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地下水中痕量汞的形态分布与迁移机制
1
作者
皮坤福
王焰新
+2 位作者
LIU Juewen
杨雅楠
PHILIPPE Van Cappellen
《水文地质工程地质》
北大核心
2025年第2期1-13,I0001-I0004,共17页
精确测定地下水中不同形态汞(Hg)的浓度变化,对于深入解析汞的迁移转化机制及其对水生态安全构成的潜在风险具有重要意义。然而,这一基础性研究工作目前面临挑战,瓶颈问题在于缺乏一种兼具高灵敏度、高可靠性且适宜现场快速部署的检测技...
精确测定地下水中不同形态汞(Hg)的浓度变化,对于深入解析汞的迁移转化机制及其对水生态安全构成的潜在风险具有重要意义。然而,这一基础性研究工作目前面临挑战,瓶颈问题在于缺乏一种兼具高灵敏度、高可靠性且适宜现场快速部署的检测技术,以实现对地下水中超痕量Hg(II)的精准监测。鉴于此,文章介绍了基于脱氧核糖核酸(DNA)传感材料的新型检测手段,并深入探究了两种生物传感方法的可行性及优劣:其一是利用DNA功能化水凝胶直接检测地下水中的Hg(II);其二则是通过结合薄膜扩散梯度技术(DGT)与DNA传感元件,构建DNA-DGT传感器,实现Hg(II)的即时采样与检测。通过对来自加拿大格兰德河流域具有多种水文地球化学特征的地下水进行测试,发现DNA功能化水凝胶能够快速检测溶解态Hg(II),但不适用于低浓度Hg(II)(<1.60μg/L),而DNA-DGT传感器可以根据测试时长捕获不同浓度的超痕量Hg(II)形态。进一步结合DNA-DGT传感器检测和水文地球化学计算对地下水中Hg(II)形态进行量化分析,发现温度、pH值、Cl^(-)和溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)对痕量Hg(II)的形态分布、扩散效率及迁移能力产生显著影响。结合水文地球化学模拟分析,DNA-DGT测量结果揭示了Hg(II)的迁移转化过程与地下水中硫的氧化还原循环存在密切关联。研究强调了运用高灵敏度、便于现场部署的生物传感方法监测低浓度Hg(II),对于认识地下水中汞的迁移转化规律及其对安全供水构成的潜在威胁具有重要意义。
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关键词
汞
生物纳米传感
地下水污染
原位检测
水文地球化学模拟
迁移转化
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职称材料
题名
地下水中痕量汞的形态分布与迁移机制
1
作者
皮坤福
王焰新
LIU Juewen
杨雅楠
PHILIPPE Van Cappellen
机构
中国地质
大学
(武汉)
环境
学院/地下水质与健康教育部重点实验室
滑铁卢大学地球与环境科学系生态水文学研究组
滑铁卢
大学
化学
系
/纳米技术
研究
所
出处
《水文地质工程地质》
北大核心
2025年第2期1-13,I0001-I0004,共17页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3708001)
111计划(B18049)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费(CUG230614)
加拿大自然科学与工程研究委员会战略合作伙伴项目(STPGP 507070)。
文摘
精确测定地下水中不同形态汞(Hg)的浓度变化,对于深入解析汞的迁移转化机制及其对水生态安全构成的潜在风险具有重要意义。然而,这一基础性研究工作目前面临挑战,瓶颈问题在于缺乏一种兼具高灵敏度、高可靠性且适宜现场快速部署的检测技术,以实现对地下水中超痕量Hg(II)的精准监测。鉴于此,文章介绍了基于脱氧核糖核酸(DNA)传感材料的新型检测手段,并深入探究了两种生物传感方法的可行性及优劣:其一是利用DNA功能化水凝胶直接检测地下水中的Hg(II);其二则是通过结合薄膜扩散梯度技术(DGT)与DNA传感元件,构建DNA-DGT传感器,实现Hg(II)的即时采样与检测。通过对来自加拿大格兰德河流域具有多种水文地球化学特征的地下水进行测试,发现DNA功能化水凝胶能够快速检测溶解态Hg(II),但不适用于低浓度Hg(II)(<1.60μg/L),而DNA-DGT传感器可以根据测试时长捕获不同浓度的超痕量Hg(II)形态。进一步结合DNA-DGT传感器检测和水文地球化学计算对地下水中Hg(II)形态进行量化分析,发现温度、pH值、Cl^(-)和溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)对痕量Hg(II)的形态分布、扩散效率及迁移能力产生显著影响。结合水文地球化学模拟分析,DNA-DGT测量结果揭示了Hg(II)的迁移转化过程与地下水中硫的氧化还原循环存在密切关联。研究强调了运用高灵敏度、便于现场部署的生物传感方法监测低浓度Hg(II),对于认识地下水中汞的迁移转化规律及其对安全供水构成的潜在威胁具有重要意义。
关键词
汞
生物纳米传感
地下水污染
原位检测
水文地球化学模拟
迁移转化
Keywords
mercury
bionanosensing
groundwater pollution
in-situ monitoring
hydrogeochemical modeling
mobilization
分类号
P641.12 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
地下水中痕量汞的形态分布与迁移机制
皮坤福
王焰新
LIU Juewen
杨雅楠
PHILIPPE Van Cappellen
《水文地质工程地质》
北大核心
2025
0
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职称材料
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