甲基汞的污染及汞非生物甲化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈建华 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1999-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 彭安 ; 林玉环 |
| 关键词 | 腐殖质 甲基汞 甲基化 蓟运河 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 本论文研究甲基汞在一条河流和电池行业中的污染及腐殖质存在下汞的非生物甲基化作用。首先对环境样品中甲基汞的分析方法进行了比较选择。对历史上曾造成汞污染的天津化工厂目前的排汞状况、蓟运河汞污染现状进行了回顾调查，特别对甲基汞的含量给予了重视。并对过去人们忽略的民用电池产品中甲基汞含量进行了调查。重点对从蓟运河底泥和河岸土壤中提取出的腐殖质对汞的非生物甲基化作用进行了研究，证明了非生物甲基化作用存在的可能性，研究了环境条件对甲基化作用的影响，建立了腐殖质存在下汞非生物甲基化作用的化学动力学模型。最后研究了腐殖质模拟化合物对汞的非生物甲基化作用，并对甲基化机理进行了一些探讨。本文得出的主要结果如下： (1)对毛细管柱与填充柱气相色谱法分析环境样品中甲基汞的方法进行了对比，研究表明，填充柱分析甲基汞的检测限为2pg，而毛细管柱色谱对甲基汞的检测限为0．5pg。且毛细管柱色谱分析甲基汞的精密度明显优于填充柱色谱。因此，建议使用毛细管柱气相色谱法分析环境样品中甲基汞。本文也对巯基棉富集法与半胱氨酸萃取法富集甲基汞进行了对比，对巯基棉富集法操作条件进行了优化选择，得到的最佳条件为样品pH值3-5，过柱速率2-3 mL／min。 (2)天化厂排汞现状调查首次发现，聚氯乙烯车间排出总汞中，有少部分生产流程中汞化学甲基化形成的甲基汞；蓟运河汞污染现状调查发现，蓟运河下游汉沽河段天化厂排污口周围汞污染严重，但与八十年代相比，表层沉积物中总汞及甲基汞含量均下降了4-5倍；河水和底泥中甲基汞主要来源于无机汞的环境甲基化。对部分民用锌锰电池产品中甲基汞含量进行测定，首次发现在测定的白象、上蒲、华表等13个品牌的电池中，lO种含有甲基汞，甲基汞最高含量约占电池中总汞的1．6％。据分析电池中的甲基汞来源于无机汞的化学甲基化作用。 (3)对蓟运河底泥和河岸土壤腐殖质的表征和灭菌实验表明，腐殖质中含有包括末端甲基的脂肪族及芳香族CH基、羧基、醌基等官能团。过滤法能够有效地对腐殖质中细菌进行灭菌，并对腐殖质的结构不产生影响。腐殖质存在下汞非生物甲基化研究表明，蓟运河底泥和河岸土壤FA对汞具有非生物甲基化作用，在所研究的底泥和土壤FA体系中，甲基汞最高产量分别占添加无机汞总量的0．047％0和0．032％0。腐殖质使汞甲基化的活性部位在小分子FA部分。研究也表明被汞轻度污染的白洋淀和密云水库底泥腐殖质对汞也具有非生物甲基化作用。因此，环境中汞的甲基化作用是生物甲基化和非生物甲基化共同作用的乒士甲当日7K 0 环境条件对汞甲基化作用的影响研究得出，在底泥和土壤FA体系中甲基汞产量均在反应2天后达到最大值；在底泥FA体系中汞的甲基化在反应温度为40℃时产量最大，而在土壤FA体系中，甲基汞 产量在lO～60℃之间随反应温度升高而增加；底泥和土壤FA体系中汞的甲基化分别在pH值为2和4时最大： 甲基汞产量均随无机汞浓度和腐殖质浓度的增加而增加；紫外线、黑光灯和自然光照射都可促进甲基汞的生成，紫外线的作用尤其明显。 蓟运河底泥FA对汞具有还原作用，在所研究的体系中，反应进行4天后，约4％的二价汞被还原。综合考虑腐殖质对汞的甲基化作用和还原作用，本文首次推导出了腐殖质存在下，汞甲基化的化学动 力学模型，该模型对底泥和土壤FA体系中甲基汞浓度的变化作出了合理的解释。模型参数计算表明，汞非生物甲基化和非生物还原的速率常数相近。 (4)对腐殖质存在下汞非生物甲基化作用的机理进行初步探讨。发现在底泥和土壤FA与汞反应的体系中，当达到络合平衡时，体系中游离态汞占总汞小于l％。铁离子与汞对腐殖质的络合竞争作用，使反应体系中游离态汞浓度和反应产物甲基汞浓度同时增加。实验测定和统计计算表明，汞非生物甲基化的有效形态是体系中游离态汞。 腐殖质模拟化合物或部分实验室常见甲基化试剂2． 甲基． 5． 羟基酚、亮氨酸、异亮氨酸、甲基．Q．D．甘露糖苷、甲基．Q．D．吡喃葡糖苷、三甲基乙酸和六甲基二硅胺烷对汞具有甲基化作用。量子力学计算表明，汞的亲电进攻理论可以部分解释汞的甲基化反应机理 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2011-10-20 |
| 源URL | [http://159.226.240.226/handle/311016/1316]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈建华. 甲基汞的污染及汞非生物甲化研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 1999. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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