贵州重点地区土壤和水体中汞的生态风险

分析了贵州省土壤和地表水体中汞含量空间分布状况,分别采用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了土壤中的汞污染程度和潜在生态风险;采用单因子法表征了水体总汞污染程度,应用安全阈值法对水体活性汞和甲基汞进行生态风险评价.结果表明:贵州省汞矿区及涉汞行业毗邻区域土壤中总汞污染程度较高,涉汞区23个点位中严重污染、重污染和偏重污染水平分别占78.26％、13.04％和8.70％,且均为极度生态危害.非涉汞区除青山坡土壤中汞的生态风险极强外,其他区域土壤中汞的污染程度不高,生态风险属于可接受水平.贵州省汞开采与冶炼、铅锌冶炼、有机化工等行业已造成毗邻水体出现较严重的汞污染,且污染范围有扩大和延伸的趋势,但对水生生物有直接影响的活性汞和甲基汞的生态风险较小.     

万山汞矿区大米汞污染及人体甲基汞暴露风险

采集贵州省万山汞矿区2个流域7个地点的168个大米样品,测定其总汞及甲基汞含量,并对当地居民食用大米甲基汞暴露的健康风险进行评估。结果表明:万山汞矿区大米总汞含量变化范围为2.4~401.0 ng·g-1,平均含量为42.4 ng·g-1,51%的样品总汞含量超过我国食品汞限量标准(20 ng·g-1);甲基汞含量变化范围为1.1~45.1 ng·g-1,平均含量为11.7 ng·g-1,甲基汞占总汞的平均比例为44.8%;大米总汞与甲基汞含量呈显著正相关(r=0.44,P0.01),大米总汞含量与甲基汞占总汞的比例呈负相关(r=-0.59,P0.01)。位于河流上游离汞矿较近的地点汞污染较严重,随流域往下离汞矿较远地点汞含量相对降低。大米甲基汞暴露的风险评估显示,万山大水溪、梅子溪、白果树等污染地区存在一定的人群甲基汞暴露,而其他地区的人群也存在一定的潜在风险。     

贵州洪家渡水库水体不同形态汞的分布特征

通过分析贵州省乌江流域新建的洪家渡水库水体不同形态汞的浓度,探讨了水库水体各形态汞的分布特征,旨在进一步弄清新修建的水库水体汞的甲基化过程.结果表明,洪家渡水库总汞(THg)浓度变化范围在0.32～6.75 ng·L-1;溶解态汞(DHg)浓度变化范围在0.23～2.27 ng·L-1;颗粒态(PHg)汞浓度变化范围在0.03～4.51 ng·L-1;总甲基汞(TMeHg)浓度变化范围在0.04～0.18 ng·L-1;溶解态甲基汞(DMeHg)浓度变化范围在0.02～0.08 ng·L-1;颗粒态甲基汞(PMeHg)浓度变化范围在0.01～0.13 ng·L-1.洪家渡水库水体不同形态汞存在着季节性变化,水体THg、DHg和PHg的季节变化表现为夏、秋季大于春、冬季;水体TMeHg、DMeHg和PMeHg的季节变化表现为春、夏季大于秋、冬季.在空间上,水体甲基汞含量从表层到底层表现无规律性的增加趋势,从上游到下游的浓度也无明显的变化,与北美欧洲新建水库水体甲基汞浓度(0.01～6.6 ng·L-1)进行比较,发现洪家渡水库水体甲基汞浓度明显偏低,以上结果说明洪家渡水库水体没有显著的汞甲基化作用,这与乌江流域淹没土壤的贫瘠、有机质含量偏低有关.     

万山汞矿区居民体内汞硒的含量、分布及相互关系

硒作为汞矿的伴生元素被释放至周围环境,贵州万山汞矿区汞污染问题应综合考虑硒的影响。为了评估万山汞矿区居民体内汞硒的含量、分布及汞硒相互关系,选择当地人群30例,采集其血液、尿液和头发样品,分别测定总汞、甲基汞和硒含量。结果表明:31%的人群血液总汞和93%的人群头发总汞含量分别超过美国环境保护署(USEPA)推荐的安全限值(5.8μg·L~(-1)和1 mg·kg~(-1)),而24%的人群尿汞含量超过联合国工业发展组织(UNIDO)的限值5μg·L~(-1),表明研究人群存在不同程度的甲基汞和无机汞暴露风险。90%的研究人群头发硒含量为中高水平,体内足量硒可能对无机汞和甲基汞的积累起到抑制作用,从而在一定程度上降低了当地居民汞暴露的健康风险。     

贵州汞矿区居民食用大米的甲基汞暴露及健康风险评价

贵州汞矿区居民食用的大米、蔬菜、猪肉和饮水均表现出较高的总汞含量,但仅有大米富集甲基汞.万山汞矿区3个村庄居民食用大米甲基汞的摄入量占总摄入量的平均比例分别为97.5%、94.1%和93.5%,且不同研究对象每日食用大米的甲基汞摄入量与其头发甲基汞含量之间存在显著的相关关系,这证实了食用大米是贵州汞矿区居民甲基汞暴露的主要途径.土法炼汞工人的头发总汞含量显著高于一般居民和对照组,其头发甲基汞占总汞的平均比例仅为12.4%,说明土法炼汞释放的汞蒸气的影响.贵州汞矿区居民头发甲基汞含量相比对照组均有一定程度的升高,部分居民食用大米的日甲基汞摄入量已经超过JECFA 2003年制定的标准(0.23 μg·d-1·kg-1),大部分超过美国环保局的推荐值(0.1 μg·d-1·kg-1),特别是铜仁垢溪和老屋场地区居民存在一定的甲基汞暴露风险,其他汞矿区人群也存在通过食用大米甲基汞暴露的潜在风险.     

阿哈水库沉积物总汞及甲基汞分布特征

为弄清阿哈水库沉积物是否受到历史矿山废水输入对沉积物总汞及甲基汞垂直分布的影响,对沉积物总汞及甲基汞的含量和其垂直分布特征进行了研究.结果表明,阿哈水库沉积物总汞含量变化范围为160～252 ng·g-1,平均为210 ng·g-1,明显高于其他未受到污染的水库沉积物.沉积物中总汞含量随沉积物深度增加呈增加趋势,与其沉积环境有关.沉积物中甲基汞含量变化范围为0.2～7.2 ng·g-1,平均为1.8 ng·g-1,丰水期甲基汞含量随深度增加逐渐下降,且沉积物表层甲基汞含量显著高于枯水期,与丰水期表层有机物的增加和厌氧环境有关.     

贵州万山汞矿区自然土壤汞污染特征

为阐明万山汞矿区自然土壤汞的污染情况,以汞矿开采冶炼区为起点,沿敖寨河和下溪河等间距(4 kin)分层采集0～30 cm厚度的河滩土、灌木土和林地土,测定了其汞含量,分析了自然土壤汞的空间分布特征.结果表明,矿区同种植被覆盖类型的土壤总汞的含量变化范围较大,河滩土为0.16～389 mg·kg-1、灌木土为0.09～312 mg·kg-1、林地土为0.05～299 mg·kg-1,空间分布特征表现为随距污染源距离的增加而降低;同一采样区内河滩土、灌木土、林地土中土壤总汞的含量依次降低,同一采样点的垂向剖面上总汞含量一般从表层向下依次降低.     

贵州万山汞矿区污染土壤中汞的形态分布特征

利用优化Tessier连续化学浸提法对贵州万山汞矿区污染土壤中汞的形态分布进行研究.结果表明,稻田土壤中汞主要以残渣态形式存在(79.65%),其次为有机结合态(19.97%)、氧化态(0.31%)、特殊吸附态(0.04%)和溶解态与可交换态(0.03%);除特殊吸附态外,其他各形态汞含量均随距污染源距离增加而降低,特殊吸附态汞在分析土壤中含量变化不明显;生物可利用性(溶解态与可交换态和特殊吸附态)汞占总汞比例较低,但在污染土壤中其含量明显高于未受污染地区.     

贵州草海水生植物汞分布及其对沉积物汞的响应

以国家自然保护区草海湿地为研究对象,采集草海湖中深水区和湖边浅水区生长的主要优势植物,测定其汞和甲基汞,探讨水生植物汞和甲基汞分布特征及其对沉积物汞的响应,并评估其面临的汞污染风险。结果表明:水生植物总汞含量为5.18~40.06 ng·g-1(均值12.78 ng·g-1),与其他自然保护区报道的植物汞含量相当,其中茎叶汞含量平均值较高的有空心莲子草、小茨藻、水蓼等。水生植物甲基汞含量为0.04~2.47 ng·g-1(均值0.34 ng·g-1),其中茎叶甲基汞含量与总汞呈显著正相关性(r=0.38,n=46,P0.01)。湖边浅水区沉水植物中总汞和甲基汞平均含量均明显高于湖中深水区相同种类的植物,与沉积物中甲基汞浓度的空间分布特征一致,但与沉积物总汞空间分布特征相反,表明湖边浅水区沉积物汞的甲基化程度、生物可利用性都明显高于湖中深水区。不同采样点沉积物有机质的含量差异以及浅水区沉积物存在的干湿交替可能导致了湖中湖边植物汞和甲基汞含量的明显差异,其具体影响机制还需进一步深入研究。     

辽河口不同类型湿地土壤汞、甲基汞含量及其影响因素

通过对辽河口三道沟、笔架岭两地不同类型湿地土壤中总汞、甲基汞以及影响因素的研究,从植物自然演替的角度,分析了辽河口不同类型湿地总汞、甲基汞的分布及转化因素。结果表明:不同类型湿地土壤汞含量为0.036~0.069 mg·kg~(-1),土壤甲基汞含量为0.77~2.56μg·kg~(-1);三道沟湿地土壤汞、甲基汞含量明显低于笔架岭湿地;从光滩到芦苇湿地,表层土壤汞、甲基汞含量逐渐降低;从笔架岭湿地剖面分析来看,从表层到深层,芦苇湿地、碱蓬湿地土壤汞、甲基汞含量逐渐降低,光滩剖面土壤汞含量先增加后降低再增加,光滩土壤甲基汞含量总体上呈降低趋势;从土壤总汞、甲基汞与其他影响因素的关系看,土壤汞与甲基汞具有显著相关关系,土壤汞与钾、易溶性盐具有正相关关系。     

贵州百花湖鱼体汞污染现状

以西南汞污染严重的贵州百花湖为对象,选取湖中优势鱼、贝类,通过测定其总汞和甲基汞含量,并结合水体、沉积物汞含量和相关水质参数,探讨了百花湖鱼类汞污染的现状及其影响因素.百花湖鱼体总汞平均含量为28.0ng·g-1,变化范围为4.2～143ng·g-1;甲基汞的平均含量为10.9ng·g-1,变化范围为3.0～39.3ng·g-1.虽然百花湖遭受上游贵州有机化工厂含汞废水的严重污染,但鱼体汞含量并没有超过国家食品卫生标准.其主要原因可能是:百花湖的鱼主要是人工养殖的草食性或杂食性鱼类,鱼龄较小,且其摄取的食物汞含量低、食物链简单,不利于汞的富集;其次,其较快的生长速度对鱼体汞具有生物稀释的作用.     

长白山森林地区河流中汞的时空分布特征

采集并测定了枯水期和丰水期长白山北坡几条河流的水样,研究了长白山地区河流中总汞和甲基汞的时空变化规律.长白山北坡地区河流总汞的变化范围为2.0～20 ng·L-1,受北方燃煤等人为活动影响,枯水期总汞含量高于丰水期;甲基汞的变化范围为0.12～0.55 ng·L-1,不同季节的甲基汞变化不大.水体汞含量随海拔的升高而降低,汇入松花江的几条河流对松花江水体的影响较为明显,随着河流的汇入溶解态汞含量下降,颗粒态汞含量升高.与世界上其他一些森林水体对比发现,长白山水体甲基汞含量较低,但总汞含量较高.估计研究地区河流一年将向下游地区输出33 kg的总汞以及200 g甲基汞,这将进一步加剧下游水体汞的负担.     

汞在新建水库食物网中生物累积与风险评价研究进展

汞是唯一参与全球循环的液态重金属。1974年,自美国学者Smith首次报道水库中鱼类总汞含量高于邻近自然湖泊以来,水库中鱼类汞升高的风险成为新建水库环境影响评价中的重要内容之一。汞在水库生态系统生物组分和非生物组分中含量升高的现象先后在世界各国报道,包括加拿大、美国、芬兰、泰国和巴西等。通过对系列的野外研究进行回顾,表明了水库形成后生态系统中汞的甲基化过程发生了变化。水库形成对汞在食物网中的鱼类、底栖生物、浮游生物的累积产生影响。水库中汞的生物累积、迁移转化主要与被淹没土壤和植物腐解过程有着直接或间接的关系。水库形成后,总汞、甲基汞和甲基汞比例在生态系统食物网各组分中的变化并不一致。蓄水后,水体中总汞变化较小,甲基汞和甲基汞比例上升明显;浮游生物尤其是浮游动物中总汞升高,但甲基汞和甲基汞比例升高更为明显;与浮游动物类似,底栖水生昆虫中总汞升高,甲基汞和甲基汞比例升高也更为明显;鱼类作为食物网顶级消费者,甲基汞比例一般在80%以上,在水库形成后鱼类总汞和甲基汞均明显升高,但甲基汞比例变化已经不大。这些变化揭示了水库形成后甲基汞在食物网传递的两个主要可能途径,一是微型生物食物网。通过悬浮颗粒物、浮游植物、浮游动物这一环节,甲基汞和甲基汞比例有明显的增加。第二个途径是底层生物食物网。通过悬浮颗粒物、细菌、碎屑食性底栖水生昆虫、肉食型底栖水生昆虫环节,甲基汞和甲基汞比例明显增加。这两种途径均能导致以水生昆虫、小鱼、甲壳类等为食的肉食性鱼类汞含量增加。水库形成后,生态系统中汞的甲基化发生了明显的"加速"过程。这种"加速"过程最直接的因素是成库后大量土壤淹没使得汞的甲基化平衡被打破。这个过程主要有两方面的影响。一方面是直接影响,被淹没土壤和植被在腐解过程中主动或被动地将甲基汞释放到水库生态系统中;另一方面是间接影响,被淹没土壤和植被的腐解使水库底部形成厌氧环境,有利于无机汞从被淹没土壤和植被中溶出,为甲基化反应提供充裕的、可供甲基化的无机汞,同时腐解产生的大量营养物质为微生物提供丰富食物来源,使硫酸盐还原菌大量繁殖,促进无机汞的甲基化。在我国,有关汞在新建水库食物网中生物累积和风险评价的研究有待进一步加强。     

乌江流域不同营养水平水库水体中汞的含量和形态分布

为了弄清不同营养状态水库水体的汞含量、形态分布、季节变化及甲基化特征,选取乌江流域富营养状态的乌江渡水库和贫-中营养状态的弓l子渡水库为研究对象,分别于2007年的1月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)采集水库水体分层水样及界面水(仅乌江渡水库),分析样品中活性汞(RHg)、总汞(THg)、溶解态汞(DHg)、颗粒态汞(PHg)、总甲基汞(TMeHg)、溶解态甲基汞(DMeHg)和颗粒态甲基汞(PMeHg).结果显示:乌江渡水库THg、DHg、PHg、RHg浓度和引子渡水体中的含量相当,而TMeHg、DMeHg、PMeHg的浓度则显著高于引子渡水库;相对于上覆水体,乌江渡水库底层水体/界面水甲基汞含量明显升高,表明乌江渡水库全年均有甲基化现象发生,而引子渡水库没有发现甲基化现象.以上研究表明,初级生产力水平是水库汞甲基化的重要影响因素.     

苔藓植物对贵州丹寨汞矿区汞污染的生态监测

采用野外生态学系统取样方法和室内理化分析方法相结合,分别从苔藓植物地球化学特征、物种丰富度、群落类型、群落的结构等生物学特征上,探讨苔藓植物对丹寨汞矿区汞污染的生态监测。丹寨汞矿区苔藓植物共20个科,34属85种;真藓科和丛藓科占优势。在汞污染程度不同的4种生境梯度中,汞含量均超出国家土壤环境质量三级土标准的10倍以上。各研究生境梯度真藓(Bryum argenteum),丛生真藓(Bryum caespiticium)和狭叶小羽藓(Haplocladium angustifolium)体内的汞含量与其生境基质(土壤)的汞含量在P＜0.01水平上呈显著的正相关;且信度系数R均大于0.9,表明被测苔藓植物在地球化学特征上具有监测环境汞污染的生态功能。物种丰富度特征方面,汞污染严重区域物种丰富度较低;而污染程度相对较轻区域物种丰富度则较大;表明了该区苔藓植物丰富度总体上可以作为环境中汞污染的监测指标之一。群落学特征方面,群落类型丰富度在汞污染较重的区域丰富度较低;而苔藓植物群落结构方面,在汞污染较重区域过渡到汞污染相对较轻区域,纯群落数在逐渐减少,但3种及3种以上组成的群落数却有所增加。表现了苔藓群落结构组成越简单则该区汞污染较严重,苔藓植物结构组成越复杂则该区的汞污染程度相对较轻。这说明了苔藓植物群落特征也较适合作为汞矿区生态监测的指标。在汞污染区过渡到相对清洁区的污染过渡带,苔藓物种多样性和群落类型趋于多样化,产生了较明显群落边缘效应。     

五里河沉积物汞的时空变化规律

研究了历史上受纳氯碱污染的辽宁省葫芦岛市五里河沉积物中总汞、甲基汞25年中的时空变化规律.结果表明,经过25年的变化,在人工治理和自然净化作用下,五里河不同地点沉积物总汞和甲基汞含量总体上呈现明显下降的趋势,甲基汞下降尤为显著;但沉积物中汞含量依然处于较高水平,总汞含量为0.491～26.395 mg·kg-1,平均13.766 mg·kg-1,超过辽宁省土壤汞背景值(0.037 mg·kg-1)371倍,甲基汞含量为0.253～12.079 μg·kg-1,污染严重的断面是污染源附近的化工桥以及下游河口附近的茨山北桥.     

稻田生态系统汞的生物地球化学研究进展

汞作为一种毒性很强的重金属污染物,已被我国和联合国环境规划署、世界卫生组织、欧盟及美国环境保护署等多个国家(机构)列为优先控制污染物。汞的毒性与其化学形态密切相关,其中甲基汞是毒性最强的汞化合物。无机汞可在适当环境条件下被转化成毒性更强的甲基汞,进而在食物链中富集、放大,对人体健康构成潜在威胁。研究证实,稻田土壤是重要的甲基汞产生场所,稻田是陆地生态系统重要的甲基汞"源"。汞污染区稻米富含甲基汞是一个普遍的现象。在这些地区,居民食用稻米是人体甲基汞暴露的主要途径,由此所导致的人体甲基汞暴露风险日益受到人们的关注。近年来,随着汞污染区稻米甲基汞污染事件被频频报道,稻田生态系统汞的生物地球化学过程研究日益受到学术界的重视,国内外学者围绕这一方向开展了大量的研究工作,取得了一系列重要的研究成果。本文对前人有关稻田生态系统汞的生物地球化学过程进行了系统的总结,包括:(1)稻田生态系统汞污染现状;(2)稻田土壤汞的甲基化过程及其影响因素;(3)水稻对汞的吸收、富集机理;(4)居民食用稻米导致的甲基汞暴露的健康风险;(5)对缓解稻米甲基汞污染问题所可能采取的措施。最后,对目前的研究缺陷及不足进行了探讨,并对未来需要进一步开展的研究工作进行了展望。     

乌江洪家渡水库鱼体汞含量

测定了贵州省乌江流域新建的洪家渡水库中的8种124尾鱼类的总汞和甲基汞含量,探讨其变化趋势及可能产生的生态风险。总汞采用混合酸消解用冷原子荧光(CVAFS)测定,甲基汞的测定采用碱消解-水相乙基化结合气相色谱(GC)冷原子荧光(CVAFS)测定。结果表明,总汞和甲基汞含量均为肉食性鱼类杂食性鱼类,鱼体汞含量与它们的生态学特性(食物来源和生活习性)有关,与体重和体长无显著相关关系;鱼体总汞和甲基汞含量均值分别为0.063±0.046和0.028±0.019mg.kg-1,均远低于大部分研究报道的新建水库中鱼体汞含量(0.50mg.kg-1)。洪家渡水库鱼类由于在低汞环境中,导致甲基汞不易富集,其鱼体甲基汞和总汞含量并未急剧增加,显著不同于北美和欧洲等地区新建水库中鱼体汞含量升高的现象,但随着水库演化导致水库有机质增加可能使鱼体汞逐步上升。     

桂林市汽车尾气汞污染

采集了桂林市郊4条公路剖面大气、土壤和蔬菜各56件样品,分析测定了其汞含量,以了解桂林市郊汽车尾气汞污染状况.结果表明,公路剖面汞含量均呈对称单峰型分布.汽车尾气汞污染扩散的影响范围约200 m.大气汞含量与蔬菜和土壤的汞污染具有明显的相关性.公路系统汽车尾气汞污染强度随公路路龄、车流量增大而增强.公路系统汞污染主要来源于汽车尾气汞污染,根源于燃油富含汞.公路剖面土壤48%样品汞含量超过了国家无公害蔬菜基地土壤汞含量标准.桂阳公路剖面蔬菜汞含量是国家无公害农产品质量标准(0.29+0.03 μg·g-1)的1.1～1.7倍.表明,桂林市公路系统剖面已受到一定程度的汞污染.     

汞矿山环境汞污染研究进展

汞矿山开采对周边环境的汞污染一直受到关注,尽管全球多数汞矿山已经相继停产、闭坑,但这些废弃的汞矿山仍然通过采矿所遗留的尾矿等固体废弃物、坑道废水和污染的土壤等对当地的环境和居民健康产生着持续的影响和危害.本文总结了环境样品中各形态汞的分析方法,评述了全球范围内汞矿的分布以及汞矿山开采和冶炼过程所造成的环境影响,提出了对于污染治理和风险评价的展望.