锌冶炼烟尘中铅汞分布及形态研究

锌精矿脱硫焙烧烟气降温过程中,烟尘的性质及其中铅汞存在形态的变化规律是冶炼烟气重金属(Pb和Hg)污染控制的重要依据。通过电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、激光粒度分析及筛分分析了不同降温收尘环节烟尘元素成分及粒度变化。烟尘主要含Zn、Fe、Ca、Cd、S、Pb元素,其累积质量分数达69.90%~77.62%,而Hg含量较低。烟尘粒径随烟气温度降低呈先增大后减小的变化规律,中位径由沸腾焙烧炉排出的28μm升至经余热锅炉降温后的36μm,再逐级降至经电收尘器后的5.6μm。据此,重点分析了Pb和Hg在烟气中的分布,并借助X射线光电子能谱(XPS)分析了其存在形态。结果表明,随烟气温度降低,烟气中Pb和Hg含量呈上升趋势,Pb由2.8%增至9.2%,Hg由4.8μg/g增至109.1μg/g。不同工艺环节的烟尘中Pb均以PbSO_4和含Pb—O键的复杂Pb配合物的形式存在。Hg变化较为明显,仅沸腾焙烧炉烟尘样品中能够检测到HgS与HgSO_4,其余工艺环节烟尘样品中无含Hg化合物的特征峰。     

我国原生汞生产行业典型企业Hg的污染排放特征

为了解目前国内仍在运行生产的原生汞生产企业各排污节点气态Hg排放现状以及对周围环境介质的影响,选择一家典型企业进行了现场监测研究. 结果表明:在研究企业汞矿坑口、中转漏斗、破碎、浮选、脱水等工艺节点的车间空气中ρ(气态Hg)较低,在(3.00±0.23)~(20.3±7.7)ng/m3之间;而在全尾砂充填、冶炼和冷凝等工艺节点的车间空气中ρ(气态Hg)相对较高,为(754±67)~(907±79)ng/m3. 冶炼废气中ρ(气态Hg)平均值为(295±32)μg/m3,ρ(颗粒态Hg)平均值为(65.9±3.8)μg/m3;燃煤锅炉废气中ρ(气态Hg)平均值为(123±40)μg/m3,未达到GB 30770—2014《锡、锑、汞工业污染物排放标准》限值(15 μg/m3)或GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》限值(50 μg/m3)的要求,其ρ(颗粒态Hg)平均值为(14.1±3.5)μg/m3,ρ(气态Hg)∶ρ(颗粒态Hg)约为7∶1. 研究企业2012年气态Hg排放总量为18.9 kg,释Hg因子为0.004 8%. 研究企业矿区内土壤w(总Hg)为6.44~444 mg/kg,平均值为(140±133)mg/kg;矿区外为1.96~104 mg/kg,平均值为(24.4±26.2)mg/kg. 地累积指数法评价结果表明,土壤受Hg污染影响程度为矿区内>矿区外东南和东北方向>矿区外西南和西北方向. 研究显示,我国汞矿开采、冶炼排放对厂界及周边土壤造成了明显影响,并且污染仍在持续,不容忽视.      

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.     

贵阳市水库中硫酸盐还原菌及铁还原菌对甲基汞分布的影响

微生物在汞的甲基化过程中起着关键作用,但关于野外微生物活动对甲基汞分布的影响研究较为缺乏.通过对贵阳市不同污染类型水库中硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌(DIRB)、甲基汞(MeHg)及相应水质参数分布规律研究,探讨了水库中SRB和DIRB活动在汞甲基化及其分布中所起的作用.在水库上覆水体中,SRB与甲基汞呈显著正相关关系(r=0.398,p0.015,n=37),表明在上覆水体中,SRB为主要的汞甲基化细菌.在污染严重且差异明显的沉积物中,两种微生物对甲基汞分布的影响各不相同.在受矿山酸性废水污染的阿哈水库,由于其过高的SRB含量及其硫酸盐还原活动,导致夏季沉积物表层硫离子大量积累,严重抑制了汞的甲基化过程,使得沉积物孔隙水表层甲基汞明显低于其它两个水库,也低于阿哈水库上覆水体甲基汞含量.在红枫水库,沉积物表层适宜的SRB活动促进了汞的甲基化,硫酸盐还原物硫离子和孔隙水甲基汞存在显著相关性(r=0.674,p0.001,n=31);在百花水库,由于沉积物曾受到严重汞污染,甲基汞峰值主要受到沉积物总汞的影响,和两种微生物活动及其产物均未表现出显著相关性.     

基于斑马鱼行为变化的水体突发汞污染生物预警技术研究

针对突发水污染事件难以准确预警的现状,通过模拟水体突发汞污染事件,开展了以生物鱼行为变化为基础的水质生物预警技术研究。以正常水体中斑马鱼的行为变化为基础,采用高速摄像跟踪技术,解析了突发汞污染(0.1mg/L)水体中斑马鱼游动行为(游动速度、高度、转弯次数、加速度)和通讯行为(平均距离、分散度)等行为指标的变化,结果表明:综合评价指标水质健康指数6h内无法预警,以游动高度作为水体突发汞污染事件的监测预警指标,可将预警时间缩短至3h。     

大气汞被动采样器研究进展

大气汞浓度监测日益受到重视,使用主动监测系统进行大气汞浓度监测需要持续电力供应,专业人员进行定期维护,且仪器普遍昂贵,因此不适宜在环境恶劣或基础设施落后的偏远地区进行,也难以进行大范围高密度布设。大气汞被动采样器由于造价便宜、不易受恶劣环境影响、采样过程中不需要人力及电力设施支持,可以在偏远地区实施无人值守监测,应用空间广泛。大气汞被动采样器在近年发展迅速,针对不同形态汞浓度监测有多种类型采样器。本文回顾已有大气汞被动采样器研究,针对各采样器的设计原理、采样效率及其在大气汞监测中的实际应用进行综述。     

燃煤烟气中汞形态分析的实验研究

在一维煤粉燃烧炉台架上采用EPA推荐的Ontario Hydro方法 ,测量了燃烧不同煤种排放的烟气中汞的形态分布情况 .结果表明 ,烟气中汞以颗粒态和气态汞的形式存在 .气态汞总量在 9— 2 3 μg·Nm- 3范围内 ,主要以单质汞的形式存在 ,占气态汞总量的 5 2 %—83 % ,而二价汞占 1 7%— 48% .飞灰中汞的浓度大大超过了底灰中汞的浓度 ,表明汞在飞灰中富集 ,在底灰中分散的行为     

Hydrogen, carbon and sulphur isotope ratios in peat: the role of diagenessis and water regimes in reconstruction of past climates

We demonstrate that carbon, hydrogen and sulphur isotope ratios both, in the total peat (¹³C_tp=–25.52 to –28.27, D_tp=–78.67 and –109.24, ³⁴S=4.35 to 19.87), and in cellulose from the peat (¹³C_nc=–25.06 to –27.33 and D_nc=–92.43 to –118.02) are not affected by postdepositional changes. Therefore, the original isotope composition of plants are in general preserved in the peat and represent an archive of the past environmental variations. These can be supported by (i) good correlations between ¹³C_tp and ¹³C_nc, and between D_tp and D_nc, (ii) high horizontal homogeneity of ¹³C_tp and ¹³C_nc in the scale of one peat-bog – the same major factor(s) control(s) C isotopic ratios, (iii) no correlation between organic sulphur concentrations and ³⁴S value –³⁴S results from variations in the water level.This revised version was published online January 2005 with corrections to the title.     

大气环境中汞的形态及其分析方法

本文引用了近二十年来与大气环境中汞的形态和分析方法有关的２０多篇文章,对各种方法的优缺点进行了比较。     

Heavy metals in surface water and stream sediments in Jamaica

The levels of heavy metals in water and stream sediments in Jamaica are presented and compared to levels in soils and environmental standards. Heavy metals (cadmium, chromium, copper, mercury, nickel, lead and zinc) appear to be less of a problem to Jamaica's freshwater environment than might be expected given the concentrations in soils. This can be explained by taking into account the dynamics of the Jamaican water environment and the relative absence of anthropogenic sources. The dynamics of the freshwater system on the other hand, could pass any environmental threat to the coastal environment. Because the stream sediments are relatively coarse and contain little organic material the bio-availability of micropollutants such as heavy metals from the sediments can be expected to be relatively high.