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近日,中国科学技术大学教授谢周清、刘诚团队在大气形态汞的观测研究中取得新进展,首次揭示了中国城市大气中各种形态的汞(包括气态元素汞、气态氧化汞和颗粒态汞,以下分别简称GEM、GOM和PBM)在灰霾与非灰霾天气条件下的分布特征和排放源地差异以及潜在的大气汞氧化机制,相关研究结果于11月8日发表在大气环境刊物《Atmospheric Chemistry and Physics》上。
汞,俗称“水银”,是一种有毒有害的重金属元素,在大气中通常以气态元素汞形式存在。气态元素汞在大气中停留时间长,可进行长距离传输,因而被视为一种全球性的污染物,引起了国际社会的广泛关注。由于大量使用煤炭等化石燃料,我国成为汞的排放大国。了解大气汞的迁移和转化是汞污染控制的关键步骤。近年来,我国广大地区灰霾频发,大气能见度、空气质量以及气象条件等均与国际上其它地区有明显不同。这种范围广、持续时间长的灰霾环境是如何影响汞的循环,成为大家关注的焦点。从2013年开始,研究团队在合肥地区开展了长期的大气形态汞及其它各种大气化学成分和气象要素的在线观测,旨在研究灰霾天气对大气汞形态的分布特征和化学行为的影响,为建立我国大气汞污染和预测模型提供理论基础和数据支撑。
图1.合肥秋冬季霾天和非霾天大气汞的来源
观测结果发现,非霾天大气中GEM、GOM和PBM的年平均浓度分别是3.95±1.93 ng m-3、2.49±2.41 pg m-3和23.3±90.8 pg m-3,GEM比北半球背景浓度高大约2倍,灰霾天大气GEM、GOM和PBM的平均浓度均有所增加,分别是4.74±1.62 ng m-3 、4.32±8.36 pg m-3和 60.2±131.4 pg m-3,其中PBM增加最明显,大约增长了2.6倍。进一步的分析发现,造成灰霾天大气汞浓度增高的主要原因是排放源和气象条件的改变。灰霾频发的秋冬季,大气汞污染主要是来自于当地汞的排放,而灰霾天较差的扩散条件使得大气汞积聚。PBM显著增长主要是由于颗粒物浓度增多,吸附气态汞造成。由于PBM的大气停留时间远低于气态元素汞,长距离输送减弱,导致局部沉降增多,增加了当地的生态暴露风险。
对GEM和GOM的日变化特征分析发现,灰霾和非灰霾天夜间GOM的浓度都相对稳定,但在日出前迅速增加。GOM的这种变化可能是由于边界层和自由对流层(FT)之间的昼夜气体交换引起的。然而在白天,非霾天和灰霾天表现出不同的GEM和GOM浓度变化趋势。对于非霾天,GEM和GOM在下午同步下降,这可能是由于大气边界层抬高,导致浓度被稀释。而对于灰霾天,下午GEM和GOM呈现出相反的变化趋势,高GOM浓度恰好对应着GEM浓度最低值,仅由自由对流层GOM的输送本身并不足以解释白天GOM浓度的增加,霾天应该也有光化学氧化的贡献。模型模拟结果证实,NO2与HgOH中间体的聚合反应可能是白天GOM浓度增加的一种潜在氧化机制。随着NO2浓度的增加,NO2HgOH对于GOM的贡献也在增加。由于灰霾天NO2的浓度高于非霾天,NO2促进大气汞氧化的过程犹如霾天下汞雨,增加了人群的健康暴露风险。该项研究工作得到科技部“973”项目和国家自然科学基金等项目资助。
图2. 灰霾(右)和非灰霾(左)天气下GEM和GOM及O3和CO的日变化
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汞的形态不同,其毒性差异很大,其中甲基汞是毒性最强的汞化合物,其具有高神经毒性、肾脏毒性、心血管毒性、生殖毒性和免疫系统效应等毒性。国际学术界普遍认为食用鱼肉和水产品是人体甲基汞暴露的主要途径。冯新斌研究员课题组的前期研究表明,贵州汞矿地区的大米可以富集甲基汞(Qiuetal.,2008);而且
8月18日,联合国工业发展组织(UNIDO)工业基金项目中国水泥工业汞排放迁移机制及减排技术研究在北京正式启动。该项目由中国建筑材料科学研究总院和UNIDO材料技术国际促进中心承担,UNIDO和中国国际经济技术交流中心为项目资助机构。据项目相关负责人介绍,大气汞对人类健康和环境的危害已引起国际社会
摘要:汞对人体健康的影响已引起国内外研究人员的广泛关注。燃煤发电、城市生活垃圾和医疗垃圾焚烧属于重要的人为汞排放源。针对焚烧源汞的排放以及不同形态汞的净化特性,国内外科研工作者研究了物理、化学及其他物理/化学结合的汞污染控制技术。为了分析汞污染控制技术,进行了各种控制技术研究进展综合
灰霾颗粒污染对区域环境和人体健康都会造成巨大危害,防治灰霾已成为我国部分地区(如北京)的当务之急,而进行准确的源解析,是建立行之有效的污染防控措施的根本和关键。灰霾(气溶胶)颗粒是大气汞的重要载体,因此近年来快速发展起来的汞同位素方法可能为示踪灰霾颗粒来源开辟新的视野。中国科学院地球
北极出现了大规模汞污染,但是人们却不能肯定污染的来源。英国《自然》杂志11日发表一项环境研究称,科学家最新收集了实地测量数据,包括汞沉积和稳定同位素数据,终于确定了气态元素汞系该生态系统内汞的主要来源。汞这种特殊的金属在常温下即可蒸发,也是唯一的一种以气态单质形态存在于大气中并参与
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摘要:本文简要综述了当前中国城市的汞污染状况。分析了我国城市中的汞的来源并提出了防治城市汞污染的对策。[$NewPage$][$NewPage$]
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摘要:中国能源结构以煤炭资源为主,煤炭燃烧产生大量烟气污染物,燃煤产生的污染物SO2和NOx早已引起人们广泛关注,现在燃煤造成的痕量元素(Hg、As、Se、Pb和Cd等)尤其是汞也越来越受到重视,从中国政策和脱汞现有技术进行分析,对目前广泛研究的燃烧后脱汞技术进行阐述和对比,并对未来脱汞技术发展趋势
总部位于肯尼亚首都内罗毕的联合国环境规划署(以下简称环境署)2013年1月10日发布研究报告说,由于快速工业化等因素,发展中国家,尤其是亚洲地区的汞排放量正不断上升,当地民众面临着日益严重的相关健康和环境风险。环境署发布《2013年全球汞评估报告》说,虽然近年来全球范围内对汞的需求有所
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