岩矿测试

1982年创刊   双月刊

ISSN  0254-5357    CN  11-2131/TD

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2022, 41(3): 0-0  
[PDF 7164KB](11)
摘要:
进展与评述
镉同位素分馏及其在示踪土壤镉来源和迁移转化过程中的应用进展
万丹, 陈玖斌, 张婷, 安宇宸, 帅旺财
2022, 41(3): 341-352   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110090142
[摘要](206) [HTML 全文](25) [PDF 4582KB](8)
摘要:
土壤镉污染已成为危害人体健康的主要因素之一,要实现精准、快速和有效地防治土壤镉污染,首先必须厘清土壤中镉的来源及其迁移转化行为。近年来,随着镉同位素分析技术的进步及其分馏机制认识的深入,镉同位素在土壤镉示踪中展示出了巨大的应用潜力。本文在前人研究的基础上,归纳了土壤样品镉同位素分析前处理方法以及测试技术的研究进展。对于基质复杂的土壤样品,高温高压密闭消解和微波消解可以满足其镉同位素测试要求。在分离纯化镉回收率足够、干扰元素去除彻底的情况下,应用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)分析镉同位素并采用标准-样品匹配法、外标法或双稀释剂法进行质量歧视校正,均可获得较高精度的土壤镉同位素组成数据。同时,本文概括了土壤多个潜在镉源的镉同位素组成以及典型过程(风化淋滤、吸附、沉淀/共沉淀、络合)镉同位素分馏方向与程度。结合最新研究成果,总结了镉同位素在示踪土壤镉来源及其迁移转化过程中的应用。在未来的工作中,需进一步开发和优化高精度镉同位素分析方法,建立土壤镉同位素指纹图谱,揭示土壤多组分、多界面过程中的镉同位素分馏机制和特征。
土壤中微塑料的吸附迁移及老化作用对污染物环境行为的影响研究进展
胡婷婷, 陈家玮
2022, 41(3): 353-363   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202202180024
[摘要](217) [HTML 全文](17) [PDF 35764KB](10)
摘要:
微塑料(粒径小于5mm的塑料颗粒),由于其自身较强的迁移特性及对环境污染物较强的亲和力,会引发严重生态风险,受到广泛关注。微塑料可以通过地膜破损、垃圾填埋和大气沉降等方式汇集在土壤中。土壤中的微塑料不仅会向下迁移,吸附富集共存的污染物,还会在表生地球化学作用下发生老化,对环境安全造成更大的威胁。本文基于近年文献重点综述了土壤环境中微塑料的吸附迁移行为以及老化作用对污染物环境行为的影响。结果表明:①微塑料在土壤中的迁移行为受到其自身理化性质(大小、形状及官能团)及土壤环境条件的影响;②微塑料可以吸附携带外部环境污染物迁移,从而改变污染物在环境中的归宿与生物可利用性;③老化作用会改变微塑料理化性质,影响微塑料的吸附与迁移能力,加速内源污染物的释放,其中有机污染物邻苯二甲酸酯释放的浓度范围约为50.3~6660ng/g,常见重金属Pb2+的释放浓度范围约为5.1~81.4μg/g。本文建议今后应加强三方面研究工作:①不同土壤环境中多因素耦合条件下,开展微塑料与环境污染物的相互作用机制研究,特别是不同土壤介质及环境因素对污染物在微塑料上的吸附/解吸/迁移行为的影响。②通过实验模拟手段,研究环境中不同老化作用对微塑料性质和环境行为的影响。③加强微塑料内源污染物在不同环境中的释放研究,揭示老化作用对内源污染物释放行为的影响。
分析测试技术
悬乳体进样-电感耦合等离子体质谱法测定油菜籽中的毒性低温元素砷锑镉铊
董淑霞, 谢宁宁, 韩继庆, 熊俊彪, 吴少尉
2022, 41(3): 364-373   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202109250127
[摘要](100) [HTML 全文](17) [PDF 115331KB](5)
摘要:
油菜籽品质及重金属污染程度直接关系到人类健康,对油菜籽中As、Sb、Cd和Tl等有毒元素含量进行监测有助于对食用油生产原材料的提前监控。避开强酸消解前处理的繁琐,为了实现快速测定菜籽中As、Sb、Cd和Tl等易挥发有毒元素的准确含量,以及解决粮油食品脂肪含量高对前处理的挑战,本文采用一种悬浮-乳化协同制样技术,详细考察了影响悬浮-乳化的诸多条件,制得均匀稳定的悬浮-乳化试液(Slurry-Emulsion Solution,SES)体系。在进样效率高的电热蒸发器(ETV)中,优化程序升温参数和改进剂硝酸钯的用量,SES直接进样,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了油菜籽中As、Sb、Cd和Tl。该方法对As、Sb、Cd和Tl的相对标准偏差(RSD)分别为10.1%、8.8%、8.9%、6.4% [c=0.5%(m/V),n=5]。在最佳实验条件下,As、Sb、Cd和Tl检出限(3σ)分别为40.0ng/L、20.0ng/L、50.0ng/L和10.0ng/L,对应原始固体样品的检出限(3σ)分别为8.0ng/g、4.0ng/g、10.0ng/g和2.0ng/g。菜籽样品中As、Sb、Cd和Tl含量的测定范围分别在50.4~90.5ng/g、28.0~59.9ng/g、51.3~69.1ng/g、91.3~216.6ng/g。本文建立的悬浮-乳化协同处理高油脂含量菜籽的分析方法简便快速、成本低,充分发挥ETV进样优势,助推了ETV-ICP-MS固体进样分析应用。
微波消解-高分辨电感耦合等离子体质谱法测定土壤中8种金属元素
李晓云, 王羽, 金婵, 张林娟, 王建强
2022, 41(3): 374-383   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202106090073
[摘要](79) [HTML 全文](16) [PDF 10141KB](7)
摘要:
微波消解结合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是土壤样品中金属元素测定的常用方法,其前处理可以采用不同的消解体系,但是消解体系对分析结果的准确性影响较大。此外,应用ICP-MS测定某些元素时干扰的存在会影响结果的准确性。基于上述问题,本文优选三个酸体系微波消解溶样,采用高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)测定土壤样品中8种金属元素(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd和U)的含量,对比研究了由不同用量硝酸、盐酸、氢氟酸混合组成的三个酸消解体系对国家土壤标准物质的消解效果,确定了最优前处理方法。结果表明:经国家土壤标准物质验证,采用HR-ICP-MS检测,在不需要干扰校正的情况下,酸体系Ⅰ(6mL硝酸+3mL盐酸+3mL氢氟酸)和酸体系Ⅱ(2mL硝酸+6mL盐酸+1mL氢氟酸)的测定值与标准值相吻合,方法检出限为0.001~0.715μg/g,精密度(RSD,n=6)小于7.0%。从消解情况、准确度和精密度比较,酸体系Ⅰ稍优于酸体系Ⅱ;从酸用量比较,酸体系Ⅱ酸用量最少。两种酸体系的样品处理方法均具有较高的适用性和可靠性,都可用于土壤样品中8种金属元素含量的直接测定。
全国土壤污染状况详查重金属元素可提取态提取试剂的选择
熊英, 王亚平, 韩张雄, 董亚妮, 蒋俊平
2022, 41(3): 384-393   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202004130045
[摘要](55) [HTML 全文](16) [PDF 1963KB](6)
摘要:
土壤重金属元素可提取态是衡量其生物有效性的重要指标,但其含量随着土壤酸碱性等环境条件的变化而改变,在提取土壤重金属元素可提取态时,不可避免地面临着提取剂与提取方法的选择。中国有关土壤重金属元素可提取态的标准分析方法或技术规范涉及的提取剂多达7种(pH=5.8盐酸溶液、0.1mol/L盐酸溶液、0.43±0.02mol/L硝酸溶液、0.11mol/L乙酸溶液、1mol/L硝酸铵溶液、0.005mol/L DTPA浸提剂、0.01mol/L氯化钙溶液),不同学者对不同提取剂有不同的研究结论,对于通用提取剂的系统研究未见报道。本文选择代表性农耕土壤样品,采用以上7种提取剂提取其中8种重金属元素(镉镍铜锌铬铅砷汞),电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镉铬铜铅锌镍含量,原子荧光光谱法(AFS)测定砷和汞含量,对比了7种提取剂对各重金属元素的提取率,并研究了土壤酸碱性质对重金属元素提取率的影响。结果表明:①稀酸溶液对土壤重金属元素的提取率较高,且与土壤的酸碱性无关;② 1mol/L硝酸铵溶液虽然对镉的提取能力表征了镉在酸性土壤中的活性远大于碱性土壤的特点,但其对碱性土壤中铅的提取率大于镉;③DTPA提取剂对各重金属元素(尤其是铅、铜、锌)的提取率均显著高于0.01mol/L氯化钙溶液,且提取率随土壤酸碱性质的变化不显著;④0.01mol/L氯化钙溶液对镉的提取率最高,且与土壤酸碱性质密切相关,是土壤重金属元素可提取态较为理想的通用提取剂。
超高效液相色谱-串联质谱法同时测定水体中37种典型抗生素
营娇龙, 秦晓鹏, 郎杭, 郭健一, 熊玲, 张占昊, 刘菲
2022, 41(3): 394-403   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111060168
[摘要](81) [HTML 全文](16) [PDF 2923KB](2)
摘要:
目前抗生素的环境检出受到人们的广泛关注,但能够同时测试地表水和地下水中七大类抗生素的方法仍较为缺乏。本文采用超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱法(UPLC-MS/MS),建立了同时测定地表水和地下水中磺胺类、四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、氯霉素类、β-内酰胺类和其他类共七大类37种抗生素的分析方法。该方法对水中抗生素有较好的富集作用及灵敏度,检出限为0.6~10.6ng/L,基质加标回收率大多为60%~130%。采用本方法测定了北京市永定河地表水、潮白河地表水及潮白河流域地下水中的抗生素。结果表明:永定河地表水中以磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类为主,检出率分别为88.9%、55.6%和33.3%,其中氧氟沙星的最大值为111.9ng/L;潮白河地表水中磺胺类、喹诺酮类和氯霉素类抗生素的检出率均为100%,其中替米考星的浓度高达71.6ng/L;潮白河流域地下水中以磺胺类、喹诺酮类和β-内酰胺类抗生素为主,检出率分别为66.7%、55.6%和22.2%,磺胺嘧啶的最大值为69.3ng/L。污水处理厂附近样品中抗生素的检出率及浓度均明显高于其他点位。本研究建立的方法简单、快速、准确,为地表水和地下水中的抗生素监测提供方法支撑,为水资源的合理利用及水中新污染物的治理提供了科学依据。
过硫酸钠修复土壤中多环芳烃的准确测定
杨清
2022, 41(3): 404-411   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110130148
[摘要](72) [HTML 全文](16) [PDF 3149KB](1)
摘要:
多环芳烃(PAHs)是一类具有致癌、致突变、致畸的碳氢化合物,具有较高的辛醇-水分配系数,易被土壤颗粒吸附而影响环境和人体健康。过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法是近些年来国内外修复PAHs污染土壤较为常用的方法,但现阶段在测定修复后土壤中PAHs含量、进行土壤修复效果评估时亟待解决的问题是:经该方法修复的土壤,若土壤中残留有过硫酸钠,在样品前处理过程中由于提取温度较高,可能会进一步加速多环芳烃的氧化反应,从而影响土壤中PAHs的准确测定。本文建立了一种在修复后土壤中加入还原剂抗坏血酸,与残留的过硫酸钠反应生成脱氢抗坏血酸,采用索氏提取结合气相色谱-质谱法(GC-MS)同时测定土壤中16种PAHs的方法,PAHs加标回收率为76.2%~110.0%。而修复后土壤若不加还原剂直接进行索氏提取,用GC-MS测定,可能会使部分PAHs及替代物的测定不准确,PAHs加标回收率仅为6.0%~72.4%。通过对比分析表明,在样品提取前加入还原剂,可以有效地消除残留过硫酸钠的影响,提高测定修复后土壤中PAHs含量的准确性。
有益有害物质分布与影响因素
四川昭觉县中部乡镇表层土壤硒地球化学特征
赵辰, 孙彬彬, 贺灵, 吴超, 成晓梦, 曾道明, 刘冬
2022, 41(3): 412-426   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111250185
[摘要](74) [HTML 全文](19) [PDF 5648KB](5)
摘要:
硒元素是人体必需的微量元素之一,食用富硒农产品是人体获取和补充硒元素的主要途径,调查区域硒地球化学特征是有效地利用富硒土地资源以及开发富硒农副产品的重要依据。本文选择四川省昭觉县域内较为重要的农耕乡镇采集表层土壤样品,采用原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱法等方法测定1328件土壤、19件玉米及20件土豆中硒等地球化学指标含量,利用相关分析与统计学等方法,结合距离加权反比插值法,探讨研究区硒含量、分布和影响因素等地球化学特征,评价土壤与作物的富硒情况及安全性。结果表明:①研究区表层土壤硒含量范围为0.04~1.50mg/kg,平均值为0.33mg/kg,划定富硒土壤面积为7.23km2,占全区土壤面积的30.31%,玄武岩发育的土壤硒含量最高,平均值为0.4mg/kg,表明区内地质背景与土壤硒含量密切相关,区内富硒土壤主要受含玄武岩夹苦橄岩、凝灰质砂泥岩的峨眉山玄武岩组地层控制;②不同的用地类型和土壤类型对硒元素的富集能力不同,人为农业活动导致土壤对硒的吸附能力下降,黄棕壤土层中黏粒或铁氧化物等易与硒结合富集;酸性土壤中硒含量与pH值成反比;土壤有机质与硒含量呈显著的正相关;土壤质地对硒含量具有一定的控制作用;③富硒土壤产出的玉米和土豆富硒率极低。研究结果认为昭觉县在开发利用富硒土壤时,旱地与水田等农耕区应及时补充有机肥并调节土壤酸碱度,并积极利用富硒资源开发其他农业产品。
西藏山南市乃东区土壤硒分布特征及影响因素
次仁旺堆, 多吉卫色, 索朗次仁, 尼玛次仁, 边巴次仁, 平措朗杰
2022, 41(3): 427-436   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202201100006
[摘要](51) [HTML 全文](16) [PDF 19917KB](3)
摘要:
硒是动物和人体所必需的微量元素之一,其丰缺与人和动植物的健康有着密切关系。近年来研究成果表明西藏缺硒土壤主要分布在雅鲁藏布江(简称“雅江”)以北地区,而雅江以南存在土壤全硒含量较高且面积较大区域。西藏山南市乃东区位于青藏高原中南部雅江流域,为雅鲁藏布江流域重要的农业区,也是西藏粮仓之一。本文以西藏山南市乃东区为研究对象,采用原子荧光光谱法(AFS)等方法测定了研究区1022件表层土壤、30组青稞籽实样及根系土壤样品中的硒等元素含量;同时对西藏山南市乃东区雅江两侧农用地及周边牧草地、林地表层土壤硒的分布特征和影响因素进行了研究。结果表明:雅江北侧土壤硒含量算术平均值为0.14mg/kg,接近西藏土壤硒含量平均值0.15mg/kg;雅江南侧土壤硒含量算术平均值为0.30mg/kg,高于西藏土壤硒含量平均值的一倍,略高于中国土壤硒含量平均值0.29mg/kg。乃东调查区不同土地利用类型土壤硒含量的平均值由大到小为:耕地(0.24mg/kg)>牧草地(0.22mg/kg)>林地(0.19mg/kg)。研究结果显示乃东调查区雅江两侧土壤硒含量差异较大;土壤硒元素含量除了受地质背景影响外,还与土壤酸碱度(pH)、有机质等因素有关。随着土壤中有机质含量上升,土壤硒含量明显升高;而随着土壤酸碱度的升高,土壤硒含量变低。此外雅江南侧存在富硒土壤,建议当地充分利用富硒土壤,研究不同品种的农作物对硒的吸收特征,通过农田养分管理,提高土壤中硒的有效性,促进当地发展富硒产业。
四川成都市唐昌镇土壤硒分布特征及影响因素
龚仓, 王亮, 王顺祥, 王德伟, 陆海川, 张志翔, 江凌云, 严步青, 熊韬, 刘玖芬
2022, 41(3): 437-450   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111180179
[摘要](55) [HTML 全文](17) [PDF 92669KB](4)
摘要:
硒是人体必须的微量元素之一,食用含硒农产品是人体获取硒元素的重要途径。调查土壤硒的含量特征、划定富硒区、查明硒空间分布和迁移富集的影响因素,对富硒土地资源利用和富硒农产品开发具有重要意义。本文选择成都市唐昌镇采集土壤样品,采用原子荧光光谱法(AAS)和电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)等方法测定土壤中的Se、As、总有机碳(TOC)等组分含量和pH值,运用方差分析、相关性分析、地理探测器等方法对土壤硒含量、分布特征及影响因素进行探讨。结果表明:①研究区土壤硒含量范围为0.082~1.10mg/kg,平均含量为0.337mg/kg,分别是成都市、四川省和全国土壤硒平均含量的1.47、4.02和1.16倍;②全镇99.2%的土壤硒呈足硒及富硒状态,且土壤硒含量随着深度增加总体呈降低趋势,空间分布上,高硒区整体呈北西向带状分布于战旗、柏木、大云和竹林等村落;③相关性分析表明土壤Pb、Cr、Ni、Cd、Hg、As、总钾(TK)、总氮(TN)、pH、TOC和海拔高度对土壤硒的富集迁移均有极为显著(P < 0.01)的影响,但影响程度不一;④地理探测器的因子探测发现,TOC对表层土壤硒的空间变异独立解释能力最大(0.29),Zn次之(0.18),第三是Cd(0.16);交互探测发现,土壤TOC与其他17种影响因子交互作用的解释程度均在0.30以上,是表层土壤硒空间分异的主导因素。
再生水入渗区典型抗生素分布特征与地下水微生物群落影响因素研究
郭子宁, 王旭升, 向师正, 胡桐搏, 刘菲, 关翔宇
2022, 41(3): 451-462   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111040163
[摘要](139) [HTML 全文](17) [PDF 3797KB](3)
摘要:
再生水入渗携带的抗生素污染是地下水污染的来源之一,已经成为城市地下水资源的安全中不可忽视的问题。抗生素对复杂和脆弱地下水环境中的微生物群落及其功能的影响值得关注。本研究基于利用16S rRNA基因高通量测序方法,对3月和9月两个月份再生水渗入区城市地下水中微生物群落结构进行分析。结合现场调查测试和室内分析,测得样品中离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、F-、Cl-、SO42-、NO3-、NO2-、HCO3-、CO32-)浓度,并采用超高效液相色谱-串联质谱技术测得主要的抗生素浓度(环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、莫西沙星、磺胺吡啶和磺胺醋酰),对研究区地下水环境中微生物群落结构及与环境因子的响应规律进行探讨。结果表明:①研究区内3月份地下水中抗生素浓度要高于9月份整体抗生素浓度,以磺胺醋酰和环丙沙星为主,此外除了季节因素外,人类活动可能是影响抗生素分布的又一因素;②微生物群落主要由变形菌门(Proteobacteria,81.04%),其次是拟杆菌门(Bacteroidota,7.60%)、厚壁菌门(Firmicutes,4.21%)等组成。三氮(NH4+、NO3-、NO2-、)和抗生素是影响研究区内微生物群落结构的重要影响因素,不同抗生素对微生物群落影响存在差异,其中磺胺吡啶、诺氟沙星、氧氟沙星和莫西沙星对微生物的影响最大,环丙沙星和磺胺醋酰的影响程度较小;③共现性网络分析发现有占据优势的两个功能群与抗生素有较高的连结度,即抗生素对该研究区内主要的微生物功能群及其功能存在潜在的影响。本研究可为认识抗生素对地下水微生物群落的影响机制以及生态风险提供帮助。
生态风险与健康评价
西南典型地下河系统无机-有机指标特征及健康风险评价
朱丹尼, 周长松, 李军, 邹胜章, 卢海平, 樊连杰, 林永生
2022, 41(3): 463-475   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202201310018
[摘要](49) [HTML 全文](13) [PDF 101126KB](2)
摘要:
岩溶地下水为全球约25%的人口提供饮用水源,地下河作为主要岩溶地下水类型,是中国西南岩溶区重要供水水源,掌握其水质污染状况及人体健康风险,对岩溶区水资源保护与安全用水具有重要意义。本文以广西桂林会仙狮子岩地下河系统为例,采集地下河水样品22组(无机和有机样品各11组),采用电感耦合等离子体质谱、离子色谱、气相色谱-质谱等方法测定11项无机离子、10项金属元素及41项有机指标的质量浓度,运用单指标污染标准指数法、健康风险评价模型揭示了研究区无机与有机指标分布、污染及健康风险。结果表明:①狮子岩地下河水中无机超标指标有NH4+(1.33倍)、Fe(1.2倍)、Al(1.5倍)和Mn(1.01倍),超标点多位于地下河排泄区;检出18项有机物,其中挥发性有机物(VOCs)、半挥发性有机物(SVOCs)和有机氯农药(OCPs)检出率分别为18.75%、30.77%和91.67%,研究区存在普遍的农药残留(49.14~109.83ng/L)。②与地下水对照值相比,研究区受到10项无机指标的轻度~中度污染、14项有机指标的轻度污染,个别采样点受到NO3-、Fe、Al和Mn的较严重~严重污染,一处采样点遭受苯并[a]芘的极严重污染。③经饮用水和皮肤接触两种途径暴露的非致癌健康风险(成人9.98×10-3a-1,儿童1.09×10-2a-1)和致癌健康风险(成人1.33×10-7a-1,儿童2.82×10-7a-1)均在可接受范围内。本文认为研究区存在不同程度的无机和有机污染,但污染物指标对人体暂不构成非致癌和致癌健康风险。
内蒙古包头市固阳县某铁矿区周边土壤多元素测定与健康风险评价
王昌宇, 李永利, 周文辉, 毛磊, 卢震, 胡浩远, 杜鑫, 边鹏, 高琪
2022, 41(3): 476-487   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202109270129
[摘要](77) [HTML 全文](17) [PDF 97506KB](6)
摘要:
矿产的开发利用会向周边土壤释放重金属元素,当人体摄入或接触受污染的土壤则可能会产生健康危害。铁矿是中国分布最为广泛的矿种之一,但前人对铁矿区土壤重金属健康风险的研究较少,尤其是干旱区铁矿。干旱区生态脆弱,修复困难,因此需要更加科学地对土壤加强管理。本文以内蒙古包头市固阳县某铁矿区为研究对象,采集表层土壤101件,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法和原子荧光光谱法测定了土壤中的重金属含量,研究元素的特征,并利用健康风险评价法评价重金属对人体的健康危害,提出土壤污染筛选值。结果显示:①研究区土壤中Cu、Cr、Ni变异系数大于0.5,平均含量明显高于河套平原背景值;②Cu的高值区主要分布于尾矿库与选矿厂周边,Cr、Ni的高值区主要分布于基岩山区;③健康风险评价结果表明各元素的危害商(HQ)均小于1,由大到小顺序为As>Cr>Ni>Cu>Cd>Zn>Hg,总危害商(HI)的平均值为0.542,有1个点HI大于1,位于矿区南部基岩区,Cr、Ni、As的贡献率分别为59%、25%、15%,总致癌风险指数(CR)均小于10-4;④基于人体健康计算提出研究区土壤Cr、Ni、As的污染筛选值为541、579、32.8mg/kg。本研究揭示了:①研究区Cr、Ni主要受到成土母质影响,Cu主要受到选矿活动影响;②土壤重金属总体上健康危害较低,受成土母质影响较大,但仍需关注尾矿库周边污染元素的累积情况,并避免经口摄入污染物;③不同地区或不同类型的铁矿中的伴生元素不同,仍需对各气候分区内不同类型的铁矿进一步开展研究。
赣南北部黄陂河流域离子型稀土矿地区水质与健康风险评价
刘斯文, 黄园英, 赵文博, 魏吉鑫, 徐春丽, 马嘉宝, 刘久臣, 黄采文
2022, 41(3): 488-498   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111080170
[摘要](91) [HTML 全文](16) [PDF 70429KB](2)
摘要:
水质安全和健康是保障中国赣南老区乡村振兴发展的重要因素。赣南离子型稀土矿长期开发利用,导致浸矿剂和矿体中重金属元素等危害人体健康的物质进入水循环系统,给周边乡村饮用水卫生安全带来了潜在风险。目前,针对当地复垦后稀土矿及周边地区水质和健康风险缺乏系统调查评价,本文以《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)为评价依据,选择赣南北部黄陂河流域典型离子型稀土矿及周边的水体开展调查研究,采用电感耦合等离子体发射光谱/质谱等技术测定锰、镉等元素含量,采用水质指数(WQI)、危害商(HQ)、致癌风险(CR)评价了锰和铅等9种指标及其健康风险。结果表明:地表水中的异常指标有氨氮(平均值750μg/L)、锰(平均值207μg/L),地下水中的异常指标有氨氮(平均值4533μg/L)、锰(平均值4009μg/L);世界卫生组织(WHO)公布的Ⅰ类致癌物砷在地表水及地下水均未见异常。WQI显示研究区内85.7%的地表水适宜饮用。地表水及地下水中氨氮的HQ平均值< 1,对人类健康没有不良影响;地下水中锰的HQ平均值>1,可能会对人类健康产生不良影响。地表水及地下水中致癌元素砷的CR值分布区间为10-6~10-4,致癌风险在可接受范围之内。建议相关部门在稀土矿复垦评估中,关注水体氨氮及重金属元素状况,加强所在流域水体锰元素的协同监测。
北京市再生水灌区地下水中典型全氟化合物的分布现状及生态风险
陈典, 张照荷, 赵微, 李俊, 焦杏春
2022, 41(3): 499-510   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202111300190
[摘要](99) [HTML 全文](19) [PDF 144066KB](1)
摘要:
全氟化合物(PFCs)是一种新型持久性有机污染物,因具有持久性、生物蓄积性和高毒性而受到广泛关注。目前关于河流、污水、湖泊等地表水体中PFCs污染状况的研究较多,而地下水PFCs的相关研究相对较少。本文以北京市再生水灌区为例,探讨了典型PFCs化合物在地下水中的含量、分布及其生态风险,并重点关注了灌区内某垃圾填埋场周边地下水PFCs的影响。使用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法分析了2020年5~6月采集自北京市再生水灌区的52个地下水样品,结果表明灌区地下水中不同程度地检出包括全氟羧酸(PFCAs)和全氟磺酸(PFSAs)在内的10种目标PFCs化合物,浓度范围为1.07~24.19ng/L, 其中以全氟正丁酸(PFBA)、全氟正辛酸(PFOA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)三类单体的检出浓度最高,平均浓度分别为2.94±2.42ng/L、2.88±3.45ng/L和1.15±2.05ng/L。与来自氟化学工业园的地下水相比,本研究区地下水中∑PFCs浓度明显偏低,这与本研究区观测井多处于农田区域有关。PFCs在浅井(< 50m)与深井(>50m)中的浓度随着井深的增加有明显下降趋势。此外,从全区地下水PFCs的空间分布来看,垃圾填埋场周边的地下水PFCs浓度明显偏高,并随着与垃圾填埋场的距离增加而显著降低,说明垃圾填埋场对周围地下水PFCs的污染具有一定影响。通过计算PFOA、全氟辛基磺酸盐(PFOS)和PFBA的风险商得知,该垃圾填埋场对周边环境尚未构成生态风险,但鉴于地下水PFCs的隐蔽性与持久性,建议继续给予定期监测与评估。
标准物质研究
沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质研制
田芹, 佟玲, 安子怡, 许春雪, 孙慧中, 刁金玲
2022, 41(3): 511-520   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110130149
[摘要](113) [HTML 全文](21) [PDF 19785KB](2)
摘要:
多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)具有致畸、致癌、致突变效应,是优先控制的污染物。污染调查和治理对策的制定依赖于精准的分析测试数据,而标准物质是数据质量控制的重要保证,然而目前现有的相关标准物质无法满足实际需要。本文针对中国主要湖泊和河流分布特点,以及污染特征及沉积物调查现状,严格按照《国家一级标准物质技术规范》(JJF 1006—1994)和《地质分析标准物质的研制规范》(JJF 1646—2017),研制了适合中国环境监测和科学研究需求的多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯分析沉积物标准物质4个。研制过程中,为解决有机化合物标准物质的稳定性技术难点,考察了60Co灭菌和温度对有机化合物稳定性的影响,评估了长期稳定性和短期稳定性,结果表明样品稳定性良好。针对沉积物样品基体复杂的特点,采用不同的提取和净化技术,建立合理的量值溯源链,利用传统的液相色谱法、气相色谱电子捕获器法、气相色谱-质谱法和气相色谱-同位素稀释质谱法等多种分析方法,完成了9家实验室的协作定值。定值指标包括16种多环芳烃、3种有机氯农药和3种多氯联苯,含量范围为8.0ng/g~5.7μg/g,可以满足多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯同时分析的质量保证与质量控制的要求。该系列标准物质已被批准为国家一级标准物质(编号GBW07352~GBW07355),可用于分析方法验证、实验室质量控制、实验室分析能力考核等方面的需要。
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