环境和生物样品中痕量双酚A的分析方法
王晓春, 刘晓端, 杨永亮, 李刚, 徐清, 焦杏春, 罗松光, 李奇
作为环境类内分泌干扰物之一,双酚A由于被广泛作为化工原料使用而对环境和人类健康产生了严重的危害。文章对近年来国内外环境及生物样品中残留双酚A的最新前处理及检测技术的研究进展进行了综述。除常规前处理技术外,还介绍了包括搅拌棒吸附萃取及分子印迹等新型分离、富集技术在双酚A提取中的应用;另外,在着重介绍双酚A的色谱-质谱分析技术的基础上,对免疫分析、传感器检测和光学检测在双酚A检测中的应用也进行了详细报道。展望双酚A分析的发展趋势,二级串联质谱由于具有比其他分析方法更低的检出限,因此将会成为检测环境及生物样品中痕量双酚A的最具潜力的手段之一;研制价格低廉、重现性好、高通量的微型化、便携式、自动化仪器将是在线快速分析双酚A的另一个主要发展方向。
关键词: 双酚A;, 样品前处理;, 检测技术;, 环境和生物样品
沈阳细河沿岸土壤中重金属垂直分布特征与形态分析
王晓春, 路国慧, 刘晓端, 何俊, 汤奇峰, 徐清, 刘久臣, 罗松光, 杨永亮*
研究了沈阳细河沿岸翟家、彰驿和黄腊坨地区13个土壤剖面样品中重金属的垂直分布特征,对土壤环境危害较大的3种重金属元素Cd、Hg、As进行了重点分析。采用改进的Tessier连续萃取法研究了5个表层土壤中7种重金属元素的形态分布。研究表明土壤重金属元素形态分布具有以下特点:As、Cu、Cr、Zn和Pb主要以残渣态存在;Cd主要以离子交换态存在,残渣态所占的比例较低,表明表层土壤中Cd的活动性较强,容易迁移进入生态食物链。大部分样品中Hg以残渣态为主。除Cd外,土壤中其余6种重金属的可交换态含量都比较低。7种重金属的潜在迁移能力顺序为:Cd>Hg>Pb>Zn>Cr>Cu>As。
关键词: 土壤;, 重金属;, 垂直分布;, 形态分析;, 沈阳细河
长白山表层土壤中有机氯农药和多氯联苯的海拔高度分布特征
万奎元, 杨永亮, 薛源, 武振艳, 朱晓华, 吴学丽, 王晓春, 罗松光
吉林省洁净地区长白山表层土壤中有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)总体上污染较轻,但高于一些其他地区。表层土壤的OCPs和PCBs表现出明显的随海拔高度增大的趋势,初步显示了高山冷凝捕集效应的影响。长白山旅游地区表层土壤受到轻微HCHs和DDTs的污染(平均值分别为12.4 ng/g和12.3 ng/g)。长白山附近较低海拔地区表层土壤中OCPs含量要略高一些,表明农业活动逐渐增大。HCHs和DDTs都未超过国家土壤环境质量标准的一级,但个别地点DDTs可能对鸟类和土壤生物具有一定的潜在生态风险。不排除在个别采样点有林丹和三氯杀螨醇被使用的可能性。长白山及附近地区表层土壤样品中∑7PCBs含量为7.3~31.9 ng/g,平均17.2 ng/g。PCBs污染主要集中在海拔1450 m和1800 m处。7种PCBs异构体的含量依次为:PCB 28>PCB 52>PCB 180>PCB 138>PCB 101>PCB 153>PCB 118。
关键词: 长白山, 表层土壤, 有机氯农药, 多氯联苯, 高山冷凝效应
放射性同位素定年技术在崇明岛潮滩沉积速率上的应用研究
汤奇峰, 黄园英, 刘久臣, 徐清, 王晓春, 谭科艳, 刘晓端
选取崇明岛北侧由东至西4个潮滩沉积柱,分析137Cs、226Ra和210Pb放射性比活度,应用210Pb和137Cs放射性同位素定年方法计算崇明岛潮滩沉积物沉积速率。对于东西两端,210Pb方法测得速率分别为3.08 cm/a和2.34 cm/a,而137Cs测得速率分别为6.19 cm/a和2.06 cm/a。结果表明,137Cs定年方法计算出的潮滩沉积速率普遍大于210Pb方法结果,但两者反映了相同的速率规律。崇明岛主力生长方向为东和东北,西侧沉积作用相对较弱,表现出"东快西慢"的特点。沉积纵向上,1954年以来,自下而上沉积速率逐渐减缓。
关键词: 210Pb, 137Cs, 放射性同位素定年, 沉积速率, 潮滩沉积物, 崇明岛
沈阳市细河周边农田土壤和大气中有机氯农药和多氯联苯初步研究
薛源, 杨永亮, 万奎元, 吴学丽, 朱晓华, 王晓春, 罗松光
在2010年5月调查了沈阳市细河沿岸表层土壤中有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)的污染现状,评价土壤中OCPs残留的生态风险。沈阳细河沿岸表层土壤中HCHs浓度范围分别为2.32~15.90 ng/g,平均浓度为8.99 ng/g。DDTs浓度范围分别为9.06~111.6 ng/g,平均浓度为37.08 ng/g。7种PCBs异构体总平均浓度为1.01 ng/g,大部分采样点OCPs和PCBs未超过国家土壤环境质量标准,推断近期可能有林丹的使用但没有新的DDTs污染源输入,但个别地点土壤中的DDTs残留浓度对生态系统健康构成了潜在的威胁。大气蒸汽态HCHs浓度为18.97 ng/m3;DDTs浓度为42.27 ng/m3;PCBs浓度为20.59 ng/m3。研究表明大气长距离传输对该区域的OCPs污染也有较为明显的影响。初步运用逸度概念模型进行分析,发现HCHs和DDTs的逸出方向为从土壤向大气挥发。
关键词: 有机氯农药, , 多氯联苯, , 土壤, , 大气, , 逸度, , 细河
应用单体碳同位素技术探析农田土壤中多环芳烃的植物降解过程
焦杏春, 王广, 叶传永, 曹红英, 王晓春, 杨永亮, 刘晓端
长期以来, 研究者在探讨土壤中多环芳烃(PAHs)的降解及修复过程中, 缺乏简便有效的手段对化合物的降解动态进行定量研究。前人尝试用投加实验、对比采用降解措施前后污染物的浓度变化、模型计算等方法研究PAHs的降解过程, 其结果常互相矛盾, 或不能真实反映复杂的实际环境。本文应用单体碳同位素技术对农田土壤中多环芳烃的植物降解过程进行定量表征, 采集了某地农田表土作为供试土壤, 选择玉米作为供试作物, 开展了作物对土壤中PAHs降解及消除过程的研究。气相色谱-质谱分析结果表明, 培养所用的玉米原始土及分4批收集的空白土、根际土、非根际土样品中16种PAHs的浓度总和(∑PAHs)平均分别为380.8 ng/g、(281.5±34.7) ng/g、(272.2±11.6) ng/g和(299.8±37.9) ng/g; 玉米生长期间, 各土壤样品的∑PAHs均比原始土壤有所下降, 但除3环化合物(苊烯、苊、芴、菲、蒽)外, 其他化合物并未随玉米的生长表现出显著趋势。与玉米根、叶倾向于富集低环PAHs化合物相对应, 可以判断植物对土壤中的低环化合物去除作用最为显著。各采样时期玉米根际土、非根际土和空白土壤样品中多环芳烃单体化合物的碳同位素分馏值(δ13C)在-34.31‰~-23.95‰之间, 且除芘外的其他化合物的δ13C值随时间呈现逐步变轻的趋势, 波动值位于-0.6‰~-9.0‰之间; 本文对于PAHs单体化合物, 尤其是4、5环化合物, 在玉米降解过程中的碳同位素分馏与浓度变化之间未发现明显关系。考虑3环以下的PAHs化合物更倾向于被降解和清除, 且其碳、氢同位素分馏情况更容易被观察到, 因此稳定同位素分析更有助于探明该类单体多环芳烃污染物在环境中的迁移、转化规律。
关键词: 单体碳同位素技术, 农田土壤, 多环芳烃, 植物降解, 同位素分馏
样品前处理过程中多环芳烃的稳定碳同位素分馏
焦杏春, 王 广, 叶传永, 刘晓端, 杨永亮, 王晓春
利用多环芳烃标准样品连续和穿插进样相结合的方式,检验了气相色谱-燃烧-同位素比质谱仪(GC-C-IRMS)测定多环芳烃单体碳同位素比值(δ13C)的稳定性和准确性,观察了测定过程中色谱柱的分离效果。结果表明,出峰面积和分离程度是影响化合物δ13C平行性的主要原因。通过多次实验,分析了样品前处理过程中多环芳烃各个化合物稳定碳同位素的分馏情况,包括凝胶渗透色谱(GPC)和硅胶柱等净化过程,以及旋转蒸发和氮气吹扫等浓缩过程。实验表明,各前处理过程中样品内多环芳烃的稳定碳同位素分馏均不明显,其中硅胶柱净化过程相比GPC过程对样品中多环芳烃的δ13C影响较大,但总体上仍未超过未处理标样δ13C值的2倍标准偏差范围。旋转蒸发和氮吹过程对样品中多环芳烃的δ13C影响程度相当,都位于未处理标样δ13C值1倍标准偏差以内的水平。
关键词: 多环芳烃, 样品前处理, 稳定碳同位素, 分馏
纳米铁还原脱氮动力学及其影响因素
黄园英, 秦臻, 刘丹丹, 王晓春
饮用水中硝酸盐(NO-3)对人体健康有危害。为了去除水溶液中NO-3,在实验室制得纳米铁颗粒。它的粒径为20~40 nm,比表面积(BET)为49.16 m2/g。本研究通过批实验考察了纳米铁对NO-3还原脱氮动力学性质和影响NO-3脱氮快慢的主要因素,如反应pH、纳米铁投加量和NO-3起始浓度。实验结果表明,pH越低越有利于NO-3还原。在一定范围内,NO-3还原速率随纳米铁投加量增加而增大,而随NO-3起始浓度升高而降低,反应遵循准一级反应动力学方程,表面吸附和氧化还原反应是纳米铁对NO-3脱氮的主要去除机理。纳米铁对NO-3还原过程中可能反应的途径进行了讨论,NO-3还原产物取决于反应条件。在本研究条件下,纳米铁对NO-3脱氮的最终产物主要为NH+4-N而不是N2,必须进行更多的研究来解决这一问题。
关键词: 纳米铁, , 硝酸盐, , 去除率, , 脱氮
环境中溴系阻燃剂六溴环十二烷的水平及分析进展
焦杏春, 路国慧, 王晓春, 杨永亮
六溴环十二烷(HBCDs)是一种添加型溴系阻燃剂,被广泛应用于建筑隔热材料、纺织用品及少量电子产品中。2006年欧盟、国际公约等组织相继停止生产和使用多溴联苯醚后,HBCDs也曾在某些用途中作为替代品使用。在各环境介质中,空气和水体是HBCDs的主要释放空间。点源附近的环境介质中通常能够检测出较高浓度的HBCDs,远高于没有明显点源的地区。工业合成的HBCDs以γ-HBCD异构体为主,大多数生物体内的HBCDs以α-HBCD所占比例最大,可能与化合物结构、环境条件及生物代谢过程等均有关。气相色谱-质谱分析技术对HBCDs有较高的检测灵敏度,但由于HBCDs存在热重排、热降解等现象,使得化合物的异构体分析受限。液相色谱-质谱分析技术弥补了上述缺陷,不但可以区分HBCDs化合物的对映与非对映异构体结构,还可以借助串联质谱(MS/MS)联用技术降低化合物的检出限。文章综述了环境中HBCDs的水平及分析进展,认为在HBCDs的立体结构以及各异构体之间的转化过程和转化条件等方面有很大的探索空间,指出在环境背景区开展HBCDs的环境行为、演变趋势、控制措施及替代技术研究,是今后应该深入研究的领域。
关键词: 溴系阻燃剂, 六溴环十二烷, 立体异构体, 环境介质, 环境行为
科学钻探工程中的随钻实时流体分析
唐力君, 王晓春, 王健, 李迎春, 王广
随钻实时流体分析是科学钻探重要组成部分,已成为科学钻探的标准配置之一,在国内外多个科学钻探工程中实施,获得了许多重要科学认识。随钻实时流体分析主要是在线测定气体浓度,实时监测钻探工程及其对流体影响,提供大量可靠的、其他方法难以得到的地学参数,建立流体地球化学剖面,测定流体同位素组成,并开展流体变化、气体识别和异常研究,研究流体来源及与地质活动关系。本文介绍了随钻流体分析的应用现状和实例,已成为科学钻探中必需的子工程之一。初步归纳随钻流体分析中主要组分的变化规律。随着科学钻探研究对象范围的逐渐扩大,随钻流体分析的应用前景也将扩大,而且已有半商业的钻探工程采用该项工作,表明随钻流体分析的重要性和实际意义。文章提出,随钻流体分析配备的分析仪器、分析流程的长期稳定性、野外现场的可靠性需要不断改进。
关键词: 随钻流体分析, 科学钻探, 应用前景

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