Discovery of Cinnabar in Soils in Hg Anomalous Zones in City and Town Areas and Their Surroundings and Its Significance

As a result of systematic study on heavy minerals in soils at city and town areas and their surroundings, cinnabar was discovered for the first time in areas of Hg anomalies in China, and it was found that the distribution of cinnabar was basically coincident in scope with that of Hg anomalies, showing that Hg anomalies were'closely related to cinnabar. This finding provides a theoretical basis for a verification of Hg anomalies in soils in city and town areas and their surroundings, as well as evaluation of its ecological effects, and is significant to revealing the occurrence modes and origin of Hg in soils.

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km^2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降，大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究，查明北京地表土壤Hg平均含量为0．41mg／kg，大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0．194mg／kg，壤中气Hg的平均含量为559．65ng／m^3，大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0．59和0．67ng／m^3，大气中的Hg平均含量为3．13ng／m^3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施，导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少，2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1．837mg·m^-2·a^-1,北京市城区（近1000km2）Hg全年沉降为1837kg，空气中总Hg浓度由1998年的8．3～24．7ng／m^3下降到2006年的3．13ng／m^3，大气颗粒物中Hg含量由2003年的1．18ng／m^3下降到2006年的0．59ng／m^3（PM10）和0．67ng／m^3（PM2.5），表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究，发现土壤中有硫化物（辰砂）及各种Hg盐（HgCl2）的含Hg矿物，Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性（n=131,R=0．267，p〈O．01），表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算，土壤Hg平均释放速率为102．42ng·m^-2·h^-1，2005年土壤释放进大气的Hg通量为936．70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时，还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒，证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明，碱性条件下，土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准，北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km^2，II级为808km^2，III级为24km^2，超III为36km^2。III级、超III级主要分布在二环路以内的中心城区。城南（长安街为界）大气Hg环境质量明显优于城北，在北四、北五环之间的部分地区，大气颗粒Hg的环境质量为III级或超III级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区，居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng，对人体健康构成潜在风险。根据我国“十一五”规划中每年实现10％节能减排的目标，对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测，预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16．03k，地表土壤释放Hg的输出量为37．36kg，明显大于Hg的输入通量，土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年III级土壤Hg环境质量的区域将完全消失，到2060年以I级土壤为主。

开封市城市土壤剖面Hg、As和Sb分布特征分析

为了分析开封市不同土地利用类型下重金属Hg、As和Sb的积累状况及其垂直分布特征,采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定了开封市55个城区土壤剖面和4个对照剖面共计303个土壤样品中,Hg、As和Sb的含量.结果表明:(1)城区土壤Hg、As和Sb含量明显高于对照土壤,城市土壤中Hg、As和Sb的平均含量分别为0.28、6.52、1.46 mg·kg^(-1).与中国潮土背景值相比,Hg和Sb受到了不同程度的污染;(2)由于成土母质组成、城市建设过程以及各种人为污染叠加的综合作用,开封市城市土壤中Hg、As和Sb的分布特征比较复杂,不同剖面重金属垂直分布特征变异较大;(3)城市不同土地利用类型下重金属含量存在显著差异,其中Hg在公共管理与服务用地和住宅用地上含量较高,As和Sb的高值区位于工矿仓储用地和交通运输用地.

城镇区土壤中Hg环境地球化学异常查证及评价新思路

城镇区重金属元素异常查证及评价是目前开展的平原区多目标地球化学调查工作中亟待解决的问题。在Hg环境地球化学异常查证及评价研究中发现,在城镇及其周边土壤Hg异常内普遍存在着辰砂,而且辰砂的产出位置与Hg异常的空间分布位置基本吻合。该成果为Hg异常查证及其生态效应评价等提供了新的思路。

城镇周边和江河沿岸土壤中Hg和Cd存在形式解析与生态风险评估

受人类活动和自然作用双重影响,土壤中重金属元素异常普遍存在,其中尤以城镇周边的Hg异常和大江河沿岸区域Cd异常最为典型。近年来,通常采用化学分步提取的方式,探讨土壤水溶态、离子交换态、有机态、铁锰氧化物态等形态中Hg、Cd等重金属元素含量的状况,进而分析其生态效应,但对土壤中Hg、Cd等重金属元素的自然存在形式缺乏深入探讨。本文以Hg、Cd两元素为重点,选择我国代表性城市和地区,采集城镇周边Hg异常区和江河沿岸Cd异常区的土壤样品,采用王水溶样原子荧光光谱法(AFS)测定Hg含量,采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸溶样电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定Cd含量,同时配合其他相关实验手段,对Hg、Cd的自然存在形式进行解析;并以水稻中Hg、Cd含量为依据对Hg、Cd的生态效应进行了评价。结果表明:长春、南京、漳州和广州等城镇周边土壤Hg异常区Hg主体以硫化物形式存在,而且至少有一部分是以辰砂矿物形式存在,由此决定了土壤中Hg有效态在Hg全量中所占比例较小,土壤中Hg平均含量达到500μg/kg时,水稻籽实中Hg含量超过无公害食品标准的比例为3.4%,生态效应不甚敏感;长江、珠江等江河沿岸区域Cd异常区内Cd主要呈黏土吸附形式存在,由此导致50%左右的Cd以有效态形式存在,在土壤Cd全量中所占比例较大,当土壤中Cd平均含量达到1000μg/kg时,水稻籽实中Cd含量超过无公害食品标准的比例为43%,生态效应敏感。由此揭示出土壤中Hg、Cd等重金属元素生态效应敏感程度更直接地受到自然存在形式的影响。以辰砂矿物形式存在的Hg呈现“惰性”,不容易被农作物吸收,故生态效应不敏感;以黏土矿物吸附形式存在的Cd活动性更强,容易被农作物吸收,故生态效应敏感。Hg、Cd等重金属元素被农作物乃至人体吸收后,其存在形式及其转化特性是评估该元素是否存在生态风险的关键。

聊城市城区土壤重金属汞的污染研究

依据土壤环境质量标准(GB 15618-1995)二级标准和山东省土壤背景值,采用单因子评价法和潜在生态危害指数法,对聊城市城区范围内采集的40个土壤样品进行重金属汞污染进行评价。结果表明:Hg的超标率达到30%,Hg含量远超过山东省土壤背景值,其最大值超过背景值的68倍;综合指数达到49.88,远远超出重度污染的限值,潜在生态危害较高。并对城区汞污染治理提出相关建议。

重庆市不同功能区绿地土壤Hg分布特征及其污染评价

通过对重庆市居住区、公园、商业区和交通区等不同功能区绿地土壤重金属Hg的分析,讨论了绿地建成时间、土壤理化性质等不同因子对土壤重金属Hg的影响。重庆市不同功能区土壤重金属Hg平均含量均低于国家土壤环境质量二级标准,土壤Hg污染较轻。但82.89%的调查样点土壤汞含量超过当地土壤背景值,表明该市大部分区域存在外源汞的影响。总体上,居住区和公园绿地土壤Hg污染不明显;但交通区绿地土壤重金属Hg污染较为严重。地质累积指数表明,重庆市34.21%的区域土壤未出现汞的明显污染,65.79%的绿地土壤已有不同程度的Hg污染。研究发现,调查区域绿地土壤中,建成时间对重金属Hg含量影响最大,土壤理化性质对Hg影响次之。