贵州典型汞矿区作物对汞的累积特征及品质差异

为了摸清贵州典型汞矿区作物的受污染状况和汞矿污染对作物品质的影响,采用定点取样和实验室分析相结合的方法研究了贵州典型汞矿区水稻和玉米作物体内的汞累积特征,以及不同汞浓度下的作物品质差异。结果表明:1)汞矿区水稻籽粒的总汞含量为0.14～0.71mg/kg,甲基汞含量为4.85～16.85μg/kg;玉米籽粒中的总汞含量为0.13～0.17mg/kg,甲基汞含量为2.31～3.67μg/kg:总汞含量均高于国家食品安全中的汞限量卫生标准(总汞≤0.02mg/kg)。2)水稻籽粒中的总汞和甲基汞含量普遍高于玉米。3)相关分析表明,不同汞矿区,水稻和玉米中的淀粉和粗蛋白与作物中的汞含量普遍呈负相关,其中,务川汞矿区水稻籽粒中的粗蛋白与总汞和甲基汞含量呈极显著和显著负相关(r=-0.996和-0.972),淀粉与甲基汞含量呈显著负相关(r=-0.964);滥木厂汞矿区玉米籽粒中的粗蛋白与甲基汞含量呈极显著负相关(r=-0.967)。结论:贵州省典型汞矿区的主要粮食作物均受到了不同程度的汞污染,且高浓度的汞含量还影响了作物的物质转化,使水稻和玉米籽粒中的淀粉和粗蛋白含量降低。     

无机汞和甲基汞在土壤中的吸附-解吸特性研究

采用振荡平衡法,研究了无机汞和甲基汞在4种土壤中的吸附-解吸规律及其pH对汞吸附的影响。结果表明：无机汞和甲基汞在土壤中的吸附-解吸均符合Freundlich方程;无机汞在水稻土、红壤、黄褐土、砂姜黑土中吸附的Kf值分别为122.25、86.60、70.95、76.60,甲基汞为55.99、45.00、41.94、40.43。土壤对两种汞均有较强的吸附能力,且土壤对无机汞的吸附能力强于甲基汞。有机质含量越高的土壤,对汞的吸附能力越强;改变土壤初始pH对无机汞的吸附具有一定的影响,过酸或过碱环境不利于土壤对无机汞的吸附,但土壤初始pH变化对甲基汞的吸附影响不大。无机汞和甲基汞在土壤中的解吸过程都存在明显的滞后效应,且吸附能力越强的土壤,解吸能力越弱,滞后性越显著。     

土壤施硒对水稻根表铁膜形成和汞吸收的影响

采用土—砂根际袋联合培养,研究控制条件下土壤施硒对水稻根表铁膜形成,水稻生长以及对硒、汞吸收的 影响.结果表明:土壤中施加低质量分数硒(1.0mg/kg)能促进根表铁膜形成,施加高质量分数硒(8.0mg/kg)反 而抑制了根表铁膜的形成.无论施汞与否,硒对水稻生长都没有显著影响,说明施硒对水稻的生长没有产生毒害作 用.硒能抑制水稻根表铁膜对汞的吸附,能显著降低水稻对汞的吸收和累积,随着硒处理浓度的增加,水稻根部、 茎、叶、稻壳和稻米中汞的含量均显著下降.     

秸秆覆盖还田对稻麦轮作体系中土壤及作物甲基汞累积的影响

以贵州万山汞矿区的汞污染稻田土为研究对象,采用盆栽模拟探究了小麦-水稻轮作情况下秸秆覆盖还田对土壤及小麦与水稻在重要生育期(出苗期、分蘖期、拔节期、扬花-灌浆期、乳熟-收获期)甲基汞累积的影响。结果表明:秸秆还田能提高土壤中甲基汞含量,且不同作物秸秆还田对土壤甲基汞及作物甲基汞的影响存在显著差别,其中,小麦秸秆还田后土壤甲基汞含量增加127.1%,水稻秸秆还田后土壤甲基汞含量增加25.1%,这可能缘于迥异的种植条件。同时,作物秸秆还田后小麦、水稻植株体内甲基汞含量也呈增加趋势,其中,小麦根部、地上部(茎叶)和籽粒甲基汞含量分别增加124.6%、79.2%和169%,水稻根部、地上部和籽粒甲基汞含量依次增加40.1%、61.7%和25.9%,表明作物甲基汞吸收累积量的上升可能主要源于土壤甲基汞含量的上升。因此,汞污染地区传统农艺措施中惯常采用的秸秆还田可能会显著增加人体甲基汞暴露风险,在汞污染地区推广作物秸秆还田措施时应持谨慎态度。     

铜仁汞矿区周边土壤汞污染调查分析

为测定铜仁市矿区周边土壤汞含量,本研究对铜仁市万山300吨汞矿区、万山四坑汞矿区、云场坪汞矿区、路腊村汞矿区周边农田土样进行科学采集,采用浓硫酸、浓硝酸和高锰酸钾水浴加热消解土壤的方法和原子荧光光度计测溶液中总汞含量的技术,对该区域农田土壤的汞含量进行测定。研究结果表明:4个矿区0~1 500m范围内,汞含量严重超过国家标准。其中矿山周边500~1 000m范围内的土壤汞含量分别为:85.400 5mg/kg、37.143mg/kg、48.775 7mg/kg、22.293 3mg/kg,也高于国家一级标准自然背景值0.15mg/kg。     

贵州水城煤矸石风化土壤-农作物系统中汞分布规律研究

通过冷原子荧光方法测定了贵州水城汪家寨煤矿和那罗煤矿不同年限的煤矸石风化土壤及农作物中总Hg含量和甲基汞含量,并采用BCR连续提取法分析了煤矸石风化土壤中汞的不同赋存形态,系统地对此矿区煤矸石风化土壤-农作物系统中汞的分布规律及其环境效应进行了研究.结果表明,煤矸石风化土壤样中汞含量范围在0.07～1.06 mg·kg-1之间,和pH值存在显著负相关关系(r=-0.68,P<0.01).风化年限较长的煤矸石土壤汞浓度接近对照点自然土壤汞含量,而在风化年限较短的煤矸石风化土壤中,大部分样品汞浓度超过了国家Ⅱ类土壤环境标准,不宜在上面种植食用的农作物.煤矸石风化土壤中甲基汞含量在0.52～2.68μg·kg-1之间,和总汞存在显著正相关关系(r=-0.65,P<0.05).煤矸石风化土壤中汞主要以有机硫化态和残渣态存在,风化年限较短的煤矸石山土壤中酸交换态汞浓度及比例都明显高于老煤矸石山.虽然汪家寨煤矿风化年限较短的煤矸石山土壤存在着较高的汞含量,但其上种植的马铃薯、玉米、菜豆的汞含量均没有超过国家标准食品中Hg限量值,然而高于风化年限较长的煤矸石山中同类植株的汞含量.     

水旱轮作稻田旱作季土壤汞微生物甲基化的研究进展

汞是一种全球性有毒污染物，其具有持久性及生物累积性特点，在自然条件下，汞通常都以无机形态存在，在生物和微生物的作用下，无机汞可转化为毒性更强的甲基汞；水旱轮作是我国稻田的主要耕作模式，旱作季与水作季土壤汞微生物甲基化的生成与影响因素不同，水稻对甲基汞富集能力非常强，水稻植株内的甲基汞主要来源于稻田土壤，导致食用稻米成为汞污染区人群甲基汞暴露的主要途径。为水旱轮作稻田旱作季土壤汞微生物甲基化的生产应用及同类研究提供参考，从水旱轮作稻田旱作季不同类型土壤汞微生物甲基化及土壤微生物汞甲基化的影响因素两大方面进行综述，并对未来的研究方向进行了展望。     

硒酸钠添加下苗期水稻中硒-汞的分布特征

采用土培盆栽实验研究了在不同外源硒(硒酸钠)梯度(0,1 mg·kg-1,5 mg·kg-1)与外源汞(硫酸汞)梯度(0,0.5 mg·kg-1,1 mg·kg-1)条件下,苗期水稻根与地上部分中硒与汞的分布特征。结果显示,外源硒抑制了苗期水稻根与苗对汞的吸收与积累,苗期水稻对汞的吸收随外源硒增加而呈现降低趋势,5 mg·kg-1是外源硒处理与无硒处理组相比水稻根部汞含量的下降最多,达到36.83%,并使水稻苗的汞含量维持在较低水平。而外源汞添加量1mg·kg-1时水稻苗中硒含量达到(58.16±0.17)mg·kg-1,是相应无汞添加组的20.12倍,说明外源汞添加在一定程度上促进了苗期水稻对硒的吸收与累积。整体而言,水稻苗中的硒-汞的吸收迁移具有一定的相互作用,尤其在水稻苗中的硒-汞富集系数存在显著负相关关系(r=0.48),其可能的机制是硒在水稻根部与汞结合形成硒-汞络合物从而抑制水稻地上部分对汞的吸收,这对于利用硒酸钠来降低苗期水稻地上部分对汞的累积提供了数据基础。     

燃煤烟气对土壤-小麦系统中汞累积及分布的影响

为研究燃煤烟气对土壤-小麦系统中汞积累和分布的影响,在小麦苗期和成熟期采集河南省商丘市某燃煤电厂周围农田土壤和小麦植株样品,用ZYG-Ⅱ型智能冷原子荧光测汞仪测量样品中的汞含量。结果表明,小麦苗期和成熟期,土壤样品中汞含量没有超过土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级标准的限值。燃煤电厂周围表层土中汞含量要明显高于深层土,呈表层富集现象,苗期小麦根的汞含量高于茎叶,其根、茎叶的汞含量与表层土的汞含量呈显著正相关。小麦从苗期到收获期,表层土、小麦根和茎叶的汞浓度升高。小麦从苗期到收获期,茎叶面积迅速增加,小麦叶片直接从大气中吸收燃煤烟气中的汞,使小麦茎叶通过叶面吸收的汞浓度增加,收获期燃煤电厂周围小麦各器官汞含量为茎叶>根>颖壳>籽粒。成熟期小麦根的汞含量与表层土的汞含量呈显著正相关,而茎叶汞含量与表层土的汞含量无相关性。因此,燃煤烟气中汞沉降影响燃煤电厂周围种植的小麦各器官对汞的吸收和累积。     

水稻土镉形态分布特征及其生物效应研究

作物籽粒中镉来源于土壤,土壤中镉形态的含量与作物吸收量密切相关。本文旨在找出作物籽粒中镉与土壤镉形态之间的相关性,探究小麦/水稻籽粒中镉的来源,为阻断镉吸收提供理论依据。采用调查采样方法,对成都平原镉污染区冲积性水稻土耕作层土壤镉形态及对应的作物秸秆和籽粒镉含量进行了测试分析,研究镉超标水稻土不同形态镉的分布特征及其生物效应。结果表明:水稻土不同形态镉的平均含量高低排序为:铁锰氧化物结合态残留态水溶交换态有机质结合态碳酸盐结合态,各形态分布极不均衡,生物可利用形态所占比例较大。铁锰氧化物结合态镉与土壤pH值呈极显著正相关(r=0.712**,P0.01)。小麦、水稻籽粒与秸秆中镉含量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.854**(P0.01)和0.872**(P0.01)。小麦秸秆和籽粒中镉含量与土壤中水溶交换态镉呈极显著正相关(r=0.677**和0.867**,P0.01),与其他形态相关性不显著;水稻籽粒中镉含量仅与土壤中水溶态镉含量呈显著正相关(r=0.573*,P0.05),与其他形态相关性不显著。镉污染区水稻土种植水稻和小麦农产品的镉含量超标风险较大。     

大米汞污染与摄食大米甲基汞暴露研究进展

本文汇总了环境与大米汞污染的来源、汞与甲基汞对人体的健康危害、水稻对甲基汞的吸收与累积、包括大米在内的食品中汞的含量与形态分析方法、全球大米汞污染的现状,以及人群摄食大米的甲基汞暴露方面的研究进展。我国贵州和东南亚汞矿开采地区产出的大米存在严重的汞污染,且大米为当地居民的主要粮食,摄食大米给当地居民带来了严重的甲基汞暴露健康风险。未来有必要在全球更广泛地开展大米汞污染与相应的人群摄食暴露健康风险评估工作,并加强水稻对环境中汞的吸收、转运和累积机制以及这一系列过程中汞形态转化方面的研究。     

大连湾表层沉积物中汞的赋存形态与生物可利用性研究

为了解大连湾沉积物中汞的赋存形态和生物可利用性,对大连湾表层沉积物中总汞(THg)和甲基汞(Me Hg)的含量进行了分析,并采用选择连续提取法对表层沉积物中汞的赋存形态进行了研究,探讨了沉积物中汞的赋存形态与甲基汞的关系。结果表明:大连湾表层沉积物中总汞和甲基汞的平均含量分别为95.1、0.71 ng/g,甲基汞占总汞的比例(甲基化率)为0.76%,与自然背景值相比,沉积物中总汞含量明显受到了人类活动的影响;大连湾表层沉积物中各赋存形态汞比例的平均值由小至大依次为水溶态汞(Hg-w)(3%)胃酸溶解态汞(Hg-h)(10%)硫化物结合态汞(Hg-s)(24%)有机结合态汞(Hg-o)(31%)强络合态汞(Hg-e)(32%),Hg-e、Hg-o和Hg-s为主要存在形态;沉积物中Hg-w、Hg-h和Hg-o与甲基化率呈正相关,显示Hg-w、Hg-h和Hg-o具有较高的生物可利用性。研究表明,采用选择连续提取法进行沉积物中汞赋存形态的研究,对了解沉积物中汞的生物可利用性具有较好的指示意义。     

苎麻对农田土壤中汞、镉的吸收累积特征研究

为了评价非食用性经济植物苎麻对农田土壤中汞、镉的累积修复效果,本研究采集了46个种植于某汞矿区周边的汞、镉复合污染农田土壤的苎麻样品,分析了苎麻及对应土壤样品中汞、镉含量,计算了苎麻对汞、镉的累积系数和转运系数。结果表明:汞在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为58.02~136.97、60.6~560.45、113.26~3 860.51、446.1~1 686.3μg·kg^-1;镉在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为10.1~1 527.8、7.17~1 203.63、11.57~1 838.14、77.12~842.41μg·kg^-1。麻皮和麻叶中的汞含量明显高于根部;而镉较均匀分布在苎麻的根部、麻秆、麻皮及麻叶。汞和镉在对应土壤中含量分布为0.381~9.040 mg·kg^-1和0.131~7.814 mg·kg^-1。苎麻地上部对汞的累积系数范围为0.017~4.826,转运系数范围为0.583~22.595,苎麻地上部对镉的累积系数范围为0.011~3.725,转运系数范围为0.055~16.175。麻皮的汞累积系数明显高于根部和麻秆;而苎麻各部位的镉累积、转运系数无明显差别。土壤中的DOC含量上升会导致苎麻麻秆、麻皮中汞含量的下降,土壤pH的下降会促进苎麻的麻秆、麻皮两个部位对镉的吸收累积。     

双穗雀稗等5种水草对汞的富集能力

为研究不同水草对汞的生物富集作用和硒元素对汞在水草中的富集之影响,选取杭州市临安区高虹镇典型节能灯生产集聚区2条河道内5种主要水生植物为研究对象,测定其不同部位的无机汞、甲基汞及硒质量分数。结果表明:水草对甲基汞的富集能力强于无机汞,且不同水草对无机汞或者甲基汞的富集能力也有较大差异。双穗雀稗Paspalum paspaloides在汞污染地区对无机汞的富集能力分别是稗草Echinochloa crusgalli,石菖蒲Acorus tatarinowii,一点红Emilia sonchifolia和空心莲子草Alternanthera philoxeroides的18.9,37.4,72.1和14.8倍;对甲基汞的富集能力分别是稗草、石菖蒲、一点红和空心莲子草的3.2,4.2,40.2和3.5倍,对汞的富集能力明显强于其他水草。环境汞质量分数对植物富集能力也有一定影响,双穗雀稗在汞污染地区对无机汞的富集能力是未污染地的11.1倍,对甲基汞的富集能力是未污染地的3.3倍,是可用来作为污染地汞富集植物的潜在品种。水草根中硒和汞质量分数之间呈负相关关系,说明硒对汞的吸收有抑制作用。     

北江沉积物汞污染现状与评价初步研究

为了了解北江沉积物中汞污染现状、来源并评价其污染程度,在北江流域共采集19个沉积物样,用原子吸收法(AAS)和冷原子荧光法(CVAFS)分别测定了其总汞(THg)和甲基汞(MeHg)含量,比较了甲基化率,并用污染指数法对测定结果进行了评价。结果表明,北江沉积物THg含量为73.7～3517ng·g-(1干重),均值为607.6ng·g-1,MeHg含量为0.392～2.384ng·g-1,均值为1.302ng·g-1,韶关冶炼厂为重要污染点源。各采样点甲基化率差异较大,进一步研究影响甲基化的因素具有重要意义。沉积物中THg、MeHg平均污染指数分别为3.04、26.04,表明均为中度污染。     

Methylmercury: bacterial degradation in lake sediments

During the first 50 days of a long-term period of incubation of lake sediments with inorganic mercury (Hg(2+)), low concentrations of methylinercury were observed to build up. Upon continued incubation there was a rapid decrease in amount of methylmercury in the system and a concomitant evolution of volatile inorganic mercury (Hg(0)). Transfer of the mixed culture to growth media containing methylmercury resulted in the degradation of methylmercury and the volatilization of Hg(0). Four bacterial isolates were obtained from the mixed culture which, in pure culture, rapidly degraded methylmercury to methane and Hg(0). The presence of methane in head space gases was confirmed by flameionization gas chromatography, and the presence of Hg(0) in head space gases was confirmed by mass spectrometry.     

土壤中汞生物有效性的研究

小麦幼苗实验表明 ,小麦幼苗根主要吸收土壤中小分子有机质结合的汞(FA结合态汞) ,并在根部累积 ,其他形态汞可以转化为FA结合态 ,表现为间接作用 ,残渣态汞是植物根吸收的库源。在实验条件下 ,小麦幼苗叶片可以很快吸收土壤中挥发出来的汞 ,并在茎叶中积累。土壤汞植物利用率较低 ,可被带出土壤的汞量有限。