Influence of dissolved organic matter character on mercury incorporation by planktonic organisms：An experimental study using oligotrophic water from Patagonian lakes

Ligands present in dissolved organic matter （DOM） form complexes with inorganic divalent mercury （Hg^2＋） affecting its bioavailability in pelagic food webs. This investigation addresses the influence of a natural gradient of DOM present in Patagonian lakes on the bioaccumulation of Hg^2＋ （the prevailing mercury species in the water column of these lakes） by the algae Cryptomonas erosa and the zooplankters Brachionus calyciflorus and Boeckella antiqua. Hg^2＋ accumulation was studied through laboratory experiments using natural water of four oligotrophic Patagonian lakes amended with^197Hg^2＋. The bioavailability of Hg^2＋ was affected by the concentration and character of DOM. The entrance of Hg^2＋ into pelagic food webs occurs mostly through passive and active accumulation. The incorporation of Hg^2＋ by Cryptomonas, up to 27% of the Hg^2＋ amended, was found to be rapid and dominated by passive adsorption, and was greatest when low molecular weight compounds with protein-like or small phenolic signatures prevailed in the DOM. Conversely, high molecular weight compounds with a humic or fulvic signature kept Hg^2＋ in the dissolved phase, resulting in the lowest Hg^2＋ accumulation in this algae. In Brachionus and Boeckella the direct incorporation of Hg from the aqueous phase was up to 3% of the Hg^2＋ amended. The dietary incorporation of Hg^2＋ by Boeckella exceeded the direct absorption of this metal in natural water, and was remarkably similar to the Hg^2＋ adsorbed in their prey. Overall, DOM concentration and character affected the adsorption of Hg^2＋ by algae through competitive binding, while the incorporation of Hg^2＋ into the zooplankton was dominated by trophic or dietary transfer.     

硒汞相互作用及机理研究进展

硒汞相互作用研究在过去近半个世纪以来一直都是汞(硒)环境化学和毒理学及相关学科研究的重要领域之一,尤其在近10年内,对该领域的研究和认识取得了重要突破, 国际上几乎每年都会出现与之相关的综述或评论。相比之下,国内期刊报道与之相关的综述文献并不多见。本文对这一领域的研究进展进行了尽可能详尽的系统介绍,并就重要问题阐述了相关观点并提出建议。内容上涵盖了"自然条件环境下硒汞相互作用及机理(包括水生生态系统和陆地生态系统)"、"哺乳动物(及人体)的硒汞相互作用及机理",以及"汞污染风险的新评估模式及相关建议"等三大部分。希望能对国内感兴趣的相关科研人员和环境管理工作者了解该领域的发展和动态起到一定的帮助。     

零价铁去除废水中的汞

研究了零价铁(zero-valent iron,ZVI)去除废水中Hg2+的动力学特征及其影响因素,初步探讨了ZVI与Hg2+的作用机制.结果表明,ZVI对废水中Hg2+的最佳去除条件:Hg2+的初始浓度为0.10 mg·L-1、pH为5、ZVI用量为0.050 g、温度为25℃,获得Hg2+的去除率为94.5%.ZVI对废水中Hg2+有一个快速的去除过程,可用准一级反应动力学方程描述,速率常数为0.010 min-1.ZVI去除废水中Hg2+的机制主要是氧化还原反应、铁氧化物和氢氧化物的吸附和共沉淀作用,ZVI表面钝化是降低Hg2+去除率的主要原因,其钝化成分主要是FeOOH和Fe2O3-Fe3O4.胡敏酸可与ZVI还原产生的Fe2+、Fe3+结合形成Fe-HA复合物,增加可溶性铁的比例,缓解ZVI的钝化,对细铁氧化物和铁氢氧化物胶体具有稳定作用,增强对废水中Hg2+的吸附作用.     

复合式吸收器采样还原一体化冷原子吸收法测定大气中的汞

目的研制一种高效率采集大气中汞的吸收器.方法利用一种集大泡式与玻砂板式吸收器为一体的复合式吸收器采样,并使采样还原一体化冷原子吸收法测定大气中汞.结果平均吸收率为96%,变异系数在4%～12%之间.结论复合式吸收器采样吸收效率高,适合于大气中微量汞的测定.     

澜沧江梯级水库对汞输运的影响

拦河筑坝对河流中汞的输运产生重要影响,但有关高海拔落差河流中汞的来源及输运特征的认识较为匮乏.以澜沧江为研究对象,监测了筑坝河段水体中汞浓度的年时空变化过程（2017—2018）,量化了梯级水库对汞沿程输运的影响.结果表明,澜沧江水体中汞浓度总体与径流的季节分配呈同步变化趋势,但在上下游因土地利用类型的差异而呈现相反的季节性变化特征.因水库的拦截,溶解态汞与总汞的比值沿程呈上升趋势,加之水库泄水量的沿程增加,共同导致了河流汞通量自上游至下游呈非连续累积的趋势,从144 kg·a^-1增加至788 kg·a^-1.相应地,梯级水库对汞的拦截率自上游至下游由88%逐渐降低至65%.该项研究丰富了对梯级水库中汞的补给和输运的认识.     

全球主要森林系统中植被汞分布特征及其影响因素

基于过去20a全球森林植被中汞循环过程的相关研究,本文通过荟萃分析法阐明全球主要森林类型中植被汞分布特征及其影响因素.结果表明,汞在植被中浓度排序特征(以中值计)依次为凋落物(38.9ng/g )>叶片(24.1ng/g)>树根(18.5ng/g)>树皮(13.2ng/g)>树枝(12.0ng/g)>树干(3.1ng/g).其中,凋落物与叶片汞浓度具有极显著相关性(rho=0.747,P<0.01,rho spearman相关系数,且与样本数量N有关,下同);叶片与树干具有显著相关性 (rho=0.265,P<0.05);而其余组织间无相关性(P>0.05).上述的相关性主要受控于植被叶片吸收大气零价汞,从叶片由上而下传输到树木木质部的过程.其次,常绿阔叶林的叶片汞浓度(中值:56.0ng/g,下同)高于针叶林(25.5ng/g)、阔叶落叶林(23.0ng/g)和红树林(18.6ng/g).这是由于在气孔导度、气孔数量、叶面积与叶寿命等因素综合影响下,常绿阔叶林叶片汞富集的能力最强.地区间植被汞浓度差异明显(如叶片汞浓度变化区间:0.90~225ng/g),其最主要原因是地区间植被类型与大气汞浓度差异引起的.本研究为进一步量化全球森林植被汞储库与认识全球森林系统汞循环提供了重要的基础数据与基本认识.     

MoS2 quantum dots based MoS2/HKUST-1 composites for the highly efficient catalytic oxidation of elementary mercury

Due to the ever-tightening regulation on mercury emission in recent decades, there is an urgent need to develop novel materials for the removal of elemental mercury at coal-fired power plants. In this study, a series of MoS₂ quantum dots (QDs)-based MoS₂/HKUST-1 composite materials were prepared. It is found that MoS₂ QDs were encapsulated by HKUST-1 and enhanced the crystallinity and specific surface area of HKUST-1. The MoS₂/HKUST-1 showed excellent performance in catalytic oxidation of Hg⁰ as compared with pristine HKUST-1. It is found that surface layer of lattice oxygens is active and participates in Hg⁰ oxidation, while the consumption of surface oxygens then leads to the formation of oxygen vacancies on the surface. These vacancies are effective in the adsorption and dissociation of O₂, which subsequently participates in the oxidation of Hg⁰. Moreover, the study on the influence of commonly seen gas components, such as SO₂, NO, NH₃ and H₂O, etc., on Hg⁰ oxidation demonstrated that synergistic effects exist among these gas species. It is found that the presence of NO promotes the oxidation of Hg⁰ using oxygen as the oxidant.     

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。     

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。     

内蒙古四种牧草对土壤中汞富集能力与生理响应

随着内蒙古就地煤电转化发展方式的推行,周边土壤中来自大气汞沉降逐步加剧。为了解牧草对汞的富集能力与耐性机理,选取内蒙古草场常见四种牧草:羊草、紫花苜蓿、披碱草和高羊茅进行研究。通过野外汞沉降模拟试验及汞胁迫盆栽种植试验,分别测定土壤、牧草中的总汞含量及牧草的生理生化值,分析被试牧草汞含量与土壤汞含量相关性。供试土壤为砂土,pH在7.43—8.53,当土壤中汞含量不高于1.0 mg?kg~(-1)时,四种牧草富集系数皆大于1。结果表明:不同牧草对汞富集能力不同并且会受土壤中汞含量影响,牧草对汞的富集系数随汞胁迫浓度增高而逐渐下降,汞胁迫下牧草细胞膜脂过氧化程度提高,牧草通过提高抗氧化酶酶活、脯氨酸含量调节细胞是其耐受汞的重要机理。