Characterization of soil fauna under the influence of mercury atmospheric deposition in Atlantic Forest,Rio de Janeiro,Brazil

The increasing levels of mercury (Hg) found in the atmosphere arising from anthropogenic sources, have been the object of great concern in the past two decades in industrialized countries. Brazil is the seventh country with the highest rate of mercury in the atmosphere. The major input of Hg to ecosystems is through atmospheric deposition (wet and dry), being transported in the atmosphere over large distances. The forest biomes are of strong importance in the atmosphere/soil cycling of elemental Hg through foliar uptake and subsequent transference to the soil through litter, playing an important role as sink of this element. Soil microarthropods are keys to understanding the soil ecosystem, and for such purpose were characterized by the soil fauna of two Units of Forest Conservation of the state of the Rio de Janeiro, inwhich one of the areas suffer quite interference from petrochemicals and industrial anthropogenic activities and other area almost exempts of these perturbations. The results showed that soil and litter of the Atlantic Forest in Brazil tend to stock high mercury concentrations, which could affect the abundance and richness of soil fauna, endangering its biodiversity and thereby the functioning of ecosystems.     

Mercury in leaf litter in typical suburban and urban broadleaf forests in China

Leaf litterfall plays an important role in transporting atmospheric mercury to soil in forests area.     

万山汞矿区地表与大气界面间汞交换通量研究

采用动力学通量箱与高时间分辨率大气自动测汞仪联用技术对万山汞矿区不同季节、不同地表与大气界面间汞交换通量和大气汞含量进行了测定.结果显示,受人为活动和地表强烈释汞的影响,万山地区大气汞含量高出背景区1～3个数量级,在冶炼厂附近平均值可达1 101.8 ng/m³,最低平均值达17.8 ng/m³,显示万山汞矿区已遭受较严重的大气汞污染.万山汞矿区土壤与大气界面汞交换非常强烈,土壤向大气的释汞通量最高可达27 827 ng/(m².h),大气汞干沉降通量最高可达9 434ng/(m²·h).万山汞矿区土壤与大气汞交换通量主要受光照强度、大气汞含量影响.光照在土壤释汞过程中起促进作用,而较高的大气汞含量则抑制了土壤向大气的释放,并导致大气汞强烈的干沉降.不同的地表类型对地表释汞影响较大,植被覆盖土壤释汞通量显著低于无植被覆盖地区,而冶炼后的矿渣堆则成为大气汞的净源.     

长白山地区大气气态总汞含量的季节性特征研究

利用高时间分辨率自动大气测汞仪(Tekran(R) 2537A),于2005-08～2006-07对长白山地区大气气态总汞进行了连续1a的野外观测.结果表明,长白山地区气态总汞的年平均含量为(3.22±1.78)ng·m-3,按季节表现为:冬季＞春季＞秋季＞夏季.长白山地区气态总汞含量高于北半球大气汞含量的背景值(1.5～2.0 ng·m-3),表明该地区已受到一定程度的大气汞污染.在对长白山地区气态总汞来源的解析中,该区频率最高的指示风向西南(SW)、西北(NW)和非主导风向东北(NE)方位上,城镇人为采暖、燃煤以及对生物燃料的使用成为该地区的气态总汞的主要来源,而土壤释放或其他来源的大气汞经中长距离的迁移也是造成该区域大气汞含量升高的原因.     

Acidic,neutral and alkaline forest ponds as a landscape element affecting the biodiversity of freshwater snails

In recent years, the number of areas remaining under the influence of acidity has increased. At all levels of ecosystems, biodiversity decreases with acidification, due to the elimination of species that are most sensitive to low pH. Forest ponds belong to a specific group that varied in location, a huge amount of leaf litter, and isolation from other aquatic environments. They are crucial in the industrial landscape with well-developed industry and human activity. The aim was to investigate the relative importance of water chemistry in explaining snail assemblage compositions and species richness in forest ponds of contrasting pH. Patterns in gastropod communities were determined from an analysis in 26 forest ponds with multivariate gradient analysis. Ponds ranged in a base mean pH from 3.0 to 9.0. pH has been found to be an important factor influencing gastropod fauna. Neutral ponds support diverse communities, typical of small water bodies. In two acidic pond types, snail fauna was different. Among the species characteristic for acidic ponds (pH < 6) were Anisus spirorbis and Aplexa hypnorum. The greatest distinct characterised alkaline ponds with the numerous appearance of alien Physa acuta. The most diverse gastropod fauna was found in neutral ponds, whereas the lowest degree of diversity was found in ponds with the lowest pH. Current knowledge of pH-associated changes in aquatic ecosystems is still incomplete because anthropogenic acidification is a recent phenomenon. It is extremely important in forest habitats, since they react more intensively to climatic factors and are often used in landscape management and planning.     

锌冶炼厂周围重金属在土壤-蔬菜系统中的迁移特征

采用对应采样方法研究了葫芦岛锌冶炼厂周围土壤、蔬菜中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的含量及其在土壤-蔬菜中的传递,分析了土壤、蔬菜中重金属的来源.结果发现锌厂周围土壤、蔬菜受到重金属的严重污染.蔬菜可食用部分Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的含量(以鲜重计)最高可分别达到0.013、5.476、2.852、41.16和1.515 mg/kg.通过转移因子的比较分析,锌厂周围重金属在土壤-蔬菜中的转移能力为Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Hg,重金属从土壤向蔬菜叶片中的转移能力高于蔬菜的其它器官.土壤中重金属主要来源于锌厂周围的大气.蔬菜叶片中的Pb可能部分来源于大气,而汞则主要来源于大气.     

我国大气环境中汞污染现状

综述了最近几十年中国大气汞的排放、分布、传输和沉降方面的研究.中国人为源每年汞排放量为世界最高,达到500~700t左右,超过全球人为排放量的25%~30%,并以每年4.2%的速度增加.通过已有观测和模型估算,中国来自自然地表过程(包括裸露地、地表水和森林土壤等)的汞排放量与人为源汞排放量相当,不容忽视.中国城市、农村和偏远地区大气汞浓度分布和变化范围很大,城市地区的总气态汞(TGM)浓度是北美和欧洲地区相似城市类型TGM的1.5~5倍左右;中国城市颗粒态汞(PHg)浓度比北美和欧洲地区高出2个数量级;中国沿海地区和偏远的背景区TGM、PHg和活性汞(RGM)低于中国内地城市地区,但是也明显高于背景值和北美和欧洲地区.相应地,高含量的大气汞浓度导致大量的大气汞沉降到地表,城市地区和背景区大气汞沉降分别比北美地区高出1~2个数量级和1~2倍.     

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.     

Millennial mercury records derived from ornithogenic sediment on Dongdao Island, South China Sea

Two ornithogenic sediment cores, which have a time span of 1000 years and are influenced by red-footed booby (Sula sula), were collected from Dongdao Islands, South China Sea. The determined mercury concentrations of the two cores show similar and substantial fluctuations during the past millennium, and the fluctuations are most likely caused by the changes in mercury level of the ocean environment and in anthropogenic Hg emission. For the past 500 years, the mercury concentration in the red-footed booby excrement has a striking association with global anthropogenic mercury emission. The mercury concentration increased rapidly after AD 1600 in corresponding to beginning of the unparalleled gold and silver mining in South Central America that left a large volume of anthropogenic mercury pollution. Since the Industrial Revolution, the mercury level has increased at a fast pace, very likely caused by modern coal combustion, chlor-alkali and oil refining industries. The comparison of mercury profiles from different places on earth suggested that anthropogenic mercury pollution after the Industrial Revolution is more severe in Northern Hemisphere than in Antarctica.     

北极新奥尔松地区过去200年Hg污染记录及来源

自工业革命以来,Hg污染已经成为了全球性的问题.研究选取了采自北极新奥尔松(Ny-Alesund)地区富含苔藓植物残体的沉积剖面S2,对沉积样品进行Hg含量分析,结合210Pb-137Cs年代测定以及Hg沉降通量的计算,恢复了最近200年新奥尔松地区Hg的变化趋势,并重点探讨了工业革命以来引起S2剖面Hg沉积通量显著增加的主要因素.结果表明,工业革命以来,Hg含量明显上升,表层样品中Hg含量最高约为180 ng.g-1,人类污染Hg占总Hg的比例由30%上升至表层的90%,人为源Hg的输入已成为北极新奥尔松地区总Hg的主要来源.最近200年,Hg沉积通量为8～20μg.(m2.a)-1,并呈现3个明显峰值,分别对应于1800年、1880年和1970年左右.对比研究区煤炭生产量、全球Hg产量和S2剖面沉积通量记录的变化,表明当地Hg的输入主要来源于远距离大气污染物的传输作用,本地煤矿的开采和关闭可能对当地Hg沉积通量变化造成了一定的影响,但影响较小.新奥尔松地区的Hg污染程度与瑞典、加拿大等环北极地区相当,高于格陵兰地区,但仍明显低于美国、俄罗斯等工业化较高的国家.     

贵阳市燃煤烟气中汞在大气中传输的数值模拟

利用中尺度非静力大气化学模式(MESO-NHC),以及目前大气中臭氧(O₃)和氢氧基(OH)对汞氧化的研究成果,研究贵阳市原煤燃烧产生的大气汞传输,以及φ(大气汞)对Hg0的干沉积速率,OH与元素汞(Hg0)的反应率常数的敏感性. 结果表明:①模拟区内实际大气中φ(Hg0)为局地人为排放源和自然排放源共同作用的结果,二者所占比例大致相当. ②由于化学和沉积特性不同,φ(Hg0),φ〔Hg(Ⅱ)〕和φ(HgP)随着与排放源距离增加而衰减的程度存在差异,排放源对附近地区φ(大气汞)及各种形态汞所占比例影响较大;在远离排放源的地方,大气中的Hg(Ⅱ)和HgP主要来自于Hg0不断的氧化作用. ③φ(大气汞)表现出2种不同的垂直分布特征,在一定高度以下φ(Hg0)随高度线性递减,而在该高度之上直到对流层顶φ(Hg0)几乎保持同样的数值;φ〔Hg(Ⅱ)〕和φ(HgP)随高度的变化遵循指数递减规律. φ(Hg0)随高度和与排放源距离增加而衰减的程度不及φ〔Hg(Ⅱ)〕和φ(HgP),主要是由于Hg0通过化学反应和沉积而离开大气的量少,能较充分通过平流扩散和垂直输送作用输送到离排放源较远和较高的地方. ④排放源附近φ(大气汞)较高的地方φ(大气汞)对Hg0的干沉积速率敏感性较高,而φ(大气汞)较低的地方其敏感性较低. ⑤φ(大气汞)对Hg0被OH氧化的反应率常数(k)的变化普遍很敏感,在较大的反应率常数kHg-OH3.55×10-14×e294/T情况下,Hg0所占比例偏低,而Hg(Ⅱ)和HgP所占比例偏高,与监测结果偏差较大;在kHg-OH2.94×10-14情况下模拟结果更为合理.      

土壤释汞通量影响因素研究进展

汞具有独特的物理化学性质和生物毒性,能在大气中长期滞留,对距离污染源较远的地区造成污染。土壤是一个巨大的汞库,土壤和大气界面汞的交换是汞的生物地球化学循环的重要组成部分,能够对周围环境产生显著的影响。土壤释汞通量受到很多环境因素的影响,如土壤中汞的形态、土壤和大气中汞含量、土壤温度、光照、土壤湿度、降雨和灌溉、土壤p H和Eh、植被、气象因素、微生物等。环境因素的变化可能会导致土壤释汞通量的昼夜变化和季节变化。环境因素通常对土壤释汞通量进行复合影响,而最终的影响结果可能表现为协同或是拮抗作用。本文对影响土壤释汞通量的主要因素及其影响机理进行了详细地介绍,提出了对各种环境因素的复合效应的结果的研究需要进一步开展。     

三江平原湿地汞的地球化学特征

三江平原典型湿地土壤、植物、地表水中的总汞含量较高，表层土壤汞含量平均为88．4ng/g，高于本地区耕地土壤，并具有从上到下逐渐减少的趋势；在草根层和泥炭层土壤中，总汞含量为毛果苔草沼泽＞乌拉苔草沼泽＞小叶樟沼泽，与积水条件一致；湿地开垦以后总汞含量明显减少，耕地土壤在开垦初期降低速率很快。湿地植物汞含量较高，湿地水中的总汞含量春季为58．4－131．6ng/L。初步认为三江平原湿地汞的主要来源为大气沉降，湿地是河流和水库中汞的重要来源，人类活动增强了湿地中汞的迁移。     

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。     

潮间带沉积物/大气Hg的释放的模拟研究

研究了潮间带沉积物中的Hg向大气的释放,结果表明光照造成沉积物中的Hg快速向大气释放.光照8 h后,海泊河口和黄河口沉积物释放到大气中的Hg分别占58%和51%,其释放通量总体上遵循先升高后降低的规律,前者在13:00～14:00达到最大值2 830μg/(m2·h),后者在12:00～13:00达到最大值73μg/(m2·h);海泊河口沉积物Hg的释放通量与大气温度、沉积物温度和光照强度的相关系数分别为0.83(P＜0.05)、0.98(P＜0.01)和0.73(P＜0.05),黄河口沉积物Hg的释放通量与大气温度、沉积物温度和光照强度的相关系数分别为0.73(P＜0.05)、0.80(P＜0.05)和0.81(P＜0.01),温度、光照对沉积物Hg的释放有重要的影响.     

西藏拉萨市土壤气中氡、汞环境地球化学特征

研究了拉萨市及其附近土壤气中的氡、汞地球化学特征,利用地质累计指数法评价了其环境质量.1?579个测点的测量结果表明,土壤气中氡、汞的背景值分别是7?634.9 Bq/m³、41.5 ng/m³,标准偏差分别为2.7 Bq/m³、2.2 ng/m³.土壤气氡环境质量在研究区东部和西部比较好,在中部从南向北有逐渐加重的趋势,最高达到中度污染;氡的主要污染源是山间盆地沉积物中局部富集的放射性铀元素.从拉萨郊区向市中心,土壤气汞污染程度逐渐增加,最高达到严重污染;污染源主要是废气中的汞、宗教活动中使用的汞以及含汞的垃圾和废水.     

重庆缙云山4种典型植被覆盖下汞的释放通量及影响因素

为了揭示不同植被覆盖下土壤/大气界面释汞通量及其交换特征,在缙云山国家级自然保护区内选择4种典型植被覆盖类型(常绿阔叶林、楠竹林、灌木林以及草地)为研究对象,连续同步监测不同植被覆盖下土/气界面汞释放通量,同时考察各环境因子对土壤释汞的影响.结果表明,缙云山在4种不同植被覆盖下土壤汞释放通量具有明显的差异,总体表现为楠竹林[17.77 ng·(m~2·h)~(-1)]草地[17.58 ng·(m~2·h)~(-1)]灌木林[16.87 ng·(m~2·h)~(-1)]常绿阔叶林[14.32 ng·(m~2·h)~(-1)];不同植被覆盖下土壤释汞通量在季节变化上呈现相似的规律性,但不同植被覆盖类型之间也存在明显差异,主要体现在暖季汞释放通量高于冷季;缙云山地区不同林植被覆盖下土壤释汞通量存在明显的日变化;气象因素光照强度、气温、土温和相对湿度,对土/气界面汞释放通量影响也不相同,气温为常绿阔叶林,灌木林与楠竹林的主要影响因子,光照强度为草地的主要影响因子.     

长春市大气颗粒汞及其干沉降通量

在1999-07～2000-01,监测了长春市5个功能区及一个对照点的大气颗粒汞浓度.非采暖期,市区颗粒汞浓度范围为0.022ng·m^-3～0.398ng·m^-3,平均为0.145 ng·m^-3,对照点平均为0.084ng·m^-3.采暖期,市区颗粒汞浓度范围为0.148ng·m^-3～1.984ng·m^-3,平均为0.461ng·m^-3,对照点平均为0.211ng·m^-3.采暖期颗粒汞浓度平均超出非采暖期2倍以上.燃煤与地面扬尘是大气颗粒汞的2个主要来源.地面扬尘对颗粒汞的贡献约占8%～30%.应用理论模型估算汞的干沉降通量,市区颗粒汞干沉降通量为43.06μg·(m2·a)^-1,对照点为21.28ng·(m²·a)^-1.     

贵阳市2种不同类型草地的汞释放通量

利用动态通量箱法对贵阳市人工草坪和天然草地的汞释放通量进行了野外实测. 结果表明:春季和夏季的草地是大气中汞的来源,并未出现明显的季节性变化,其平均汞释放通量为(7.8±15.7)～(41.5±15.2) ng/(m2·h),且天然草地的汞释放通量明显高于人工草坪. 草地的汞释放通量具有明显的日变化特征,白天汞释放通量显著高于夜间,最大值通常出现在午后,最小值则出现在夜间. 草地的汞释放通量与光照强度、土壤温度、大气温度呈显著的正线性关系,与大气相对湿度呈负线性关系. 大气中气态总汞的质量浓度是影响草地汞释放通量的另一个重要因素. 大气中气态总汞质量浓度的升高能够抑制草叶片向大气中释放汞,而高质量浓度的气态总汞可导致大气中的汞向草叶片的强烈沉降.      

广东省土壤重金属溯源及污染源解析

近年来土壤重金属污染问题日益加剧,而土壤重金属溯源解析对土壤重金属污染防治具有重要的指导意义.本文采集并测试了广东省土壤表层(0~20 cm)1000个样本中的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量,选取了可能影响这些重金属元素在土壤中含量的106个因子,将其分为自然和人为两大类,基于回归模型树方法,通过R语言及Cubist模型定量计算这些影响因子对8种重金属元素在土壤中含量的贡献率,筛选不同元素的主要影响因子,进行溯源及污染源解析.结果表明:广东省土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn来源受自然因素作用大于人为因素,土壤中Hg则相反,其主要来源于工业生产,部分来源于农业生产.土壤中Cd和Hg元素的人为源具有同源性.广东省土壤重金属人为源贡献率由大到小分别为土壤As为工业农业交通人口其他;Cd为工业农业交通其他;Cr为农业工业交通、人口其他;Cu为工业农业交通其他;Hg为工业农业交通、矿区人口建筑;Ni为工业农业交通其他;Pb为工业农业其他;Zn为工业农业人口其他.本研究结果有利于指导相关产业减少污染排放,降低土壤环境质量受到的污染风险.