基于热解技术的大气颗粒物形态汞同位素组成分析方法

汞是一种有毒重金属,其在大气中的传输、沉降和循环对生态系统和人类健康构成严重危害。大气颗粒物是汞相态转化的重要载体,在全球汞循环中起着至关重要的作用。汞同位素常被用于追踪大气汞的来源和迁移转化过程,但现有研究仅局限于大气颗粒物总汞同位素,难以深入理解大气汞转化机制和生态效应。本研究旨在建立一种基于热解技术的形态汞同位素分析方法,用以分离大气颗粒物中不同汞形态并进行同位素组成检测,为深入研究颗粒态汞(PBM)在大气中的行为和源汇特性奠定基础。本研究通过自主搭建的热解装置对大气颗粒物样品进行汞形态分离,判定了天津市实际大气PBM中主要的形态为有机结合态汞(Hg-OM)、β-硫化汞(β-HgS)和α-硫化汞(α-HgS),同时测试分析了各形态汞同位素组成。结果表明,热解方法能有效区分PBM中不同汞形态并进行同位素分析,为进一步揭示大气中汞的源-汇过程和迁移转化机制开辟了新的视野。

大气颗粒态汞的粒径分布特征及风险评价——以天津城区样品为例

颗粒态汞在大气中停留时间短、易沉降,易对局地环境与人体健康造成危害,明确不同粒径颗粒态汞的分布,对进一步认知大气汞循环及环境归趋具有重要意义。本文讨论了2018年天津市四季大气颗粒态汞的粒径分布特征及季节性差异,判定了其可能来源,评估了其潜在生态和人体健康风险。结果表明,受初级排放源及活性气态汞的气-粒分配影响,颗粒态汞在PM_(<0.5)、PM_(<0.5-1)粒径中明显富集,其环境健康危害一直被低估。大气颗粒态汞的平均浓度为181.1±97.2 pg/m^(3),冬季浓度较高,可能受人为排放量大、沉降率低、气-粒分配系数K;与温度成反比因素控制。夏季浓度较低,除受清洁海相气团影响外,天气潮湿,汞的清除作用加大也是重要因素。颗粒态汞来源不同,冬季主要来源于北方燃煤供暖,春秋季与日常工业生产、车辆排放相关,夏季受自然源海相气团影响较大。尽管大气颗粒态汞通过呼吸给人体带来的健康风险较低,但细粒径风险值显著高于粗粒径,且其具有很强的生态环境危害,需要得到高度重视。