《从水源泥炭地流域水中汞的稳定同位素揭示生态汞循环的新见解》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2018-02-14
  • 在9.7公顷的北部山地和泥炭地的集水区,在不同景观位置的出水流量和土壤核心中测量了汞(Hg)的稳定同位素组成。通过汞添加分析,对具有高溶解有机物质(DOM)浓度的水样进行了酸性高锰酸盐/过硫酸盐消化程序的验证。我们按照取样流速及流水量从0.003到7.8L s-1的范围,比较报道了较大变化量的质量依赖性分馏(δ202Hg;从-2.12到-1.32‰)和较小但显着的质量独立分馏(Δ199Hg;从-0.35到-0.12‰)的变化。δ202Hg的巨大变化仅在低流量(<0.6 Ls-1)时发生,这表明在高流量条件下,沼泽(3.0公顷)和高地(6.7公顷)之间的泥炭地,成为下游汞的主要来源水域。此外,二元混合模型表明,除春季融雪期外,集水区溪水中的汞主要来源于气态元素汞的干沉降(73-95%)。这项研究表明汞同位素在追踪Hg沉积物来源方面的影响,可以更好地了解上水流域汞的生物地球化学循环和水文运输。

相关报告
  • 《地化所揭示汞在植物叶片中的转化机制》

    • 来源专题:中科院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-08-01
    •         植被在全球大气汞的循环以及汞在陆地食物链的传输“扮演”着重要角色。大气气态单质汞能被叶片同化进而富集在叶片中。叶片中的汞主要有以下两种归趋:一方面,汞被叶片重新释放而进入大气。另一方面,汞被氧化固定在植物组织中并通过食物链进入动物或者人体内,或者随着凋落物进入土壤圈。因此,研究植物叶片中汞的化学形态对准确评估植被在全球大气汞循环中扮演的具体“角色”、汞在食物链传输引起的环境风险以及汞进入土壤圈后对土壤生态系统的干扰十分关键。   利用传统的基于同步辐射技术的X-射线近边吸收谱技术是研究环境介质中汞的化学形态的常用方法(Wang JX et al., 2012. ES&T, 5361-5368),但是该方法很难准确测定低汞含量样品中的汞的化学形态。同样,基于质谱和色谱联用技术比如ICP-MS-HPLC等对样品中汞的含量及样品的基质都有比较高的要求(Krupp EM et al., 2009. Chem Comm, 4257-4259)。   中国科学院地球化学研究所环境室冯新斌课题组与法国Universite? Grenoble Alpes地球科学研究中心教授Alain Manceau合作,在法国EcoX Equipex 项目(法国卓越基础科学装置计划)和中科院国际合作项目(QYZDJ-SSW-DQC005)支持下,率先在国际上利用高能量分辨率X-射线近边吸收谱技术分析了天然低汞(0.5 ppm)植物叶片中汞的化学形态。   研究结果发现,在植物叶片中大部分汞以Hg[(SR)2+N/O0-2]的化学形态存在,部分汞以纳米颗粒态汞(HgxSy)的形态存在(图1)。通过二阶Møller-Plesset振动理论,利用计算机模拟了HgxSy的几何结构(图2)。本结果首次揭示了植物叶片可以将单质汞转化为惰性的纳米状硫化汞,这对深入了解叶片中汞的再挥发、毒性以及其进入土壤后的转化提供了基础理论知识,丰富了汞的生物地球循环理论。成果发表于环境科学领域期刊Environ. Sci. Technol。   论文信息:Manceau A*., Wang JX., Rovezzi M., Glatzel P., Feng X*. Biogenesis of Mercury−Sulfur Nanoparticles in Plant Leaves from Atmospheric Gaseous Mercury. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 3935-3948.
  • 《基于流域生态评价的沉积物汞质量标准推导》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2019-01-01
    • 环境质量标准(EQS)指令是欧洲水平长期水质监测的重要改进,根据欧洲水框架指令将沉积物和生物群作为优先物质的相关基质。目前,欧洲缺少普遍接受的汞沉积物EQS。在这项研究中,我们提出了一种新的分层方法来推导汞的沉积物质量标准:从文献中的数据推导出预测无效浓度(PNEC),然后使用生态田间数据(大型无脊椎动物群落社区评估)和田间沉积物生态毒性生物测定方法在区域范围内调整价值。可用于汞加标-沉积物生态毒性试验的有限效应数据集导致了沉积物质量评估的PNEC值不可靠。将大型无脊椎动物群落状况评估为高或良好的野外参考地点(n=40)用于确定西班牙北部沉积物的生态背景和阈值水平。在其他地区开发的沉积物QS不适合我们研究区域的特定盆地,因为它们在我们的汞背景水平范围内。采用基于场效应的方法,如沉积物生态毒性数据,为Nalón河流域(发生多个采矿区)开发了汞临时沉积物质量标准(QS)。