典型城市人工湿地优势植物汞分布特征

以重庆市4个典型城市人工湿地(观音塘湿地公园、彩云湖国家湿地公园、园博园湿地公园、秀湖湿地公园)为研究对象,分别于2017年3、6、9、12月调查并采集了湿地优势植物样品,分析样品总汞、甲基汞浓度,探讨城市人工湿地中植物汞的时空分布特征.结果表明,调查区域植物汞质量浓度范围为45.29—231.01μg·kg~(-1)(平均值为33.99±8.61μg·kg~(-1)).甲基汞质量浓度范围为45.29—232.01 ng·kg~(-1)(平均值为145.45±48.72 ng·kg~(-1));其中,园博园湿地植物总汞质量浓度最低,观音塘湿地公园植物甲基汞质量浓度均较其他3个湿地公园植物高;在同一湿地中,植物总汞春秋浓度较高,夏季略有降低,冬季最低,而甲基汞浓度先逐渐升高,并在6—9月达到最大值,随后开始下降;植物根部总汞、甲基汞含量高于茎和叶.城市人工湿地植物有一定的汞富集能力,可在一定程度上减轻水体汞污染.     

宁波市不同形态大气汞含量特征及来源分析

于2015年夏季(6—8月)和冬季(12月、2016年1—2月)利用汞形态分析仪(Tekran 1130/1135/2537B)对宁波市不同形态大气汞进行了连续监测,并对其含量特征和来源进行分析.结果表明,夏季气态单质汞(GEM)、颗粒态汞(PBM)及活性气态汞(RGM)浓度范围分别为1.51—4.88 ng·m~(-3)(均值2.50 ng·m~(-3))、10.95—646.90 pg·m~(-3)(均值155.49 pg·m~(-3))和8.64—316.68 pg·m~(-3)(均值88.22 pg·m~(-3));GEM含量主要受到大气长距离输送和气象条件的影响,PBM受交通影响较大,而RGM受到工业排放及气象条件的影响.冬季GEM、PBM及RGM浓度范围分别为1.73—5.33 ng·m~(-3)(均值2.89 ng·m~(-3))、133.87—1723.99 pg·m~(-3)(均值713.15 pg·m~(-3))和17.52—309.17 pg·m~(-3)(均值96.94 pg·m~(-3));GEM受长距离输送的影响,PBM除来自燃煤和交通外,还受到生物质燃烧和烟花爆竹排放的影响,而RGM的主要来源是工业排放.后向气团轨迹分析结果表明,我国北部为高浓度汞源,而海上气团携带汞含量较低.     

单一汞同位素示踪大气与农田作物汞的交换过程

汞是引人注目的全球性污染物,植被叶片吸收是大气汞的主要去除途径之一.然而,当前对于大气-植被叶片汞通量交换过程及吸收后的汞在植被体内的归趋等认识尚有不明确之处.本文利用单一大气汞同位素标记技术,测定了大气汞浓度为0、2、5、10 ng·m~(-3)时,C3植物水稻与C4植物玉米叶片汞交换通量的变化特征,并分析了标记的汞同位素在植被体中根-茎-叶的分布比例.结果表明:(1)水稻和玉米叶片汞的沉降通量与大气汞浓度呈显著正相关关系;(2)植物叶片汞的沉降通量有明显的昼夜变化,水稻和玉米的吸收通量白天均高于晚上;(3)玉米对大气汞的补偿点白天为0.63 ng·m~(-3),夜间为2.85 ng·m~(-3);水稻白天为1.24 ng·m~(-3),夜间为1.32 ng·m~(-3),水稻对大气汞的富集能力强于玉米,但二者的补偿点均显著低于国内大气汞浓度;(4)植被从大气吸收的汞主要集中在植物地上部,水稻叶片分布88.92%,茎中分布11.08%,而玉米叶片分布90.95%,茎中分布7.09%,根中分布1.96%.这些结果表明,农田系统的植被能富集大气中的汞,并主要贮存在叶片内部,向茎、根迁移量较少,是大气汞的重要汇.上述结论为进一步估算中国农田系统的大气汞汇与认识汞在大气-叶片-茎-根-土壤中循环提供了科学依据.     

珠三角某垃圾焚烧厂周边植物叶片汞含量空间格局影响因素影响因素

为研究珠三角某城市生活垃圾焚烧厂周边汞污染空间格局及影响因素,于2014年1月,采集了马占相思、荔枝和芒萁等优势种的叶片样品192份,并同步采集相应表层土壤样品64份,采用冷原子吸收法测定样品总汞含量,并运用ADMS模型对2013年大气汞年均浓度进行模拟,分析了植物叶片汞含量与土壤和大气汞浓度之间的关系。结果表明,植物叶片的汞含量范围为0.0029~0.1741 mg·kg-1,荔枝叶片汞含量最高,为(0.0766±0.0395)mg·kg-1,其次为芒萁((0.0599±0.0370)mg·kg-1)和马占相思((0.0556±0.0396)mg·kg-1)。植物叶片汞含量与土壤汞含量无显著相关性,而受风向和距污染源的距离影响显著,与ADMS模拟的大气年均汞浓度存在显著相关性。研究表明,植物叶片汞含量变化与烟气扩散浓度的空间分异格局基本吻合,叶片对大气中汞的吸收在植物与环境的汞交换中占据主导地位,对叶片的生物监测可以反映城市生活垃圾焚烧厂汞排放对生态环境的实际影响。     

大气汞浓度升高对水稻叶片生理效应的影响研究

采用大田开顶式气室熏气实验,研究大气汞浓度升高对水稻叶片气体交换参数、脯氨酸、丙二醛的积累以及超氧化物歧化酶活性的影响。实验结果显示,水稻叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随大气汞浓度的升高均较对照略微下降,表明大气汞浓度的升高对水稻光合作用和气孔开放程度有一定影响;扬花期水稻胞间CO2浓度(Ci)随大气汞浓度的升高明显降低(P0.05)表明Pn的略微下降属于气孔限制,同时蒸腾速率(Tr)显著增加(P0.01)表明大气汞对水稻的蒸腾生理功能有一定的影响。乳熟期水稻叶片气体交换参数与大气汞浓度无显著差异(P0.05),且各指标均低于扬花期。水稻叶片脯氨酸(Pro)含量在拔节期随大气汞浓度的升高而显著增加(P0.05),扬花期先升高后下降,在45 ng·m-3时达到最大,成熟期无显著差异(P0.05);水稻叶片丙二醛(MDA)含量在拔节期先升高后下降,45 ng·m-3时达到最大,扬花期和成熟期均无显著差异(P0.05);水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性在拔节期先升高后下降,15 ng·m-3时达到最大,扬花期无显著差异(P0.05)。以上结果表明大气汞浓度的升高可以引起水稻叶片膜脂过氧化以及脯氨酸和丙二醛含量的积累,且随着体内Pro、MDA和SOD对大气汞胁迫的协同反应,水稻对逆境的适应能力增强,对汞胁迫产生了耐受性。     

土壤汞污染对油菜的氧化胁迫效应

为了明确土壤汞污染的植物毒性效应,利用盆栽模拟试验研究了汞污染土壤对油菜的氧化损伤.结果表明,低浓度的汞污染轻微促进油菜的生长,汞浓度超过1.0 mg·kg-1就显著抑制植物生长,引起叶片面积变小、失绿变黄甚至枯萎等生理现象.随着汞浓度的增加,丙二醛(MDA)含量增加,当汞的浓度增加到8.0 mg·kg-1时,MDA的含量是对照组的4.17倍.随着汞浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性先升高后下降,其中SOD和POD在8.0 mg·kg-1汞处理下,活性达到最大,CAT在0.5 mg·kg-1汞处理下活性最大.土壤汞含量为超过1.0 mg·kg-1时,油菜可食部分汞浓度大于食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)的规定.油菜吸收的汞主要累积在根部,因此在利用此类植物进行土壤修复时,需要清除植物的地下部,才能实现植物修复的目的.     

三峡库区消落带土壤淹水过程中汞的释放及甲基化特征

为探索三峡库区消落带土壤淹水期汞的环境化学行为,利用模拟试验,设置A(15℃,低溶解氧(DO))、B(30℃,低DO)、C(15℃,高DO)3组处理,在人工气候培养箱中进行消落带土壤淹水过程中汞的释放与甲基化特征研究,淹水试验共进行了40 d.结果表明,淹水初期(0—10 d)土壤汞呈释放趋势,A、B、C等3组处理水体中总汞浓度逐渐增加,而土壤中总汞含量相应降低;随淹水时间的延长(10 d),二者达到平衡.淹水后,A、B、C处理上覆水甲基汞浓度随淹水时间的延长而升高,且分别在第15天、第8天、第15天达到峰值,第30天基本达到平衡;土壤甲基汞含量随淹水时间的延长而增高,并在第30天达到平衡,平衡时土壤及上覆水甲基汞浓度规律均表现为BAC.土壤-上覆水系统温度的适当升高利于土壤汞的释放及甲基化;高溶解氧利于土壤汞的释放,低溶解氧则更利于汞的甲基化.     

煤中汞在电厂烟气中的排放特征

为了解燃煤电厂烟气中汞的排放特征,选择江苏省5个地区的7家燃煤电厂,基于美国EPA 30B方法进行现场采样,分析煤中汞含量、机组容量和不同处理设施等对烟气中汞排放的影响。结果表明,煤中汞含量与电厂烟气中汞排放浓度的相关性不强,不起决定性作用;机组容量与烟气中汞排放浓度呈极显著负指数关系(P0.01)。采用循环流化床锅炉燃烧方式且配置静电除尘器的电厂烟气中汞的脱除效率(98.9%)明显高于煤粉炉配置静电除尘器和石灰石-石膏湿法脱硫装置的脱除效率(67.5%~81.6%)。循环流化床并配置静电除尘器装置对电厂烟气中汞的脱除更有利。     

贵州省铜仁汞矿区汞污染特征研究

铜仁汞矿位于铜仁市碧江区云场坪镇,曾是贵州省最大的汞矿之一。为了了解该矿在闭坑后矿区的汞污染特征,采集了矿区的大气、水体、矿渣、土壤和农作物样品,分析了汞的分布特征。结果表明,矿区大气汞浓度为7.29~139 ng·m~(-3)、地表水汞浓度为81.6~4.25×103ng·L~(-1)、矿渣汞含量为2.79~510 mg·kg~(-1)、土壤汞含量为3.06~2.92×103mg·kg~(-1)。可见,大气、水体、矿渣和土壤中的汞含量远高于对照区或国家相关标准。共采集了10种农作物玉米(Zea mays L)、高粱(Chinese sorghum)、枣(Ziziphus jujuba Mill)、梨(Pyrus spp)、茄子(Solanum melongena)、丝瓜(Luffa cylindrica)、西红柿(Lycopersicon esculentum)、南瓜(Cucurbita moschata duchesne)、苦瓜(Balsam pear)和辣椒(Capsicum annuum),除了茄子和南瓜外,其余农作物可食部分的汞含量都高于国家《食品安全国家标准》。综上所述,铜仁汞矿开采和冶炼带来的汞污染已严重影响周边生态环境和食品安全,矿区汞污染不容忽视。     

汞、砷复合污染对水稻生长及吸收汞、砷的影响

在温室条件下,采用水培方法研究汞、砷复合污染对水稻的生长及对汞、砷吸收的影响.实验结果表明:1)汞、砷复合污染可以显著地降低水稻生物量,汞、砷具有显著的交互作用.2)营养液中汞浓度大于0.5mg·L-1时,可显著降低水稻光合速率、二氧化碳气孔导度、蒸腾速率(p<0.001),而砷的影响不显著.3)随营养液中汞浓度的增加,水稻根部和地上部汞含量显著增加,砷对水稻吸收汞的影响不显著,二者无交互作用.随营养液中砷浓度的增加,砷在水稻根部和地上部的累积显著提高,营养液中的汞显著抑制了水稻根部对砷的吸收,二者表现为拮抗作用;而汞对砷在水稻地上部累积的影响则较复杂,随着汞浓度由0.5mg·L-1增加到1.5mg·L-1,水稻地上部砷含量表现出先降低再升高的趋势.     

Zn和Cd胁迫作用对长梗白菜形态和生理性能的生态毒理影响

本文以不同Cd、Zn浓度胁迫下的长梗白菜为研究对象,采用盆栽实验,分析了Cd和Zn胁迫下长梗白菜形态参数(重量、长度、表面积、叶的分形维数)、生理性能的影响以及从土壤中提取Cd和Zn的能力.结果 表明,Cd、Zn胁迫对长梗白菜的生长具有"低促高抑"效应,且共同胁迫对生长的影响大于单一胁迫.在0.6 mg·kg-1 Cd...     

中国典型沿海城市冬季PM2.5中碳组分的污染特征及来源解析

为研究中国典型沿海城市冬季PM_2.5中碳组分的污染特征及来源,于2018年12月5日—2019年1月30日分别在天津(TJ)、上海(SH)和青岛(QD)同步采集PM_2.5样品。结果表明,天津、上海和青岛PM_2.5的平均浓度分别为(116.96±66.93)、(31.21±25.62)、(74.93±54.60)μg·m^-3,OC和EC的空间分布均为天津(18.69±7.95)μg·m^-3和(4.98±2.08)μg·m^-3>青岛(16.45±8.94)μg·m^-3和(2.01±1.04)μg·m^-3>上海(7.28±3.11)μg·m^-3和(1.05±1.25)μg·m^-3。3个站点的OC和EC均呈现较好的相关性,表明OC和EC具有相似的来源;OC/EC比值范围在2.37—7.53、5.47—46.41和4.77—13.36之间,证明各采样点均存在二次有机碳(SOC)的生成;采用最小R²法(MRS)估算SOC浓度,得到3个采样点SOC的平均质量浓度为(5.09±4.68)、(3.90±1.65)、(4.21±4.31)μg·m^-3,分别占OC总量的27.2%、55.8%和19.5%,其中上海的SOC在OC中的占比最大,说明上海二次有机碳污染较为严重,这主要归因于冬季严重污染源排放和有利的二次转化气象条件,而天津和青岛的碳组分主要来自污染源的直接排放。主成分分析(PCA)结果发现,天津PM_2.5中碳组分主要来源于道路尘、生物质燃烧和机动车尾气,上海PM_2.5中碳组分主要来源于生物质燃烧、道路扬尘和机动车尾气。青岛PM_2.5中碳组分主要来源于道路扬尘、机动车尾气。后向轨迹聚类分析表明,来自西北方向的气团对天津的影响较大,PM_2.5和碳组分的浓度值最大;而对上海而言,主要受北方气溶胶经过海面又传输回上海的气团的影响;青岛站点主要受华北地区污染物和本地排放源的影响。     

铜仁市土壤-玉米重金属含量及其健康风险

为了解铜仁市玉米地土壤和玉米籽粒重金属的含量分布特征,并评估当地居民通过玉米籽粒摄入重金属的健康风险.于2018年7月采集了铜仁市自然土壤样品65个、玉米地土壤样品122个和玉米样品100个,并分析其Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、As、Hg含量,通过重金属摄入量评价居民膳食暴露的健康风险.结果表明,自然土壤Cd、Pb、...     

Selective recovery of Cu2+ and Ni2+ from wastewater using bioelectrochemical system

As the bioelectrochemical system, the microbial fuel cell (MFC) and the microbial electrolysis cell (MEC) were developed to selectively recover Cu²⁺ and Ni²⁺ ions from wastewater. The wastewater was treated in the cathode chambers of the system, in which Cu²⁺ and Ni²⁺ ions were removed by using the MFC and the MEC, respectively. At an initial Cu²⁺ concentration of 500 mg·L^-1, removal efficiencies of Cu²⁺ increased from 97.0%±1.8% to 99.0%±0.3% with the initial Ni²⁺ concentrations from 250 to 1000 mg·L^-1, and maximum power densities increased from 3.1±0.5 to 5.4±0.6 W·m^-3. The Ni²⁺ removal mass in the MEC increased from 6.8±0.2 to 20.5±1.5 mg with the increase of Ni²⁺ concentrations. At an initial Ni²⁺ concentration of 500 mg·L^-1, Cu²⁺ removal efficiencies decreased from 99.1%±0.3% to 74.2%±3.8% with the initial Cu²⁺ concentrations from 250 to 1000 mg·L^-1, and maximum power densities increased from 3.0±0.1 to 6.3±1.2 W·m^-3. Subsequently, the Ni²⁺ removal efficiencies decreased from 96.9%±3.1% to 73.3%±5.4%. The results clearly demonstrated the feasibility of selective recovery of Cu²⁺ and Ni²⁺ from the wastewater using the bioelectrochemical system.     

十溴联苯醚(BDE-209)对土壤跳虫的急、慢性毒性效应

为揭示溴代阻燃剂对土壤生态系统的潜在危害,采用回避实验和繁殖实验评价了十溴联苯醚(BDE-209)对2种土壤跳虫Folsomia candida和Folsomia fimetaria的急/慢性毒性。48h的急性回避实验中,BDE-209对F.candida和F.fimetaria产生毒性效应的EC_(50)值分别为1.27和0.79mg·kg~(-1),LOEC值均小于0.5mg·kg~(-1)。慢性繁殖实验中,BDE-209对F.candida和F.fimetaria繁殖毒性的EC_(50)值分别为0.81和0.56mg·kg~(-1),LOEC值分别为<0.25和<0.5mg·kg~(-1)。研究表明,土壤BDE-209污染对跳虫的繁殖和环境行为有显著影响,且在较低暴露浓度下(0.25mg·kg~(-1))即对跳虫繁殖产生抑制效应;有性生殖的F.fimetaria比孤雌生殖的F.candida对BDE-209污染的毒性响应更为敏感。     

生物炭对土壤中阿特拉津吸附特征的影响

为探究生物炭对土壤中阿特拉津的吸附特征及影响因素,采用批处理实验研究了灭菌(T1)、5%秸秆生物炭+灭菌(T2)、未灭菌(T3)和5%秸秆生物炭+未灭菌(T4)条件下对土壤中阿特拉津吸附特征及土壤理化性质的影响.结果表明,在最初0—12 h内,不同处理下阿特拉津吸附量均随时间的延长而快速增加,而在12—96 h内增加较为缓慢并逐渐趋于平衡.在96 h时,T2和T4处理下阿特拉津最大吸附量分别达到46.22 mg·kg^-1和46.43 mg·kg^-1,而未添加生物炭的T1和T3处理则有所降低,分别为44.20 mg·kg^-1和43.09 mg·kg^-1.准二级动力学模型更好地拟合不同处理下土壤对阿特拉津吸附特征,T2和T4处理下吸附速率常数K分别为0.257 kg·mg^-1·h^-1和0.339 kg·mg^-1·h^-1,显著高于未添加生物炭处理的T1和T3处理(K分别为-0.083 kg·mg^-1·h^-1和-0.261 kg·mg^-1·h^-1).内扩散模型显示添加生物炭后,土壤对阿特拉津的吸附是一个由边界扩散、内部孔隙扩散等多因素控制的复杂化学过程.添加生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中土壤有机碳含量与阿特拉津最大吸附量之间存在显著的正相关关系(P<0.05).由此可见,添加生物炭可以提高土壤对阿特拉津的固持能力,减少其淋溶迁移风险,从而达到修复阿特拉津污染土壤的目的.     

典型野生食用菌重金属含量及其人体健康风险评价

土壤重金属污染是影响生态环境、食品安全和人体健康的重要因素.云南省土壤重金属背景值较高,且矿产资源丰富、采矿活动频繁,导致土壤重金属含量较高.野生食用菌是高效重金属储积器,云南是中国野生食用菌最大产区.因此,本文以云南省8种典型野生食用菌为研究对象,探究其重金属含量(汞、镉、铅、锌、铜、砷)与分配特征,采用单因子污染指...     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

三苯基锡对大鼠肥胖发生的影响

三苯基锡(triphenyltin,TPT)和三丁基锡(tributyltin,TBT)在环境中经常同时存在,针对TBT对肥胖发生的影响已有较多研究,但TPT能否诱导肥胖的发生尚不明晰.本研究用环境水平的TPT(0.5、5和50 μg·kg-1)对青春期Sprague Dawley大鼠进行灌胃处理54 d后,测量大鼠体...     

蚯蚓粪复配硼钼调理剂对土壤改良和茄子生长的影响作用

土壤质量决定着农产品的质量和农业生产的可持续发展,然而土壤退化成为农业生产的重要限制因素之一,施用土壤调理剂有利于减缓土壤退化的速度。该研究配制土壤调理剂,即蚯蚓粪:草菇渣:蛭石=6:3:1、钼酸钠50 g·kg^-1、硼酸13.3 g·kg^-1,并设5个不同的处理CK、QY-T1、QY-T2、QY-T3、QY-T4,研究该调理剂对土壤理化性质和肥力的影响作用,分析其对茄子硼、钼和生长状况的促进作用。结果表明,该调理剂能提高土壤温度,5 cm、09:00的土壤温度QY-T4较高,但10 cm、14:00的土壤温度QY-T3最高;土壤容重随着施用量的增大而显著降低至1.50 g·cm^-3以下,土壤pH值从CK的4.93提高到QY-T4的5.57、微生物量碳分别比CK高29.9%、36.1%、47.6%和52.2%,有机质分别比CK高10.8%、11.7%、12.5%和7.0%,QY-T2、QY-T3、QY-T4土壤有效硼达到0.35、0.36、0.42mg·kg^-1,QY-T1、QY-T2的有效钼分别为0.107、0.140mg·kg^-1,随着调理剂的增多而增多,但QY-T3、QY-T4分别为0.101、0.092 mg·kg^-1反而随着调理剂的增多而下降,茄子硼、钼含量都随着调理剂的增加而增大,且显著高于对照(P<0.01);总产量比CK分别提高了29%、36%、190%和66%,总个数分别增加了25%、28%、155%和66%,59 d株高和叶片面积分别比CK增高了23%、1.4%、23%、16%和6.8%、11%、9.3%、7.4%,而叶片数量,所有的处理差异不显著,因此推荐该土壤调理剂用量与QY-T3相同,为1.5×10⁴kg·hm^-2。该研究可为土壤调理剂修复土壤退化的应用提供依据。