酸-碘改性壳聚糖-膨润土脱除单质汞特性及机理分析

为探明烟气中酸性气体(SO2,NO,HCl)和H2O对酸-碘改性壳聚糖-膨润土吸附剂脱除单质汞(Hg0)的影响和脱除机理,在小型固定床试验台架上开展了Hg0脱除的实验研究.结果表明:由于SO2与Hg0在吸附剂表面活性位上存在竞争吸附,SO2抑制吸附剂对Hg0的脱除.H2O和较高浓度(1000μg/m3)的NO对脱汞具有明显地促进作用.由于低温下HCl与Hg0较高的反应能垒,HCl对脱汞没有影响.与单一烟气成分影响相比,在SO2、NO、HCl和H2O的联合作用下,吸附剂的长时间脱汞性能得到大幅提高.机理分析表明壳聚糖首先被酸中的H+质子化,之后再吸附酸与KI反应生成的I2,进而有效地吸附Hg0.量子化学计算表明壳聚糖在酸性条件下对I2具有良好的吸附特性,改性壳聚糖吸附剂对Hg0具有较好的吸附能力,其吸附能约为127kJ/mol.     

含荧光素酶四膜虫B2086-LUC全细胞生物传感器的构建及其对重金属离子的响应

为了获得可用于快速检测环境中重金属污染的全细胞生物传感器,本研究将含有HA标签的萤火虫荧光素酶(LUC)基因重组到含有四膜虫金属硫蛋白MTT1启动子和微管蛋白终止子序列的载体pBX中,获得重组质粒pBX-LUC,用基因枪粒子轰击法将pBX-LUC转化入四膜虫细胞中,通过同源重组和巴龙霉素抗性筛选, LUC基因整合到四膜虫大核基因组MTT1 位点,获得含有LUC基因的细胞株B2086-LUC. B2086-LUC对重金属镉和汞的响应敏感,可检测的最低浓度为5~10ng/mL;对铜和锌的响应较弱,可检测的最低浓度为0.5~ 1mg/mL.因此,四膜虫B2086-LUC可作为环境中镉和汞污染快速检测的全细胞生物传感器.     

Assessment of potentially toxic elements in Swiss chard and sediments of Akaki River,Ethiopia

For the determination of 15 potentially toxic elements (V, Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Sn, Hg, and Pb) in plant and sediment samples of the Akaki River, Ethiopia, inductively coupled plasma–mass spectrometry, inductively coupled plasma–optical emission spectrometry, and a RA-915+ mercury analyzer were applied. Sediment and plant samples were mineralized using a closed-vessel microwave-assisted digestion system. The elemental concentrations varied considerably in plant and sediment samples. The minimum concentration was observed for known toxic elements (As, Hg, and Cd) while the highest concentration was observed for the elements of relatively low toxicity Zn, Mn, and Fe. The concentration of Cr, Fe, Pb, Zn, and As in Swiss chard surpassed the maximum permissible levels at specific sites. At some of the sites, the sediment quality guidelines are surpassed for Cu, Zn, and Pb.     

Large plasmids governing multiple resistances to heavy metals: A genetic approach∗

Gram negative bacteria classified as Alcaligenes eutrophus and carrying large resistance plasmids (generally two) were found in various industrial sites highly contaminated by heavy metals (Zn⁺⁺, Cu⁺⁺, Co⁺⁺,...). These strains were detected by DNA hybridization with a probe made with a 9kb fragment (ccz⁺ fragment) encoding for resistances to Cd⁺⁺, Co⁺⁺ and Zn⁺⁺, and cloned from plasmid pMOL30. This plasmid was isolated from the representative strain A. eutrophus CH34 which harbours the plasmids pMOL30 (240 kb) and pMOL28 (165 kb). Phenotypes related to pMOL28 and pMOL30 include the tolerance to Cd⁺⁺, Co⁺⁺, Cr0₄ ⁼, Cu⁺⁺, Hg⁺⁺, Ni⁺⁺, Pb⁺⁺ and Zn⁺⁺. The described genetic properties of these plasmids refer to some cloned or mapped functions and to some plasmid rearrangements. Plasmid pMOL85 (250 kb) which is related to pMOL30 was also described. Its host (A. eutrophus DS185) was isolated from a zinc desert. pMOL85 can efficiently self transfer in plasmidfree derivatives.     

1980—2007年我国燃煤大气汞、铅、砷排放趋势分析

基于文献调研,对1980—2007年我国汞、铅、砷3种主要燃煤大气重金属排放清单进行归纳,计算了3种重金属的逐年平均排放量,并分析排放量与燃煤量的相关性、单位煤耗大气重金属污染物排放量的变化趋势及原因. 结果表明:1980—2007年我国燃煤大气汞、铅、砷排放量与燃煤量增长趋势基本一致,均呈显著正相关(R2分别为0.911、0.971、0.996),但燃煤大气汞排放量与燃煤量间的相关性却比铅、砷排放量与燃煤量的相关性小很多,这主要是燃煤电厂对汞协同脱除能力比对铅、砷强,以及电厂汞排放所占比例较大所致. 燃煤大气汞排放量在2005年后趋于稳定,而铅、砷排放量在2000年后快速增长,年均增速均超过10%,其中电厂和工业锅炉是重金属排放的重点行业. 在燃煤量不断增长的背景下,单位煤耗的大气汞、铅排放量均呈下降趋势,其中汞排放量在2005—2007年年均降低5.0%,铅排放量在1996—2007年年均降低1.7%. 这与我国主要燃煤行业除尘、脱硫、脱硝等大气污染控制装置对重金属的协同脱除能力不断增强有密切关系.      

基于国内实测燃煤电厂烟气汞排放估算的不确定度

参照测量不确定度评定与表示的国家技术规范,基于近年来我国燃煤电厂常规污控设备协同脱汞的现场测试数据(文献报道和实测值)及各省原煤w(汞)的实测值,初步构建了国内燃煤电厂烟气汞排放不确定度的计算方法,并以2010年的燃煤量、污控方式布局为基础,计算了该年度汞排放的不确定度. 结果表明:2010年我国燃煤电厂烟气汞排放的总不确定度为48.8t,占平均排放总量的34.3%;其中60.2%源于污控设备脱汞效率的不确定度,39.8%源于原煤w(汞)的不确定度;采用ESP(静电除尘)、ESP+WFGD(静电除尘+湿法脱硫)、SCR+ESP+WFGD(选择性催化还原脱硝+静电除尘+湿法脱硫)和FF(袋式除尘)大气污控组合的机组各存在6.0、32.2、9.7和0.9t的烟气汞排放不确定度,分别占各对应机组烟气汞排放量的19.3%、32.8%、84.6%和53.6%,其中SCR+ESP+WFGD污控组合烟气汞排放的相对不确定度最大. 随着我国烟气脱硝工作全面推行,2015年以后,SCR+ESP+WFGD污控措施(组合)的机组所占比例将会提高到66%以上,如果仍以现有数据为基础,则来自SCR+ESP+WFGD污控措施(组合)机组的烟气汞排放不确定度将会大幅增加,因此急需增加对该类装置脱汞效率的实测样本数量.      

中国汞污染的来源、成因及控制技术路径分析

汞是一种能长期存在于环境且具有全球迁移性的污染物.汞污染防治是一个复杂的系统工程,涉及多部门、多领域、多行业,国家需要在政策、管理和技术等方面采取综合的战略措施推进汞污染防治.本文基于汞污染的环境和社会影响,分析了中国汞污染的来源、成因并评估了中国汞管理体系,结合中国参加全球汞公约谈判的特定背景,识别出汞污染防控的优先行业,包括汞的无意排放优先控制行业:燃煤、有色金属冶炼、汞矿开采和含汞废物处理;汞的有意使用优先控制行业:电石法聚氯乙烯生产,医疗产品、荧光灯和电池生产.本文也进一步提出了汞污染控制技术路径,包括构建汞风险管理和识别平台、完善汞管理体系、加强环境技术研发、推进绿色转型、保护环境和公众健康等.     

沿海和内陆地区居民汞暴露量对比

通过对沿海和内陆居民食用水产品消费情况调查以及居民头发汞含量的分析,对不同地区普通居民的汞暴露水平进行了对比研究.居民水产品的消费情况采用调查问卷的形式,对沿海地区大连和内陆地区河南两地普通居民进行了随机调查,并同时采集被调查者的头发作为汞暴露情况的生物样本.本次研究共收集到有效调查问卷及头发样本213份(大连112份;河南101份),两地居民水产品消费量分别为:大连104 g.d-1,河南74 g.d-1;收集到的头发样本采用DMA-80测汞仪(按美国EPA-7473的方法)进行总汞含量的测定.头发总汞含量分析结果显示,大连为(0.363±0.256)μg.g-1,河南地区为(0.192±0.167)μg.g-1.两地区对同一年龄段居民发汞水平比较发现,大连地区居民发汞水平明显高于河南地区.以美国环境保护署(EPA)参考剂量1μg.g-1作为发汞基准,大连地区的超出比例为3%,河南地区的超出比例为1%.该研究结果为了解我国普通居民的汞暴露情况以及后续的汞暴露风险的定量计算提供了基础数据.     

原子荧光冷汞法测定地表水中的汞

建立原子荧光冷汞法测定地表水中的汞,通过实验及查阅相关资料对部分实验条件,如仪器的负高压和灯电流、屏蔽气和载气的流量、硼氢化钾和氢氧化钠的浓度、酸及其浓度等进行了优化。在最佳实验条件下汞的检出限为0.019μg/L,相关系数r>0.999,加标回收率为93.7%～106.4%,相对标准偏差0.79%～3.59%。实验结果表明:原子荧光冷汞法测定地表水中的汞具有简便、快速、清洁、高效、安全等优点,灵敏度高、精确度和准确度好、检出限低,是测定地表水中汞含量的有效方法。     

重金属汞对海洋底栖动物毛蚶和紫贻贝毒性效应研究

本文基于我国近海典型底栖双壳类生物毛蚶、紫贻贝急性和慢性毒性效应实验数据,分析了重金属汞对受试生物体质量、体长及消化腺超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)酶活力的影响,获取了无观察效应浓度(No Observed Effect Concentration, NOEC),并以生存率为反应终点分析计算了重金属汞的非检测毒性效应浓度及半致死浓度。结果表明,各实验组SOD酶活力的组内方差与组间方差的差异整体上并不显著(P > 0.05),实验周期内仅在个别时间处理组间存在显著性差异(P < 0.05);实验周期内毛蚶和紫贻贝体质量、体长的组内方差与组间方差并没有显著性差异(P > 0.1),体长及体质量不适合作为毒性效应的评价终点。重金属汞对毛蚶、紫贻贝的非检测毒性效应浓度分别为23.7 μg·L-1、87.8 μg·L-1,半致死浓度分别为683.4 μg·L-1、773.2 μg·L-1。