预臭氧化对四种藻类细胞及有机物氯化消毒过程中挥发性消毒副产物形成的影响研究

推荐：研究人员针对预臭氧化处理对藻类细胞及有机物在氯化消毒过程中挥发性消毒副产物（DBPs）形成的影响展开研究。通过系统实验，揭示了预臭氧化对DBPs生成的调控机制，为优化饮用水消毒工艺、降低健康风险提供了重要理论依据。该研究对保障饮用水安全具有重要意义。

　　

汞（Hg）作为一种全球性污染物，因其长距离大气传输、高毒性（尤其是甲基汞MeHg）以及在食物链中的强生物放大效应，对人类健康和生态系统构成严重威胁。尽管国际社会通过《Minamata汞公约》等努力减少汞排放，但森林生态系统作为重要的汞汇，其汞沉积动态及环境控制机制仍不清楚。特别是凋落物汞沉积作为森林汞输入的主要途径（占总量80%），其响应大气汞浓度变化的规律尚不明确，这严重制约了对公约实施效果的评估。

瑞典农业科学大学（Swedish University of Agricultural Sciences）的研究团队在《Environmental Pollution》发表了一项长达14年（1987-2000年）的观测研究。该研究以北欧 boreal 森林为对象，通过系统分析针叶、枝条、球果等凋落物组分的汞浓度及沉积通量，结合大气汞浓度监测数据，揭示了 boreal 森林汞循环的独特规律。研究采用标准化凋落物收集陷阱（0.5×0.5m）进行双季节采样，使用直接汞分析仪（DMA-80 Tricell）测定总汞浓度，并整合欧洲大气汞监测网络（EMEP）数据开展趋势分析。

3.1 凋落物组分汞浓度特征
研究发现挪威云杉（Picea abies）各组分汞浓度均显著高于欧洲赤松（Pinus sylvestris）。枝条汞浓度最高（云杉枝达204.9±20.6 μg kg^-1），球果最低（松果仅13.6±9.4 μg kg^-1）。非生长季"其他物质"（含地衣、树皮等）汞浓度（130.5±49.5 μg kg^-1）显著高于生长季，表明非气孔途径（如表面吸附）对汞累积的重要贡献。

3.2 凋落物汞沉积通量
年均汞沉积通量稳定在11.7±1.8 μg m^-2 yr^-1，未随大气汞浓度41%的下降而减少。非叶凋落物（枝+球果+其他物质）贡献率达56%，其中枝条单独贡献32%，颠覆了传统认为叶凋落物主导汞沉积的认知。非生长季汞通量是生长季的1.7倍，主要源于凋落物生物量的季节差异。

3.3 时间趋势与驱动因素
云杉针叶和松针汞浓度分别下降26%和22%，与大气GEM（气态元素汞）浓度下降显著相关（r²=0.51-0.75）。但非叶组分汞浓度无显著趋势，其长期组织驻留时间（枝条可达数十年）可能缓冲了大气变化的影响。PCA分析显示降水与生长季针叶汞浓度正相关，可能通过调节气孔导度影响汞吸收。

3.4 生物调控的核心作用
尽管针叶汞浓度下降，但其生物量年际变异（CV=16.6%）抵消了浓度效应；而非叶组分通量变异（CV=30.2%）主导总通量波动。这种生物调控机制解释了为何大气汞下降未导致沉积通量减少，凸显 boreal 森林汞循环的特殊性。

该研究首次揭示 boreal 森林凋落物汞沉积对大气汞下降的"缓冲效应"，阐明非叶凋落物的关键作用。这一发现对准确评估《Minamata公约》实施效果具有里程碑意义——单纯监测大气汞浓度不足以预测生态系统汞输入变化，必须结合凋落物组分长期监测。研究为建立包含生物调控参数的全球汞模型提供了实证基础，同时提示气候变化可能通过改变凋落物生产进一步影响汞循环。这些认识对制定北极圈等脆弱生态区的汞管理策略具有重要指导价值。