贵州省典型土法炼汞地区汞的生物地球化学循环和人体汞暴露评价

贵州省是我国最重要的汞工业基地，境内分布着大量的汞矿床，汞金属储量88000 t，占全国总储量近80%。汞矿开采、冶炼历史悠久，大规模的汞矿开采冶炼活动都已经停止。但是，由于汞矿区偏僻的自然地理位置、落后的经济水平和近期金属汞价格的攀升，这些地区仍然存在着较大规模的土法炼汞活动。大面积的土法炼汞活动和长期的大规模汞矿开采冶炼活动，给矿区生态环境造成了严重的汞污染。土法炼汞工艺十分落后，冶炼过程向周围大气释放大量的汞，而土法炼汞工人也必然会遭受严重的汞蒸气暴露。释放到大气的汞在进入周围环境后，在自然条件下通过微生物活动，会转化为毒性、生物有效性更强的甲基汞，并通过食物链富集放大，最终对矿区居民的身体健康构成一定的威胁。 本文选择贵州省务川汞矿区、万山汞矿区和铜仁垢溪、老屋场土法炼汞地区，进行了土法炼汞的汞释放量估算、汞矿地区环境汞污染调查及炼汞工人和矿区居民汞暴露调查和健康风险评价，系统阐述了贵州典型土法炼汞地区汞的生物地球化学循环特征及人体汞暴露评价。 1. 务川和铜仁垢溪地区的土法炼汞活动是当地大气的最主要人为释汞源。务川汞矿区土法炼汞的平均释汞因子为18.2%（6.9-32.1%），土法炼汞活动每年向大气排汞3.7-9.6 t；铜仁垢溪地区土法炼汞的平均释汞因子为9.8%（6.6-14.5%），土法炼汞活动每年向大气排汞1.3-2.7 t。 2. 务川汞矿区大面积的土法炼汞活动和长期大规模的汞矿活动以及垢溪、老屋场地区的土法炼汞活动，给当地的大气、地表水体和土壤造成了严重的汞污染，而汞污染程度受汞矿开采冶炼活动的历史和规模的影响显著。务川汞矿区大气汞浓度空间变化很大（7-40000 ng•m-3），受矿业活动影响的区域，大气汞含量明显升高；重污染区大气汞平均浓度为15000 ng•m-3，轻污染区为120 ng•m-3，对照区为24 ng•m-3。务川矿区地表水体的总汞含量的变化范围为43-2100 ng•L-1，总甲基汞含量变化范围为0.30-1.1 ng•L-1；垢溪、老屋场地区地表水体总汞含量的变化范围为92-2300 ng•L-1，总甲基汞含量变化范围为2.6-7.9 ng•L-1，地表水体显示了极强的甲基化能力。颗粒态汞占地表水体总汞含量的绝大部分比例，是矿区地表水体汞迁移的主要方式；而甲基汞则以溶解态为主。务川汞矿区土壤总汞含量的变化范围为1.3-360 mg•kg-1，垢溪、老屋场地区土壤总汞含量的变化范围为0.18-47.5 mg•kg-1，土壤剖面表层土壤汞的富集表明大气汞的沉降是土壤汞的重要来源，而土壤pH、有机质含量和土地利用类型影响着土壤中汞的迁移和富集。 3. 务川汞矿区土法炼汞工人尿汞含量的平均值高达1060 g•g-1 Cr，铜仁垢溪地区炼汞工人尿汞含量的平均值为347 g•g-1 Cr，铜仁老屋场地区炼汞工人尿汞含量的平均值为917 g•g-1 Cr，土法炼汞工人尿汞平均含量远远超过世界卫生组织规定的职业暴露人群的最大允许值-50 g•g-1 Cr，说明土法炼汞工人遭受严重的汞蒸气暴露。部分土法炼汞工人已经表现出轻度慢性汞中毒的症状，其肾脏已经遭受到一定程度的损伤。铜仁垢溪地区一般居民尿汞的平均值为40.0 g•g-1 Cr，铜仁老屋场地区一般居民尿汞含量的平均值为66.2 g•g-1 Cr，万山汞矿区大水溪居民尿汞含量的平均值为56.9 g•g-1 Cr，说明土法炼汞地区一般居民也遭受一定的汞蒸气暴露。对照区人群尿汞含量的平均值为1.30 g•g-1 Cr，万山下场溪村居民尿汞含量的平均值为2.5 g•g-1 Cr，其尿汞水平与对照组接近。 4. 食用大米是汞矿区居民甲基汞暴露的主要途径。万山汞矿区大水溪、下场溪和报溪3个村庄居民头发总汞含量的几何平均值分别为7.3、1.9和2.3 g•g-1，而头发甲基汞的平均含量分别为2.8、1.3和1.5 g•g-1，说明万山汞矿区居民存在一定程度的汞暴露。3个村庄居民食用大米总汞的平均含量分别为58.5、21.3和33.1 ng•g-1，大米甲基汞的平均含量分别为14.6、5.7和4.0 ng•g-1。居民食用的蔬菜、猪肉和饮水也表现出很高的总汞含量，但是甲基汞含量很低。3个村庄居民食用大米的摄入量占总甲基汞摄入量的平均比例分别为97.5%、94.1%和93.5%，且不同参与者每日通过食用大米的甲基汞摄入量和对应的头发甲基汞含量之间存在显著的相关关系 (r=0.65, p<0.01)，这证实了居民头发甲基汞的来源确实是食用大米，食用大米是汞矿区居民甲基汞暴露的主要途径。 5. 铜仁垢溪、老屋场地区炼汞工人头发甲基汞的平均含量分别为5.05 g•g-1（2.35-10.6 g•g-1）和5.63 g•g-1（2.54-9.55 g•g-1），而一般居民头发甲基汞的平均含量分别为3.53 g•g-1（1.87-5.65 g•g-1）和4.01 g•g-1（2.29-9.23 g•g-1）。万山汞矿区大水溪、下场溪和报溪3个村庄居民头发甲基汞的平均含量分别为2.8、1.3和1.5 g•g-1。务川汞矿区土法炼汞工人和居民的头发甲基汞含量的变化范围为0.47-5.69 μg•g-1。对照组头发甲基汞的平均含量为0.65 g•g-1，变化范围为0.26¬-1.38 g•g-1。食用大米甲基汞摄入量的估算表明，铜仁垢溪和老屋场地区部分居民的甲基汞摄入量已经超过世界卫生组织2003年制定的标准-0.23 g•d-1•kg-1，汞矿区大部分人群的甲基汞摄入量超过了美国环保局的推荐值－0.1 g•d-1•kg-1 (USEPA, 1997)，而对照区居民的甲基汞摄入量均没有超过这一推荐值，表明铜仁垢溪和老屋场地区居民存在一定的甲基汞暴露风险，而其他汞矿区人群也存在通过食用大米暴露甲基汞的潜在风险。

侧面抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为~1%。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4+∶YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4+∶YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。

Energy transfer between Cr3+ and Ni2+ in transparent silicate glass ceramics containing Cr3+/Ni2+ co-doped ZnAl2O4 nanocrystals

The emission intensity of Ni2+ at 1200 nm in transparent ZnO-Al2O3-SiO2 glass ceramics containing ZnAl2O4 nanocrystals is improved approximately 8 times by Cr3+ codoping with 532 nm excitation. This enhanced emission could be attributed to an efficient energy transfer from Cr3+ to Ni2+, which is confirmed by time-resolved emission spectra. The energy transfer efficiency is estimated to be 57% and the energy transfer mechanism is also discussed. (C) 2008 Optical Society of America.

Infrared (1.2-1.6 mu m) luminescence in Yb, Cr : YAG with 940 nm diode pumping

Infrared (1.2-1.6 mum) luminescence in a yttrium aluminium garnet (YAG) crystal, co-doped with Yb (10 at.%) and Cr (0.05 at.%) ions, was investigated under CW laser diode pumping (lambda = 940 nm). The Cr4+ emission band was observed with its peak at 1.35 mum and measured to be about 6% with respect to Yb3+ IR luminescence (lambda = 1.03 mum). Analysis of the crystal absorption and luminescence spectra allows one to conclude that Yb3+-Cr4+ energy transfer is a mechanism responsible for the B-3(2)(T-3(2))-B-3(1)((3)A(2)) emission of Cr4+ ions. This crystal is promising as an efficient source of the near infrared emission. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Systematic investigation on the influence of the As-4 flux on the magnetic property of (In,Cr)As quantum dots

We study the structure, optical and magnetic characteristics of self-assembled (In,Cr) As diluted magnetic semiconductor quantum dots as a function of the As-4 flux. Increasing the surface energy by increasing the As4 pressure leads to a smaller number of larger dots for a higher As-4 flux. The remanent magnetization measured at 5K also increases with increasing As-4 flux, which is attributed to the enhancement of the effective Cr content due to the As-4-rich condition. We explore the possibility of tailoring magnetism by controlling the As-4/In flux ratio without changing the Cr concentration. Furthermore, extremely low-density QDs have also been successfully grown. Copyright (C) EPLA, 2008

Assembly of the transition metal substituted polyoxometalates ZnW11M(H2O)O-39(n-) (M = Mn, Cu, Fe, Co, Cr, Ni, Zn) on 4-aminobenzoic acid modified glassy carbon electrode and their electrochemical study

Through layer-by-layer assembly, a series of undecatungstozincates monosubstituted by first-row transition metals, ZnW11M(H2O)O-39(n-) (M=Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu. or Zn) were first successfully immobilized on a 4-aminobenzoic acid modified glassy carbon electrode surface. The electrochemical behaviors of these polyoxometalates were investigated. They exhibit some special properties in the films different from those in homogeneous aqueous solution. The Cu-centered reaction mechanism in the ZnW11Cu multilayer film was described. The electrocatalytic behaviors of these multilayer film electrodes to the reduction of H2O2 and BrO3- were comparatively studied.

Investigation on Depth of Heat Affected Zone of Discharge Spot by High Repetitive Rate YAG Laser-Induced Discharge Texturing

It is known that the press formability and the elongation of laser textured sheet are improved, and the service life of textured roll is longer than that of the un-textured roll due to hardening of the treated surface. One of the goals to develop high repetitive rate YAG laser-induced discharge texturing (LIDT) is to get deeper hardening zone. By observing and measuring cross-section of LIDT spots in different discharge conditions, it is found that the single-crater, which is formed by the discharge conditions of anode, which is covered by an oil film and with rectangular current waveform, has the most depth of heat affected zone (HAZ) comparing with other crater shapes when discharge energy is the same. The depth of HAZ is mainly depends on pulse duration when the discharge spot is single-crater. The results are analyzed.

YAG激光毛化技术进展

二十世纪八十年代，当比利时冶金研究中心(CRM)开发出CO_2激光毛化冷轧辊技术后，尝试用YAG激光进行轧辊毛化一直吸引着众多的研究者，这是因为YAG(1.06μm)激光波长比CO_2(10.6μm)激光波长短一个量级，材料对YAG激光有更高的吸收率，并用YAG激光可以聚焦到更小的光斑尺寸，同时使用电信号驱动的声光开关技术便于对毛化分布进行可设定控制。但是用传统声光调制的YAG激光虽然可以碇以很高的脉冲频率(>30kHz)，但单脉冲有量仅为10mJ左右，难以达到辊面毛化粗糙度的要求，因此人们认为YAG激光用于毛化的主要困难是脉冲能量太小。

YAG激光诱导放电表面离散强化形貌实验研究

实验研究了YAG激光诱导放电(LGD)表面离散强化形貌,包括强化点的表面形貌和横截面形貌.利用放电过程中的电弧压力,对强化点表面进行造型.大电流、倾斜放电容易将熔凝物吹起形成凹坑和突起,表面起伏更加明显,而小电流、垂直放电则能得到平坦的表面,有利于增大强化深度.随脉冲宽度的增加,强化点的径深比逐渐变小,在相同强化深度下,小电流、长脉冲宽度可以获得小径深比、厚深状的强化点,而大电流、短脉冲宽度可以获得大径深比、扁平状的强化点.在现有实验条件下,在电流150 A,脉冲宽度9.83 ms下得到最大强化深度为 0.479 mm,径深比为3.9

激光二极管抽运的国产Yb:YAG陶瓷激光器

研究了国产Yb:YAG陶瓷的激光输出特性。激光器采用激光二极管(LD)纵向同轴抽运Yb:YAG陶瓷样品,样品的掺杂原子数分数为1%,一端面镀940 nm和1030 nm双增透膜,另一端面镀1030 nm增透膜,激光器在1031 nm处获得了近红外激光输出。实验中分别测试了Yb:YAG陶瓷在不同输出透射率(T=4%,8%,10%)条件下的激光输出特性。整个实验过程中,激光器维持基横模运转。当输出透射率为10%,吸收的抽运功率为9 W时,激光器获得最大的激光输出功率为1.63 W,相应的斜率效率为23.2%。

激光二极管端面抽运Nd∶YVO4固体激光器热致光束畸变非对称的平衡

由于a轴切割Nd∶YVO4晶体的非对称性,使得激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO4固体激光器不同于Nd∶YAG激光器,输出的激光经常产生非对称结果。用有限元法分析激光二极管端面抽运a轴切割Nd∶YVO4固体激光器的晶体热效应,包括温度分布、内部应力和产生的形变。分析结果表明端面抽运a轴切割Nd∶YVO4晶体产生了椭球热透镜效应。从结构方面和抽运方面提出了热透镜非对称性的平衡方法,实验验证了方法的可行性。

大功率准连续Nd：YAG陶瓷激光器研究

采用侧面环绕均匀排布的紧凑型抽运结构，实现了激光二极管阵列侧向抽运Nd：YAG陶瓷激光器高效率激光输出。理论计算得到谐振腔输出镜的最佳输出耦合透射率为22．2％，并在输出耦合镜透射率为22％的条件下，用掺杂原子数分数为1％，尺寸为拓φ5mm×75mm的Nd：YAG陶瓷棒，获得了平均功率大于230W的准连续1064nm激光输出，其光光效率和斜率效率分别高达52．4％和61％。并测得输出激光脉冲宽度为160μs，光谱线宽略小于0．8nm，光束发散角为16mrad。实验结果显示，Nd：YAG陶瓷激光器输出功率N