封管法制备有机碳稳定同位素样品存在的问题和改进

有机碳稳定同位素的高精度测定是利用地质样品有机碳同位素研究气候和植被变化等的基础。通过实验发现低有机碳含量样品同位素测定误差相对较大,其中样品收集过程是主要的影响因素之一。本文针对这个问题,主要从杂质气体干扰入手,在一步冷冻分离CO_2和H_2O,或分步冷冻分离CO2和H2O的收集方法,以及改变收样管体积三方面进行条件实验研究,讨论了封管法制备有机碳稳定同位素样品气体收集过程对有机碳稳定同位素组成的影响。结果表明:(1)CO_2气体的纯化收集是封管法制备有机碳稳定同位素样品的一个重要步骤,收集时杂质气体含量越高,对样品有机碳稳定同位素组成的影响越大;(2)在相同的杂质气体背景条件下,与一步冷冻分离CO_2和H_2O的方法相比,分步冷冻CO2和H2O的方法能够显著减小杂质气体对有机碳稳定同位素测定的影响;(3)小体积收样管能够显著提高有机碳稳定同位素样品的离子流强度,进而提高低有机碳含量样品的稳定碳同位素测定精度。     

混合酸浸提—原子吸收法测定土壤中铜

建立了混合酸浸提对土壤样品进行前处理,并运用空气-乙炔火焰原子吸收法(FAAS)分析土壤中铜的方法。结果表明:最佳前处理条件为混合酸HNO 3+HCl(1+1),浸提温度100℃,浸提时间120 min。该方法前处理简单,测定快速、结果准确,同时经多次进行加标试验验证,其结果样品测定相对标准偏差为2.2%,其回收率为95%~101%,方法可行,应用于土壤样品的微量元素分析。     

稳定碳同位素技术在多环芳烃源解析中的应用进展

多环芳烃是广泛存在于环境中的具有"三致"效应的有机污染物,环境中的多环芳烃来源复杂,传统溯源方法受到环境中降解作用影响,具有较大局限性,而稳定碳同位素技术在多环芳烃源解析中具有较好的应用。该文通过文献综述,梳理比较了多环芳烃单体稳定碳同位素样品提取、净化、洗脱等前处理方法的优缺点,分析了选择不同内标物和分析柱进行样品分析的精确度;阐述了在实验室分析过程中以及环境中可能发生的稳定碳同位素分馏效应;通过相关研究案例分析,总结了稳定碳同位素技术在大气颗粒物、土壤和沉积物等环境样品源解析中的应用可行性。结果表明,稳定碳同位素在特定污染源中组成确定,且具有在污染物迁移和转化过程中不发生显著变化的特点,稳定碳同位素技术能较好应用于多环芳烃源解析,与其他方法结合使用,可以更好地解决复杂样品的溯源问题。     

海洋沉积物样品中重金属测定方法探讨

采用HNO3—HCl—HF消化体系,采用微波消解法消解沉积物样品,用原子吸收光谱法对海洋沉积物标准物质及样品中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr进行了实样检测,并对样品前处理方法和检测条件进行了探讨与优化。结果表明,本试验方法简便、快捷、准确可靠,测定结果的加标回收率和相对标准偏差均在较理想的范围内。     

植物的非传统稳定同位素前处理及测定技术研究进展

一直以来植物都是多领域的研究重点,随着非传统稳定同位素的不断发展,植物非传统稳定同位素研究日益增加。但因植物样品中有机物含量高,同位素分馏复杂,样品前处理及测定中存在诸多难题。本文对植物样品非传统稳定同位素工作中常用的前处理方法和测定技术进行了总结。综述了直接萃取法、湿法消解和高温灰化法的原理、操作和优缺点;以K、Ca、Mg、Fe、B等典型非传统稳定同位素为例介绍了非传统稳定同位素常用测定技术,旨在为植物样品的非传统稳定同位素测定进行梳理,最后对其应用方向和测试方法的发展方向进行了展望。     

微波消解-ICP-MS同时测定海洋沉积物中50种元素

海洋沉积物样品经微波消解处理后,使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定其中50种元素,以空白溶液和海洋沉积物标准物质做两点标准曲线,优化了微波消解条件,确定了待测元素分析同位素及内标元素、仪器测定模式。结果表明,绝大部分待测元素检出限在0.1 μg/g以下,各待测元素相对标准偏差为1.2%～12.4%。通过分析海洋沉积物国家标准物质,测定值和认定值吻合,实际样品各元素加标回收率为81.0%～118.1%。本方法能同时分析海洋沉积物中50种元素,具有极低的检出限,前处理方便、高效,且分解效果好,非常适合小批量海洋沉积物样品的快速分析。     

用正交设计法选择原子吸收测定的最佳工作条件

用正交设计法选择原子吸收测定的最佳工作条件谢采文（沈阳市沈河区环保监测站）目前，用原子吸收方法对样品中的几十种金属元素进行直接测定，已成为各分析领域中方便、快速的标准分析方法．要想获得准确可靠的结果，必须做好两部分工作：一是样品的前处理，二是将原子吸...     

土壤中铜铅锌镉含量的测定

土壤中铜、铅、锌、镉的测定中，样品的前处理是关键。该文采用两种消化方法对混合标准土壤样品进行预处理，采用原子吸收分光光度法进行测定，在仪器最佳工作条件下，获得了满意的测定结果。     

河流溶解无机碳浓度及其稳定碳同位素特征的研究进展

河流是天然无机碳循环的重要通道。溶解无机碳(DIC)约占据河流碳通量的50%,近几十年来,分析DIC浓度及其稳定碳同位素特征已成为示踪碳来源、追踪碳循环、指示碳动态变化的有效方法和重要技术指标。介绍了DIC稳定碳同位素的测定方法,比较了不同的前处理方法,提出了稳定碳同位素的分析方法,总结了河流DIC浓度及其稳定碳同位素的组成特征,分析了影响河流DIC浓度及δ¹³C_DIC的重要因素,包括岩石风化作用、季节效应、土地利用类型、水生光合作用与脱气作用和人类活动。在此基础上,提出了稳定碳同位素技术的应用前景,对稳定碳同位素技术存在的问题进行了分析和展望,可为我国DIC的碳循环过程以及河水补给端元的确定提供理论依据。     

微波消解-原子荧光法测定海洋沉积物中As的研究

研究了微波消解海洋沉积物中的As,在比较几种不同的酸消解体系后,得到适合海洋沉积物分析的酸消解体系.与传统的湿法消解比较,测试结果无显著性差异.微波消解具有快速高效、试剂用量少、空白值低、样品不易挥发等优点,已成为海洋沉积物样品前处理的有效手段.     

不同预处理干燥方法对海洋沉积物磷形态提取的影响

以采集于茅尾海五个典型区域表层沉积物为例,对比了冷冻干燥,恒温烘干和自然风干等三种预处理干燥方法对海洋沉积物磷形态提取及其生物有效性评价的影响。结果表明:长时间的风干前处理过程促进了沉积物磷化合物微生物降解转化为无机磷（IP）,导致风干样品的IP和总磷（TP）浓度最高。不同预处理干燥方法对沉积物各形态磷的影响程度不同,冻干样品中有机磷（OP）浓度最高,烘干样品中可交换态磷（Ex-P）浓度最高,风干样品中铁结合态磷（Fe-P）浓度最高。由于自生磷灰石磷（Ca-P）和原生碎屑磷（De-P）化学性质稳定,提取浓度随干燥方法的变化趋势不明显。相比其他两种方法,冷冻干燥能较为真实地反映海洋沉积物不同形态磷的组成特征,是比较理想的样品干燥方法。相关性分析表明,除了Ca-P之外,不同预处理干燥方法对沉积物中Ex-P、Fe-P、De-P和OP提取的影响是整体性的,并非是由个别样品的变化所导致。风干样品中生物有效磷（BAP）浓度高于其他两种预处理方法,但单因素方差分析显示这三种预处理干燥方法对评价茅尾海潮间带表层沉积物潜在的BAP无显著性差异。     

碳同位素与油气物源示踪

根据碳同位素在自然界的分布、碳同位素的深度效应及测向运移的同位素分馏作用、碳同位素与母质类型和成熟度的关系、热模拟实验中的联同位素变化、有机质中碳同位素的逆转现象、费-托合成反应中的碳同位素分馏、大量幔源岩石中联同位素富12C特征的发现等，指出了造成碳同仁素分馏作用的因素太多，因而把碳同位素作为油气物源的示踪剂存在诸多的不确定性，在应用时宜与氧同位素资料结合考虑并注意碳同位素的储库效应，才可望正确判别油气的物质来源。     

长江口滨岸带潮滩沉积物中菲的吸附特征

以菲为多环芳烃的代表物,对长江口滨岸带潮滩沉积物进行吸附实验,并研究不同盐度、营养盐和温度条件下和不同沉积物组分对吸附的影响.结果表明,Freundlich吸附等温线能较好的拟合实验值,其KFr值与各样点TOC含量变化趋势一致,而非线性特征随样品TOC含量升高及吸附能力的增强而降低.盐度对吸附略有影响,而对于TOC含量...     

农业活动干扰下地下水无机碳循环过程研究

为准确识别浅层地下水污染来源及污染过程,选择我国北方某集约化蔬菜种植基地浅层地下水作为研究对象,借助水化学组成、氢氧同位素以及溶解性无机碳(DIC)碳同位素组成,探讨浅层地下水来源以及DIC来源和迁移转化特征.结果表明:浅层地下水阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主,沿地下水流向,水化学类型由HCO₃^?-Ca²⁺-Mg²⁺型转变为HCO₃^--SO₄^2--Mg²⁺-Ca²⁺型;浅层地下水δD组成范围为-69.6‰~-52.7‰,均值为-63.5‰,δ¹⁸O组成范围为-9.29‰~-6.80‰,均值为-8.45‰.大气降水是浅层地下水重要补给来源,靠近河水的浅层地下水还接受地表水的补给;浅层地下水δ¹³C_DIC组成范围为-11.76‰~-5.85‰,均值为-10.43‰.浅层地下水DIC来源包括土壤CO₂、碳酸盐矿物以及有机质分解.河水DIC侧渗对局部浅层地下水DIC碳同位素造成影响,化学肥料引起的酸性物质参与碳酸盐矿物风化作用以及浅层地下水CO₂去气作用对地下水δ¹³C_DIC组成产生影响,在利用DIC碳同位素识别地下水污染来源时需要引起重视.     

Enhancing the total organic carbon measurement efficiency for water samples containing suspended solids using alkaline and ultrasonic pretreatment methods

In this study,we investigated the effect of sample pretreatments(ultrasonication and alkaline extraction) on total organic carbon(TOC) measurements for water samples containing suspended solids(SS) of four different origins(algae,soil,sewage sludge,and leaf litter) to more clearly assess the impact of particulate organic carbon(POC) in water.The effects each of ultrasonication(power,pulse,etc.) and alkaline extraction condition(concentration,time,etc.) on the TOC recovery and precision were investigated,and the results were compared with those of a new sample pre treatment method combining both methods.Alkaline treatment(0.01 mol/L NaOH) showed higher precision than ultrasonication(100/5 on/off pulse),and notably,the differences among the measured TOC values in samples of different origins were also further reduced in the alkaline treatment.This suggests that the ultrasonic pretreatment results can be mainly attributed to the increase in POC recovery through particle size reduction,whereas the alkaline treatment results are achieved through the enhancement of POC solubilization.It is also particularly noteworthy that a higher TOC recovery of 87.6%±7.4% with a higher precision of 8.4%could be obtained using the combined method,compared to each treatment(ultrasonic:TOC recovery 34.7%,relative standard deviation 63.1%;alkaline:49.6% and 23.0%,respectively).Thus,simultaneous pretreatment with ultrasonication and alkaline extraction is expected to increase the oxidation rate of organic matter and the homogeneity of the samples,minimizing the loss of POC measurement values,and thereby improving the reliability of the TOC measurements of water samples containing SS.     

活性焦对垃圾渗滤液中难降解有机物的吸附及影响因素研究

垃圾渗滤液经预处理后与城市污水混合进行生物处理是较为有效的方法,但垃圾渗滤液中含大量难降解有机物,严重影响了城镇污水处理厂出水COD.因此,需强化垃圾渗滤液预处理过程,使其适用于生物处理.本研究采用活性焦吸附某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液,发现活性焦对垃圾渗滤液中COD、色度、恶臭、TOC、TN等均具有良好的处理效果.通过对吸附性能的影响因素研究发现,活性焦种类、投加量、p H和吸附时间均会影响吸附效果,最佳活性焦投加量为20 g·L~(-1),酸性条件更有利于吸附,渗滤液中COD的去除主要发生在吸附过程的前1 h.活性焦吸附可提高垃圾渗滤液的可生化性,主要吸附垃圾渗滤液中难降解芳香族大分子有机物,其中,对溶解性有机物中疏水性有机酸组分的吸附效果最佳,使其出水适用于生物处理,从而保证污水处理厂COD可以稳定达标排放.     

海洋沉积物有机碳分析方法中干燥预处理过程人为误差的发现及其意义

以1个新鲜的半远洋沉积样品(来自南海陆坡)和2个新鲜的近海沉积样品(来自中国青岛胶州湾)为例,针对目前国际通用沉积物有机碳检测方法的样品前处理过程进行了一系列的实验.发现用冷冻真空干燥法替代目前流行使用的热烘干法,所有的3个样品的有机碳含量值都比使用烘干法所得值高出20%以上.通过运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对热烘干步骤的蒸发物进行检测,证实了其中有机碳的存在并显示了其组成成份.另一方面,不同干燥时间的冷冻真空干燥对比实验则证实了该方法没有造成有机碳的损失.基于这些结果,认为在目前的国际通用沉积物有机碳检测方法中存在着较大的系统误差(＞20%),这个误差是由样品前处理中的热烘干步骤所造成的,而采用冷冻真空干燥的方法可以有效地消除这一误差.因此,建议修改现有的国际通用测定方法:前处理过程中用冷冻真空干燥法取代热烘干法.同时,鉴于这一误差的重要性,对已发表的科学文献中的有机碳数据,以及基于这些数据而推导的科研结论等都可能有必要进行重新审查或验证.     

A 60-year sedimentary record of natural and anthropogenic impacts on Lake Chenghai, China

Recent sediments from Lake Chenghai, China, were investigated at high temporal resolution to trace both natural and anthropogenic effects on the lake using total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), organic phosphorus (P_o), inorganic phosphorus (P_i) and organic carbon and nitrogen stable isotopes (δ¹³C_org and δ¹⁵N) in a ¹³⁷Cs-dated sediment core. The results indicated that the sedimentary record covers the last 60 years, during which the lake had undergone apparent changes in nutrient sources and productivity in response to nutrient loading. Prior to the late 1980s, the nutrient contents in sediments mainly originated from algae and lake productivity was relatively stable. Since the late 1980s, increasing TOC, TN and TP concentrations together with the change of δ¹³C_org and δ¹⁵N suggested anthropogenic perturbations in nutrient loading and lake productivity. Endogenic nutrients derived from algae and anthropogenic inputs were two important sources of sedimentary nutrients. The anthropogenic nutrients mainly originated from the discharge of industrial wastewater and artificial cultivation of Spirulina after the middle 1980s, and domestic wastewater discharged from Yongsheng County since 1993.     

中宁枸杞土壤碳组分分布特征及其空间异质性

以中宁枸杞林地为研究区,采用100 m×100 m网格方式采集耕层土壤样品(0~20 cm)119个,利用经典统计和地统计相结合的方法对土壤碳组分空间变异性进行研究.经典统计表明土壤总碳、无机碳、有机碳、活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳的平均含量分别为28.74、18.72、10.09、1.81、1.48和0.73 g·kg-1.总碳、无机碳变异系数分别为7.69%和9.13%,属弱变异.有机碳、活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳变异系数介于14.77%~52.05%,呈中等变异性.地统计结果表明总碳和有机碳的块金值和基台值的比值分别为48.99%和34.35%,在空间上呈中等相关性.无机碳、活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳块金值和基台值的比值分别为8.17%、0.25%、12.18%和0.08%,均小于25%,在空间上呈强烈的相关性.根据普通克里格插值图可以看出,土壤总碳、有机碳、中活性有机碳与高活性有机碳分布大致相似,从东南向西北方向逐渐升高.无机碳和活性有机碳在空间上呈现不规则岛状分布.     

胞外碳酸酐酶对湖泊微藻稳定碳同位素组成的影响

本文以红枫湖、百花湖和阿哈水库中的微藻为研究对象,通过测定湖水中的DIC含量,微藻胞外碳酸酐酶活力和藻体的稳定碳同位素组成等信息,来研究湖泊微藻的碳同位素组成对全球气候变化的响应。结果发现:水体无机碳和微藻胞外碳酸酐酶活力是影响湖泊微藻稳定碳同位素组成变化的决定性因素。本研究所获得的认识将在全球气候变化方面具有重要意义。