海洋痕量元素采样技术和分析方法的发展及展望:厦门大学痕量元素平台建设进展

海洋中的痕量元素通常是指质量摩尔浓度在10 μmol ·kg^-1以下的元素,是海水的重要化学组分,其中既有铁和锌等海洋生物新陈代谢所必需的微量营养元素,对海洋初级生产力具有重要的调控作用,因而也与碳氮等元素的生物地球化学循环密切相关,进而影响地球环境演化与全球气候变迁;也有铅等源于人类活动的污染物.痕量元素及其同位素还可作为许多海洋学过程的示踪物和古海洋学研究的指标.然而,海水的高盐基底和痕量元素极低的浓度,加之在样品采集、处理与分析过程中极易受到科考船、采样设备和周围环境的沾污,在相当长的一段历史时期限制了科学家获得可靠的海洋痕量元素含量数据.因此,获取无沾污的样品并加以准确定量成为研究海洋痕量元素生物地球化学与环境行为的先决条件.通过回顾国际海洋学界海洋痕量元素采样技术和分析方法的发展历程,介绍了厦门大学在该领域的研究历史和平台建设进展,重点比较了不同采样技术和分析方法的优缺点及其适用性,并展望了未来的发展趋势.     

标准参考物质及其在环境分析中的应用

一、标准参考物质的提出最近一、二十年来,环境体系中的痕量元素引起了人们越来越大的兴趣。发现环境中的痕量物质会对人体健康起重要影响。因此,分析大气、水、土壤和食品等环境和生物样品中的痕量元素已成为环境监测的一个重要课题。环境分析面临的基体复杂,拿水来讲,就有雨水、河水、海水、污水、自来水等,因此,对分析方法提出了苛刻的要求。此外,环境物质中元素的含量低、干扰因素多等等,这一系列困难促使分析     

ICP-MS半定量分析及其应用

ICP-MS具有等离子发射光谱检测能力高、测量速度快、测量元素多等特点,能对样品中存在元素进行定性及半定量分析,半定量分析准确度为±30%.同时还能快速确定样品中存在的元素及浓度范围.     

煤及其燃烧产物中有害痕量元素的淋滤特性研究

通过对我国西北部上湾与石嘴山电厂原煤、底灰和飞灰中As、Pb、Cd、Mop、Mo、Co和U等有害痕量元素在不同条件下的淋滤实验,采用原子荧光光谱（AFS）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了痕量元素在2套（6个）样品、3种淋滤介质、4个不同时间段获取的淋滤液中的浓度,对比不同元素间淋出率、60h的最大淋出率和淋滤强度的差异性,分析痕量元素在不同条件下的淋滤特性;通过对比元素在原煤和燃煤产物中的含量、60h的最大淋出率以及淋滤液中元素的浓度,参考相关地下水的环境质量标准对痕量元素的环境效应进行了综合评价：As与Se的淋滤性较差,淋滤液中的最大浓度较低,对环境造成危害的可能性很小;Pb与Cd在淋滤液中的最大浓度较高,可能对环境造成危害.Mo与Co的淋出性好,淋出率高,同时淋滤液中的最大浓度是三类地下水环境质量标准的5～10倍,对环境造成危害的可能性最大.     

埃及西奈地区地下水污染的水化学模拟及评估

正研究致力于调查地下水的地球化学特性,以对埃及西奈西北的地下水污染影响作出评估,使用了地理信息系统GIS、地球化学模型、以及统计学分析工具.在第四系含水层取了25个地下水样品加以分析,测出其中的主要、次要及痕量元素.研究结果可使人们对水化学特性及地下水的人为污染有更充分的了解和认识.基于这些分析,地球化学参数及不同元素的异常浓度使得尝试确定苦水中盐的来源及被污染水体的污染源成为可能.污染源主要包括废弃     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定植物样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

采用微波消解法对植物样品(大米、茶叶、白菜、龙眼等)进行消解后,直接用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定其中的铜、铅、锌、镉、镍、铬、砷、汞等8个重金属元素含量,并对大米标准物质GBW10010(GSB-1)和圆白菜标准物质GBW10014(GSB-5)进行了方法准确度验证,结果表明,该方法精密度均小于5%,回收率在89.8%-107.9%之间,可满足日常分析中植物样品的微、痕量重金属元素的检测要求。     

电感耦合等离子体质谱技术在环境监测中的应用进展

电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)是目前发展最为快速的痕量元素分析技术。ICP-MS能够提供极低的检出限、极宽的动态线性范围、干扰少、分析精度高,能够进行多种元素同时快速分析,能够和多种分析技术和样品处理方法相结合工作,因此具有很多优点。近年来在环境监测中得到了广泛的应用。本文介绍了ICP-MS的基本原理,介绍其技术特点和发展趋势,分析其在环境监测中的具体应用。     

燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统中痕量元素的迁移分布规律

燃煤电厂是煤炭消耗的主力军,煤炭在燃烧过程中,大量痕量元素随烟气排出.随着我国环保要求的不断提高,燃煤电厂的痕量元素排放受到广泛关注.石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统不仅能高效吸收烟气中的SO₂,同时影响痕量元素的迁移分布.本研究对安徽省3个超低排放燃煤电厂的WFGD系统中进/出口烟尘、石灰石、工业水、污泥、石膏和脱硫废水等环境样品进行了采集,研究了Cr、As、Cd、Pb和Hg等痕量元素的迁移分布特征.结果表明：(1)WFGD系统对烟尘中痕量元素的去除率在95%以上,脱硫污泥中Cr、As和Hg浓度分别为29.9～52.2、12.5～36.7和2.2～6.5 mg/kg,约为石膏中Cr、As和Hg浓度的7～9倍.(2)元素质量平衡分析表明,痕量元素主要来源于烟气和石灰石,主要输出为污泥和石膏,废水中仅富集少量Cd.研究显示,脱硫石膏和污泥的处置及再利用过程中需着重关注痕量元素的环境影响.     

夏季大气PM2.5中元素特征及源解析:以华中地区平顶山-随州-武汉为例

为研究我国中部地区不同类型城市夏季大气细颗粒物PM_(2.5)中元素组成特征及来源,于2017年6月对平顶山、随州和武汉这3个站点空气中的PM_(2.5)进行观测,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中Ti、Zn、Cu、Cr、As、Pb、Fe、Ni、Se、V、Sb、Cd和Co等13种元素进行分析,并结合富集因子法、主成分-多元线性回归分析方法(PCA-MLR)和后向气团轨迹聚类分析模型对3个站点的污染类型及污染来源进行分析.结果表明,平顶山、随州和武汉三地PM_(2.5)的痕量元素中均以Zn元素浓度最高,As元素的浓度均超过环境空气质量标准(GB 3096-2012)年均浓度限值,3个站点的Pb和Cd浓度均较低.富集因子分析结果表明:Se、Sb、Cd、As、Cu和Zn元素富集因子系数均超过10,受人为污染严重,其中3个站点Se元素的富集因子系数均高于600. PCA-MLR和后向气团轨迹聚类分析结果表明:平顶山站点主要受工业污染/燃油(57. 90%)、交通污染源(24. 40%)、燃煤源(6. 10%)和矿区土壤源(11. 60%)等4个污染源影响,随州站点的主要污染来源是燃油源,其贡献率为54. 30%,其次是燃煤源(22. 40%)、冶金尘/工业污染源(12. 80%)及电镀/汽车制造等污染源(10. 50%);武汉站点受工业排放影响最大,其贡献率为60. 80%,机动车污染源的贡献率为39. 20%.武汉和随州站点主要受当地源排放影响,平顶山站点受当地排放和外源汇入共同影响.     

污泥掺烧对燃煤电厂痕量元素排放特性影响

采用EPA Method 29方法、冷原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法采集和分析一台超低排放燃煤机组污泥掺烧前后的原燃料、烟气和副产物样品中各痕量元素浓度,研究污泥掺烧对燃煤电厂痕量元素排放特性的影响.结果表明：污泥中富含Zn、Cu元素,浓度分别是煤样中的18.81倍和17.64倍.污泥掺烧使掺配后入炉煤中痕量元素含量普遍升高.污泥掺烧前后整个系统、锅炉系统和全流程大气污染控制设施的痕量元素质量平衡率均在可接受范围内.污泥掺烧对痕量元素的分布特征无明显影响,随粉煤灰排放是痕量元素的主要排放去向.通过烟囱排放到大气环境的痕量元素排放量占比很小,不超过0.43%.污泥掺烧前后SCR入口烟气中痕量元素除Hg外主要以颗粒态形式存在.污泥掺烧后各痕量元素在粉煤灰和底渣中的相对富集系数未显著改变.经过全流程大气污染控制设施协同控制后,污泥掺烧前后烟囱总排口痕量元素排放浓度分别为0~12.76,0~14.97μg/m³.污泥掺烧后痕量元素排放浓度均满足美国燃煤发电机组有害大气污染物排放标准、上海市燃煤耦合污泥电厂大气污染排放标准和生态环境部生活垃圾焚烧污染控制标准的限值要求.现有的燃煤电厂大气污染控制系统对6%污泥掺烧比工况下痕量元素排放的控制具有较好的适应性.     

辽东湾海水中甾体雌激素的检测及生态风险评价

建立了SPE-丹酰化衍生-UPLC-MS/MS海水中雌激素的高灵敏度分析方法,对辽东湾海水中甾体雌激素的浓度水平及分布进行了调查并对其潜在的生态风险进行了评估.结果表明:辽东湾海水样品中检出雌酮,17β-雌二醇,17α-雌二醇,雌三醇和17α-乙炔基雌二醇的浓度分别为(0.714±0.407),(0.089±0.077),(0.009±0.011),(0.008±0.008),(0.001±0.003)ng/L.雌激素浓度在大辽河入海口区域最高,双台子河入海口次之,大凌河及小凌河入海口区域最低.辽东湾海水中的17β-雌二醇等当量浓度(EEQ-E2β)为0.562±0.327ng/L,导致野生梭鱼雌雄同体发生的概率约为0.83%,不足以解释该海域野生梭鱼雌雄同体的高发生率.为了有效管理该海域的环境安全,有必要对原因物质进行进一步解析.     

快速分离富集火焰原子吸收测定不同盐度海水中溶解态锌的新方法

本文建立了一种快速分离富集火焰原子吸收测定不同盐度海水中溶解态Zn的新方法。此新方法将流动注射（FI）编结反应器（KR）空气混合吸附在线富集与火焰原子吸收光谱法（FAAS）联用。进样流速6.0 mL/min;进样时间60 s,测定20μg/L的锌,浓集系数（EF）由传统方法的9.4提高到23.9;测样频率为40/h;检出限为0.31μg/L;相对标准偏差（RSD,n=11）为2.1%。将该新方法应用于珠江口不同盐度的海水样品中溶解态的Zn的分析,所得回收率为95.4%～97.2%。该方法可以满足河口不同盐度海水中溶解态Zn的测定需求。     

Major and trace elemental analysis in milk powder by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES) and instrumental neutron activation analysis (INAA)

Major and trace element in seven different kinds of milk powder were studied. The concentration of 24 elements were determined by ICP-OES method, from these elements 9 elements determined by INAA. The determination of trace element contents of foodstuffs, especially milk as daily drink for all peoples age which being a complex food has great importance. The elemental analysis of milk is important both as an indicator of environmental contamination and because milk is a significant pathway for toxic metal intake and a source of essential nutrients for humans. The major elements are Ca, K, Mg, Na, P and S. While trace element are B, Ba, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mn, Mo, Ni, Sb, Se,Sn, Sr, V, W and Zn.ICP-OES technique is shown to be a powerful tool for trace determinations in powder samples. This is shown by its use for analysis of aseries of the milk powders mentioned and comparative results of other direct technique such as instrumental neutron activation analysis. Analysis of both standard reference material A-Ⅱ milk powder and NBS Orchard leaves for quality accurance had been completed, and used for a relative method calculate. The importance of the major and trace elements to human health was discussed     

应用分光光度法监测大连湾海水COD

在大连湾采集了5个站位12个海水样品,应用分光光度法和规范法平行测定COD的含量。取1000mL现场海水用规范法平行测定5次,取平均值作为分光光度法的标准浓度值。用该海水的消光度计算未知样品的COD,计算公式:c2=c1E标/E测。测定结果表明两种方法基本相同,其相关系数r=0.9283。分光光度法可以代替规范法的硫代硫酸钠滴定法。     

Delonix regia and Casuarina equisetifolia as passive biomonitors and as bioaccumulators of atmospheric trace metals

The suitability of two common and ubiquitously distributed and exotic ornamental plant species in Nigeria-Delonix regia and Casuarina equisetifolia as biomonitors and as effective bioaccumulators of atmospheric trace metals(Cd,Pb,Zn and Cu) has been evaluated.Bark and leaf samples from these plant species were collected in June and July 2006 at five locations in Benin City.Four of the sampling sites were in areas of high traffic density and commercial activities,the fifth site is a remote site,selected to act as a control and also to provide background information for the metals.The plant samples were collected and processed using standard procedures and trace metals were determined using atomic absorption spectrometer.The bark of the plants was able to bioaccumulate the trace metals,especially Pb which originates from anthropogenic contributions in the city.The Pb range of 20.00-70.00 μg/g measured for the bark samples of D.regia,exceeded the normal plant Pb concentration of 0.2-20.0 μg/g and most Pb data available in literature.The bark of the plants was observed to accumulate more metals compared to the leave,while D.regia was found to be slightly better than C.equisetifolia in trace metal uptake efficiency.Spatial variations in the distributions of Pb and Zn were significant(p 0.05),and the continuous use of leaded fuel in Nigeria was identified as the predominant source of Pb in the atmosphere.     

AMS方法在大气气溶胶来源研究中的应用

在我国自己建立的加速器质谱计（ＡＭＳ）技术的基础上,利用＾１４Ｃ的特征的生物来源示踪性能,将ＡＭＳ技术运用于我国大气气溶胶来源的研究,我们建立了大气气溶胶采样－－石墨碳制备－ＡＭＳ测定的全部样品处理过程,对北京市中关村地区、东单地区在采暖期和非采暖期的气溶胶样品和湖南南岳、山东青岛的气溶胶及这些地区的地表土进行了ＡＭＳ测定,将多元统计方法与ＡＭＳ方法相结合,从中分析这些样品中微量元素组分和含碳 分     

海口湾水体中多环芳烃(PAHs)浓度及来源研究

多环芳烃(PAHs)在环境中的污染越来越受到重视。文章采集海口湾7个代表性点位表层水样,分析其中16种多环芳烃(PAHs)的含量,探讨其可能的来源。结果表明:海口湾表层水体中总PAHs平均值为33.6 ng/L,变化范围为12.3~108 ng/L,PAHs的组成以2～4环为主。分析荧蒽/芘的比值表明,海口湾水体中的多环芳烃主要来源于石油污染。     

辽东湾沿岸水域甲肝病毒和粪大肠菌群分布

报道了2002年辽东湾3个沿岸海域表层海水中甲肝病毒和粪大肠菌群分布的检测结果。结果显示,5月份表层海水 中没有检出甲肝病毒,粪大肠菌群也符合卫生标准;8月份和10月份表层海水中的甲肝病毒loo％呈阳性,粪大肠菌群均超标。 结果表明,粪大肠菌群指示海水中肠道病毒污染程度仍具有很大程度的可靠性。     

溶出伏安法测定海水中铜、铅、锌、镉存在形态的研究进展

海水中痕量金属的存在形态决定其生物毒性及可利用性,直接影响其迁移及归宿,因此备受关注。然而海水基体复杂、痕量金属浓度极低、采样和分析过程易引入污染,所以针对海水中痕量金属及其存在形态的研究对采样以及测试分析技术要求较高。在众多的形态分析方法中,溶出伏安法将有效的富集手段和先进的测量技术结合在一起,具有灵敏度高、选择性好等优点,目前被广泛使用。国际上,针对痕量金属存在形态分析的溶出伏安法一直在不断更新发展,但目前我国在该领域的研究,无论在近岸还是大洋,还较为匮乏。本文将介绍目前国际上应用溶出伏安法测定海水中几种痕量金属(Cu,Pb,Zn,Cd)存在形态及其最新研究进展,以推动我国海洋科学界在该领域的认识和发展。     

小窑湾海水交换与环境预测的初步研究

１９９９年８月大潮汛期对小窑湾海水交换与环境预测进行了海上调查。分析研究表明：小窑湾降潮时流 中初次流入湾内的外海水所占比率为２２％，落潮时流出量中初次流了湾内的湾水所占比率为４１％，湾内外海水的交换率为１６．７％。小窑湾目前的水域环境为国家一类标准，著假设Ｄ＝０，小窑湾的湾内水质达到湾外水质标准需２００个潮周期，约１００ｄ左右。