg·m^-3).同时,大气中PCDD/Fs单体特征也具有季节性特点,秋冬季节七氯代、八氯代PCDD/Fs百分比高于春秋两季,春夏两季低氯代单体百分比含量高于秋冬两季.追溯采样期间该城市大气的后向轨迹,发现秋冬两季到达广州的气团主要经过湖南、湖北和江西等北方或东北方的内陆省份,而春夏两季到达广州的气团主要经过我国东海和南海海域上空.而这种变化很可能是造成广州大气中二噁英浓度季节性变化的主要原因.     

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.     

苏州工业园区室内外颗粒物中多溴联苯醚污染特征及人体暴露水平

利用大流量主动采样技术在苏州市工业园区工厂车间、办公室、住宅区和风景区,采集PM₁₀样品,GC-MS测定PM₁₀中8种PBDEs的含量.室内PM₁₀中PBDEs总浓度范围为9.22~64.15 pg·m^-3（均值为20.93 pg·m^-3）,室外样品中PBDEs总浓度范围为1.06~8.44 pg·m^-3（均值为5.11 pg·m^-3）,室内含量显著高于室外含量.PM₁₀中∑₈PBDEs平均浓度从高到低顺序依次为工业车间、办公室、住宅区和室外大气,与其他地区室内外颗粒物含量相比,苏州室内外大气颗粒物中PBDEs都处于较低水平.室内外大气中BDE-209是最主要化合物（平均占总PBDEs的63%）,其次为BDE-99和BDE-47.车间员工、办公室员工和儿童的PBDEs日呼吸摄入剂量分别为3.75、2.78和2.60 pg·（kg·d）^-1,这表明苏州居民呼吸暴露PBDEs的潜在健康危害并不明显.     

广州某工业区大气中PCDD/Fs含量水平及其季节性变化特征

通过对广州某工业区大气中2,3,7,8-PCDD/Fs的季节性监测,并对大气中PCDD/Fs的浓度与季节性变化进行了分析.结果表明,该工业区大气中PCDD/Fs的浓度范围为2.33~75.4 pg·m-3,平均值为23.2 pg·m-3,毒性当量浓度I-TEQ范围为0.229~10.7 pg·m-3,平均值为2.00 pg·m-3,高于日本环境空气质量标准推荐年均值0.6 pg·m-3.该工业区PCDD/Fs浓度季节性变化明显,最高的季节为春季(37.8 pg·m-3),浓度最低的季节为夏季(13.5 pg·m-3),其次为秋季(22.3 pg·m-3)和冬季(19.1 pg·m-3);毒性当量浓度变化高低顺序为:春季(5.58 pg·m-3)>夏季(1.06 pg·m-3)>秋季(0.839 pg·m-3)>冬季(0.525 pg·m-3).降雨、季风的季节性变化可能是引起大气中PCDD/Fs浓度季节性变化的原因.     

鼎湖山大气气态总汞含量和变化特征的初步研究

利用高时间分辨率自动大气测汞仪(Tekran,2537B),于2009.10—2010.4对珠三角背景点鼎湖山大气气态总汞(TGM)进行了连续7个月的野外观测.结果表明,鼎湖山地区TGM的年均含量为(5.54±2.89)ng·m-3,含量明显高于全球大气汞含量的背景值(1.5～2.0ng·m-3)和国内部分地区的背景值,表明该地区大气受到了一定程度的汞污染.监测期间,4月TGM含量最高,11月最低.日变化特征显示白天TGM浓度比晚上高,属典型白天控制型.鼎湖山地区TGM主要受珠三角的区域污染影响,TGM含量变化与大气中NO2、SO2的相关性分析和与用电需求变化对比表明,珠三角人为源(尤其是燃煤的汞排放)对鼎湖山大气TGM有较大的贡献.     

办公楼聚集区空气中PBDEs谱分布与污染特征

为评估办公楼密集区大气中PBDEs污染程度、同类物分布特征及其健康风险,采集了典型科研园区室外空气样品(颗粒物+气态),利用GC-MS对PBDEs质量浓度进行测定.结果表明,PBDEs在气态、PM_(2. 5)和PM_(10)中质量浓度分别为2. 3～78. 6、14. 4～335. 3和11. 6～431. 7 pg·m~(-3),平均值为21. 7、96. 9和149. 3 pg·m~(-3),BDE-209是颗粒态PBDEs中质量浓度最高的同系物,占PBDEs总量的50%.颗粒物中PBDEs质量浓度均表现为秋季冬季夏季春季,冬季变化显著,夏季相对稳定.三溴联苯醚主要存在于气态中,随溴原子的增加,颗粒态PBDEs单体的含量比重增大.来源分析说明BDE-209的降解是空气中其他PBDEs组分的重要来源.暴露风险分析显示儿童和成人对PBDEs的呼吸摄入量分别为18. 6 pg·(kg·d)~(-1)和7. 1 pg·(kg·d)~(-1),远小于相关研究中推荐的最低观察不良反应水平1 mg·(kg·d)~(-1); BDE-209对成人和儿童的致癌风险值分别为3. 7×10-9和2. 3×10-9,远小于致癌风险限值10-6,表明该区域大气中PBDEs无健康危害.     

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.