预处理过程对不同类型样品中有机碳含量和稳定碳同位素测定的影响

总有机碳(TOC)是土壤、沉积物以及降尘等固体样品的重要指标,对其含量和稳定碳同位素(#13 C)进行准确测定具有重要的科学意义。在测定过程中,样品的预处理方法可能会对测定值产生一定影响。本文主要从酸处理方式、干燥方式等方面研究了预处理方法对不同类型样品的TOC含量和#13 C值测定的影响。其中酸处理方式选取了盐酸酸化/分离、红外碳硫坩埚、Ag杯直接酸化等三种方式,干燥方式包括加热干燥和真空冷冻干燥等。研究结果显示:酸处理方式对TOC含量测定的影响很大,Ag杯和盐酸酸化/分离未去除残留酸液两组实验所测得TOC含量明显大于其他组,其中降尘样品TOC的损失量可达20%。这种明显的差异可能是样品酸处理过程中水溶性有机碳(DOC)的损失所造成的。对于#13 C测定来说,该两组实验所测得#13 C相对于其他组略微偏重,其中地表土壤样品偏重约为0.8‰~2‰。另外加热干燥和真空冷冻干燥方式测定的TOC含量和#13 C值没有明显的变化,表明了挥发性有机物(VOC)对本次实验所选用样品的有机碳分析影响甚微。综合来看,对于不同类型样品,特别是DOC含量高的样品,使用Ag杯的酸处理方式相对比盐酸酸化离心分离酸处理方式能更大限度的保留DOC,使TOC含量和#13 C值的测定较为准确可靠,同时操作起来也更加简便快捷。     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的d13C值和d15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P>0.05).硅藻的d13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的d13C值比较相近;甲藻的d15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的d15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的d15N值有较大的差异. 5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的d13C和d15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的δ13C值和δ15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P0.05).硅藻的δ13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的δ13C值比较相近;甲藻的δ15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的δ15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的δ15N值有较大的差异.5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的δ13C和δ15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

不同产地原油的碳稳定同位素组成特征研究

本文应用GC/MS、GC/IRMS和EA/IRMS等方法对6种不同产地原油的特征比值, 全油和正构烷烃组分的碳稳定同位素组成进行分析, 研究不同产地原油的碳稳定同位素组成特征, 并探讨其原因。结果显示, 6种原油的C₁₉+C₂₀/(C₁₉~C₂₂)、OEP₁和CPI_13-22特征比值不存在显著性差异, 不能作为区分这6种原油的有效指标。原油全样的δ13C值差异明显, 阿曼δ13C值最轻为-33.4‰, 巴西最重为-24.5‰, 其余4种原油介于两者之间。GC/IRMS分析结果显示不同油种具有不同的碳稳定同位素组成特征, 6种原油的正构烷烃δ13C值和分布曲线明显不同。单因素方差分析结果显示除个别油样外, 不同原油两两之间全油δ13C值和nC₂₀的δ13C值差异性显著(P < 0.05)。实验结果表明, 特征比值和碳稳定同位素组成相结合能更加有效的区分不同种类原油, 油品中同位素组成特征差异可为原油种类鉴别和溯源提供一个有效的技术支撑。     

不同前处理方法对沉积物中镉赋存形态分析的影响

不同前处理方法可能会影响沉积物中重金属赋存形态的准确分析。分别采集界河、胶莱河以及黄渤海的12个表层沉积物样品,采用Tessier五步连续提取法,对比了新鲜保存、自然风干和冷冻干燥3种前处理方式对河流与海洋沉积物中镉(Cd)赋存形态的影响。研究显示:不同前处理方式对沉积物中Cd的赋存形态产生了显著影响。新鲜样品中Cd的各形态含量偏离真实值程度较大;自然风干样品中碳酸盐结合态和铁锰氧化态偏离真实值程度较高,其余形态含量接近真实值;冷冻干燥样品中各形态含量普遍较低,但海洋沉积物多数形态含量更接近真实值。自然风干适用于河流沉积物样品Cd的处理,而冷冻干燥更适用于海洋沉积物Cd的处理。     

基于ICP-AES法测定太湖溶解态有机磷的初步研究

以2010年5月27日太湖水样为测试对象,进行典型溶解性有机磷(草甘膦和植酸)的ICP-AES加标回收试验验证C18柱去除有机磷的能力,探讨了样品消解在ICP-AES法测定TSP过程的作用,使用ICP-AES法测定水样中不同形态磷含量间接定量太湖DOP水平,并与传统方法测得的DOP含量作对比。结果表明,过C18柱可去除水样中96%以上的有机磷,能实现过滤前后水样有机物差异的效果;水样经过消解后测定值(TSP)为0.025~0.095 mg/L,大大高于未消解系列测得值(0.009~0.030 mg/L),ICP-AES法测定有机磷含量较高的水样时需要经过消解的预处理步骤;使用ICP-AES与C18柱相结合的方法测得太湖DOP含量为0.014~0.069 mg/L之间,大大高于传统比色法DOP测得值0.026~0.083 mg/L,前法能更准确的间接定量水体中DOP水平,而后法可能会大大高估DOP在水环境中的实际含量。     

干酪根的碳同位素组成及其意义

笔者对南阳、泌阳及倪丘集三个凹陷不同时代、不同沉积环境的62个干酪根样品进行了元素分析、透射和反光镜鉴定及碳同位素分析,结果表明:(1)干酪根的碳同位素组成与其化学类型之间不存在明显的依赖关系;(2)海相碳酸盐岩中的干酪根富含~(12)C(δ~(13)C<-28%),干酪根的δ~(13)C值不能有效地反映海、陆相有机质的相对输入;(3)随沉积-成岩过程中有机质氧化程度的加深,干酪根的碳同位素组成变重(δ~(13)值增大)。     

溢油胁迫下海洋微藻脂肪酸合成过程中碳稳定同位素分馏效应

为了研究溢油对海洋生态系统中海洋微藻生长的影响,本文探讨了在不同含量燃料油180号水溶性成分(WAF)胁迫下纤细角毛藻脂肪酸碳稳定同位素比值(δ13C)的变化。结果表明,在燃料油WAF胁迫下,微藻生长过程中脂肪酸合成速率均受到不同程度的影响,尤其是不饱和脂肪酸16∶1和18∶4的δ13C值与油浓度(WAF)成大致的线性关系,这说明燃料油的毒害作用不仅使海洋微藻类不饱和脂肪酸合成过程受到影响,同时引起脂肪酸合成过程发生碳稳定同位素分馏效应。因此,部分不饱和脂肪酸如16∶1等可作为溢油对海洋微藻类胁迫程度评价的生物标志物。     

Pt在燃料电池中的催化性能研究

以硝酸铁为催化剂,棉花为碳源,H2 Ar气氛下高温催化裂解制得的活性炭(active carbon,AC),经过BET测得其比表面积为650 m2/g,在SEM下观察具有多孔、多通道.以这种自行制备的活性炭为载体在恒电位下沉积Pt粒子得到的Pt/AC/GC电极对甲醇电催化氧化具有很好的性能.在相同条件下活性炭为载体的Pt/AC/GC电极是VulcanXC-72(比表面积为520 m2/g)负载的Pt/XC/GC电极电流密度的1.5倍.用恒电位法测试得到Pt/AC/GC电极具有较好的稳定性.     

西安市大气中二元羧酸有机气溶胶组成及来源

为研究西安市冬季大气PM10中二元羧酸类有机气溶胶的组成和来源,采集了西安市2009年1~2月份的PM10样品,并利用GC/MS对样品中二元羧酸进行了化学表征.结果表明:西安市冬季大气中二元羧酸总浓度为(1597±725)ng/m3,其中草酸浓度最高[(1162±570)ng/m3],其次是邻苯二甲酸[(196±82)ng/m3]、丁二酸[(98±71)ng/m3]和丙二酸[(58±45)ng/m3].西安市二元羧酸浓度高于北京、南京、广州、香港等城市14%~350%,表明其污染严重,其中草酸相对含量远高于国内其他城市,显示西安市冬季大气气溶胶更为老化.C3/C4, C6/C9和Ph/C9比值及其相关性进一步表明二元羧酸主要来自光化学氧化.通过对水溶性有机碳(WSOC), 有机碳(OC), 元素碳(EC), 二次有机碳(SOC)的分析,发现WSOC主要来自于二次有机碳(SOC)的形成.另外,温度升高,相对湿度增加,导致春节后尽管燃煤排放污染物减少,但二元羧酸浓度并无降低,而相对含量较节前却显著增加.     

正构烷烃及单体碳同位素记录的石臼湖生态环境演变研究

利用正构烷烃及其碳同位素的分布特征重建古气候环境是目前全球变化研究的热点问题.对采集于石臼湖的沉积物样品进行210Pb定年.采用正构烷烃及单体碳同位素的分布特征示踪沉积物中有机质的来源,探讨湖区近现代生态环境演变与人类活动的关系.结果表明,正构烷烃碳分子组合特征以C29为主峰碳,C25、C27和C31为次主峰,具有显著的奇偶优势,据此推断沉积物中有机质主要来源于大型水生植物及陆生高等植物.对C27、C29和C31长链正构烷烃进行单体碳同位素测定,利用二元模式估算出湖区植被类型以C3植物为主.正构烷烃及单体碳同位素的分布特征揭示了不同时期人类活动对湖区生态环境的影响:1862～1970年,总有机碳(TOC)、总氮(TN)及中低奇数碳正构烷烃(C17～C25)相对含量较低,长链正构烷烃单体碳同位素(δ13C25～31)值偏轻,说明人类活动对湖区环境影响较小,生态环境相对稳定;1970～1983年,TOC、TN及C17～C25相对含量显著增加,δ13C25～31值明显偏重,指示此时期内围湖造田、化肥农药滥用及废水排放等人类活动造成湖区陆生高等植物退化,水体中藻类暴发,湖泊富营养化程度显著提高,生态环境急剧恶化;1983～2010年,TOC、TN及C17～C25相对含量仍处于高值范畴,湖泊富营养化问题没有得到有效控制,湖区生态环境整体呈现相对退化趋势.     

三种抗生素对几种海洋微藻叶绿素a含量影响的初步研究

实验室条件下,研究了氯霉素(chloramphenicol ,Cm)、遗传霉素 (geneticin G418)、青霉素 (penicillin)对三种常见海洋饵料微藻:小球藻 (Chlorella vulgaris Beij. ) ,金藻8701(Isochrysis galbana Parke 8701.) 和小新月菱形藻(Nitzschia closterium Ehr.)叶绿素a含量的影响.结果表明: (1) 低于100 mg/L的氯霉素对小球藻和金藻8701叶绿素a含量影响较小(P>0.05);氯霉素浓度大于50 mg/L时,小新月菱形藻叶绿素a含量显著降低(P<0.05) .(2) 不同浓度的G418均明显抑制三种微藻叶绿素a含量的增加.(3) 低于100 mg/L的青霉素能够促进三种藻叶绿素a的增加,相对增长率随青霉素浓度的升高而逐渐下降;三种藻对青霉素的敏感性存在差异.试验结果可为微藻无菌培养体系的建立提供参考.     

河口水体中溶解CO_2及其稳定同位素在线同时测定的技术研究——吹扫-EA-IRMS联用法

稳定碳同位素比值(13 C/12 C)是指示碳生物地球化学行为的有效指标。本研究研制并优化了CO2及其稳定同位素测定的吹扫预处理系统,将该系统与EA-IRMS联用实现了溶解CO2、其它形式DIC及二者碳同位素比值的在线同时测定,测得河口水样中易逃逸CO2及其它形式DIC的相对标准偏差分别为3.7%和3.0%;二者的δ13 C值的标准偏差分别为0.30‰和0.15‰。运用此法对九龙江9个站位表层水中不同形态DIC的碳同位素进行测定,得出易逃逸CO2的δ13 C平均值为-12.90‰,其他形式DIC的δ13 C平均值为-5.63‰。该法为水体中无机碳及其稳定碳同位素的测定研究提供了新途径。     

广州机动车尾气中乙醛稳定碳同位素特征和排放因子

为了获得机动车排放源中乙醛的δ13C(稳定碳同位素丰度)特征及其影响因素,进行不同负荷下的发动机台架试验,采集不同怠速下的机动车尾气样品. 利用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱(GC-C-IRMS)分析乙醛δ13C值,并与ρ(乙醛)进行分析. 结果显示:①在发动机燃烧过程中,乙醛的生成和消除反应同时存在. 在发动机低负荷运行时,乙醛的δ13C分馏值为负(-1.4‰~-0.4‰),表明生成反应占主导;而在高负荷运行时,分馏值为正(0.5‰~1.3‰),表明消除反应占主导. ②乙醛的δ13C值与其质量浓度无明显相关性,主要受发动机燃烧温度和尾气净化装置的影响. 整车尾气中乙醛的δ13C值在-29.1‰～-24.4‰之间,平均值为-26.5‰±1.6‰. 其中,汽油车为-25.9‰~-24.4‰,平均值为-24.9‰±0.5‰;柴油车为-29.1‰~-27.0‰,平均值为-28.0‰±0.6‰. ③南方机动车尾气排放源与植物排放源中的乙醛的δ13C值范围不同,表明δ13C值可用于大气乙醛的源解析. 通过机动车尾气中c(乙醛)/c(CO₂)估算广州汽油车和轻型柴油车乙醛的排放因子,二者分别为(13±16)和(169±106)mg/L.      

抗生素对微藻的毒性作用和卤代烃释放的影响

探究了磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和氧四环素(OTC)对中肋骨条藻的毒性作用及挥发性卤代烃(VHCs)释放的潜在作用.结果表明:10mg/L SMZ和OTC在暴露中后期抑制中肋骨条藻的生长,对藻细胞密度、叶绿素a浓度和最大光化学效率(F_v/F_m)的最大抑制率达到最大值,分别为90.74%,91.25%,83.46%和87.16%,87.04%,87.43%.抗生素暴露下可溶性蛋白含量明显较对照组低;过氧化氢酶活性随抗生素浓度的增加和暴露时间的延长呈现先升高后降低的趋势,表明2种抗生素高浓度暴露对微藻生长均有明显的毒性作用,其中SMZ毒性抑制作用高于OTC.抗生素暴露诱导藻细胞内活性氧(ROS)的产生量增加.另外,抗生素的添加对VHCs的释放表现出不同程度的促进作用,可能是由于卤过氧化物酶(HPO)催化H₂O₂进行卤化反应产生抗氧化应激的VHCs,避免过量ROS对藻细胞造成损伤.由此说明,微藻3种VHCs的释放对抗生素的响应受到微藻的生物量及HPO酶催化机制共同控制.     

环境化学

X13 9601302LaZ一SrxCuO‘士入系列催化剂的合成、表征及NO分解催化性能的研究/赵震…(中科院长春应用化学研究所)//环境化学/中科院生态环境研究中心一1995,14(5)一402~409环信X一87 合成了x值不同的LaZ一xsr二CuO。士入(x=0.0一1.0)系列复合氧化物催化剂。用XRD,IR,XPS和化学分析等方法对催化剂的组成、结构进行了表征,并对NO分解的催化性能和作用机理进行了研究。结果表明:在x=0.。一1.。范围内,所有样品都具有A:Bo;结构,发现NO分解活性与氧空位(缺陷)的浓度有关,与不同价态的Cu离子含量之间无直接关系。图6表2参12X13 96013…     

玉米秸秆烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成

在模拟的明火燃烧和闷烧条件下对4种玉米秸秆进行了焚烧试验,用GC/MS和GC/C/IRMS分别测定烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成.结果表明,在明火烟尘中正构脂肪酸由C7~C_(34)组成,其平均总含量为13 895.0 mg·kg-1.其低碳数(≤C_(16))与高碳数(C_(16))正构脂肪酸的含量比(L/H)平均值为1.1.C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、C_(24)/(C_(22)+C_(26))(CAR)的平均值分别为0.33、0.17、0.50、1.2.正构脂肪酸单体表现出以C_(16)、C_(24)为主、次峰碳数的双峰式分布模式.其碳优势指数(CPI)的平均值为4.5.在闷烧烟尘中正构脂肪酸由C_6~C_(34)组成,其平均总含量为50 183.7 mg·kg-1.L/H、C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR的平均值分别为1.3、0.33、0.20、0.60、1.6.也具有与明火烟尘相同的分布模式.其CPI的平均值为6.1.明火烟尘中C_(14)~C_(26)单体的δ~(13)C平均值在-21.0‰~-24.8‰之间变化,总平均值为-23.5‰.该值与玉米秸秆中对应值之差(Δ~(13)C)达-0.7‰.闷烧烟尘中C_(14)~C_(26)单体δ~(13)C平均值的变化范围为-21.8‰~-25.4‰,总平均值为-23.3‰.其Δ~(13)C值达-0.5‰.与玉米秸秆相比,两种烟尘中正构脂肪酸的分子组成和碳同位素组成均发生了明显的改变.L/H、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR、δ~(13)C等指标可用于识别大气气溶胶中玉米秸秆燃烧来源的正构脂肪酸.     

酶联免疫吸附分析法测定水样中的毒死蜱

自制了毒死蜱多克隆抗体,考察了离子强度和甲醇含量对抗原抗体竞争反应的影响,对反应体系进行了优化,最终建立了水样中毒死蜱的残留检测ELISA方法。结果表明,毒死蜱对抗体竞争性结合的I50为76.8μg/L,方法检出限为5.2μg/L。河水样品经简单前处理后分别采用ELISA和GC测定,用ELISA方法测得水样中毒死蜱的添加回收率为93.40%～102.1%,C.V为4.04%～5.18%,在水样中的最低检出浓度为0.08μg/L,检测灵敏度远高于GC,符合农药残留检测的要求。     

原油分散液对小新月菱形藻C、N稳定同位素组成的影响

以微藻类小新月菱形藻(Nitzschia closterium)为研究对象,通过设置不同的原油分散液(WAF)浓度,分别进行了急性(4 d)和亚急性(29 d)毒理实验;通过细胞计数、丙二醛(MDA)测定、稳定同位素组成分析等方法测定了原油分散液(WAF)对小新月菱形藻生长曲线、C和N稳定同位素组成(13C、15N值)的影响。结果表明,WAF在低浓度(1.0 mg/L)长期作用下对小新月菱形藻的生长有促进作用,而较高浓度(5.0 mg/L)则使藻细胞生长受到抑制;小新月菱形藻的丙二醛含量随时间及WAF浓度增大而逐渐增加,最高可达1.65倍。WAF在低浓度(1.0 mg/L)作用下,藻细胞的13C、15N值都趋于增大,而较高浓度(5.0 mg/L)则使藻细胞的13C、15N值趋于变小,这表明,微藻类的C、N稳定同位素组成能够从一定程度上反映污染程度,因此可作为海洋溢油污染监测的一种新指标。     

郑州空气颗粒物中PAHs的碳同位素特征及来源

研究了郑州城区空气颗粒物中多环芳烃(PAHs)的稳定碳同位素组成特征并对其来源进行了解析.气相色谱/燃烧系统/同位素质谱(GC/C/IRMS)分析表明,PAHs 的δ¹³C 值在非采暖季为-29.4‰～-23.4‰,采暖季为-30.0‰～-24.2‰,随着分子量的增大,PAHs 中 13C 降低.统计表明不同采样点的样品中的 PAHs 的δ¹³C 区别不明显(0.1‰<σ<0.8‰).两个季节中,三环和四环多芳香烃化合物荧蒽、芘和苯并(a)蒽的δ¹³C没有明显的区别,其范围为-24.5‰～-23.4‰,但是,五环和六环芳烃的δ¹³C 值有明显差异.随着分子量的增大,采暖季环境空气颗粒物中 PAHs的碳同位素比值变小的程度比非采暖季的大.采暖季的苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、苯并(ghi)苝的δ13C 值分别为-26.6‰、-30.0‰和-28.1‰,而非采暖季为-24.5‰、-29.4‰和-26.3‰.利用二元复合同位素模型,估算了不同季节机动车尾气和煤的燃烧对郑州城区苯并(a)芘的贡献.在非采暖季机动车尾气排放的贡献率为 70%,在采暖季贡献率为 50%,煤的燃烧对六环化合物的贡献高于机动车排放的贡献.