青木关地下河系统中不同含水介质下正构烷烃对比研究

为阐释不同含水介质中正构烷烃的来源及迁移、变化特征,2013年7~11月期间,每月对大驴池、姜家泉两个表层岩溶泉进行取样,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中溶解态正构烷烃的组分进行定量分析.结果表明,大驴池中溶解态正构烷(T-ALK)含量变化范围为175~3 279 ng·L-1,平均值为1 011ng·L-1,姜家泉变化范围为282~775 ng·L-1,平均值为527 ng·L-1.大驴池中高碳数(C25~C32)正构烷烃占T-ALK含量的27.89%~52.92%,CPI(碳优势指数)值介于0.64~5.86之间,OEP(奇偶优势指数)值介于0.57~4.56之间,L/H(短链/长链正构烷烃比值)的变化范围为0.33~0.50之间,随月份无规律变化;姜家泉中高碳数(C35~C32)正构烷烃占T-ALK含量的23.66%~49.73%,CPI值的变化范围为0.82~3.07,OEP值的变化范围为0.51~3.59,L/H值则在0.97~1.23之间波动,且随月份的增加呈增大的趋势.即在7~11月之间,大驴池中高等有机质输入所占的比重不断增大,而姜家泉中有机质的输入类型差异较大.L/H值不能反映两者有机质输入的相对贡献,初步认为和降雨或水洗效应相关.另外,TAR(陆生/水生类脂物比值)值对降雨有一定的响应.     

长江口徐六泾颗粒态正构烷烃的月变化组成特征及来源解析

2003年6月到2005年12月之间,在长江口徐六泾站位按月际采集表层水样用于颗粒态正构烷烃的测定。徐六泾颗粒态样品总正构烷烃含量在0.3~3.8 μg·L^-1范围内,高值多集中在每年4月到8月。正构烷烃的碳数范围在C₁₅ 到 C₃₆之间,主峰碳主要为C₂₇、C₂₉和C₃₁。徐六泾颗粒态正构烷烃分布可分陆源输入优势型、陆源和水生生物混合优势型及石油污染型等3种类型,其中陆源输入为主,少部分冬、春季样品的分析结果显示为陆源与水生生物共同作用类型,可能与低悬浮颗粒物浓度和海水倒灌的影响有关。UCM结果显示徐六泾石油烃污染主要分布范围为C₂₈-C₃₃,与推测的船只燃料油污染相吻合。     

稻草烟尘中正构烷烃和正构脂肪酸的碳同位素

为了查清稻草燃烧烟尘中正构烷烃和正构脂肪酸的碳同位素分馏状况,对我国的6种稻草在明火燃烧和闷烧条件下进行室内模拟试验,并测定了烟尘中两类有机物的单体碳同位素.结果表明,在明火烟尘中,正构烷烃和正构脂肪酸单体的δ13C值分别为-28.6‰～-38.8‰、-29.6‰～-41.9‰;正构烷烃和正构脂肪酸的平均碳同位素组成分别是-32.6‰～-36.4‰、-34.0‰～-36.2‰.在多数稻草的明火烟尘中,正构烷烃总体上比秸秆内同碳数烷烃亏损13C,其δ13C值最大相差4.1‰.大部分正构脂肪酸的单体碳同位素组成比稻草重,二者最大相差6.3‰.在闷烧烟尘中,正构烷烃和正构脂肪酸的单体δ13C值分别为-31.7‰～-39.0‰、-31.3‰～-38.8‰;正构烷烃和正构脂肪酸的平均碳同位素组成分别为-35.1‰～-36.4‰、-34.4‰～-35.6‰.在多数稻草的闷烧烟尘中,正构烷烃的单体碳同位素组成比稻草轻,二者最大相差6.1‰;而正构脂肪酸的单体碳同位素却比稻草重,二者最大相差8.4‰.稻草闷烧时排放的正构烷烃比明火燃烧时排放的更趋向于亏损13C,而高碳数（≥C19）正构脂肪酸的单体碳同位素组成呈现出比明火烟尘偏重的趋势.在稻草烟尘中,正构烷烃和正构脂肪酸的单体碳同位素组成与未燃烧稻草中的对应化合物有显著差别.烟尘中两类有机物相对于稻草而发生了方向相反的碳同位素分馏.     

三种细菌降解直链烷烃的效果及降解动力学研究

从石油污染土壤中筛选出克雷白氏菌属(Klebsiellasp.,A5)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.,A6)和无色杆菌属(Achromobacter sp.,A10)3种石油烃降解菌,研究了其对石油烃中不同碳原子数的3种直链烷烃(正十四烷、正十五烷和正十六烷)的降解效果。结果表明:克雷白氏菌属对3种烷烃的降解能力相对较差;假单胞菌属对3种烷烃的降解效果较好,5d的降解率均达到80%以上,且对正十六烷的降解率高达95.9%;无色杆菌属对正十五烷和正十六烷也有较高的降解率,对正十五烷的降解率达80%以上,对正十六烷的降解率达90%以上。选取降解效果最好的假单胞菌属对正十六烷进行降解动力学研究,结果表明:当正十六烷初始含量为100mg/L、200mg/L、400mg/L和800mg/L时,其降解动力学与一级动力学方程拟合效果良好,其降解半衰期为1.79~3.22d;同时,降解过程中菌体浓度的变化显示,环境中的正十六烷含量越低,菌体的对数生长期越短,当正十六烷含量为100mg/L和200mg/L时,A6菌的对数生长期仅持续1d左右就进入稳定期,而当正十六烷含量达到400mg/L以上时,A6菌的对数生长期持续2d后,生长菌群总数处于平坦阶段。     

机动车尾气烟尘中烷烃和有机酸的组成

本研究采用直接采样方法分别对11辆柴油公交车和20辆汽油小汽车的排气管壁积尘进行采集,再使用气相色谱与质谱联用仪(GC-MS)对样品中的烷烃和有机酸进行定性以及定量分析.结果表明,公交车(C_(14)~C_(30))和小汽车(C_(14)~C_(33))正构烷烃质量分数分别为1.31~149.08μg·g~(-1)和15.35~556.03μg·g~(-1),公交车尾气尘中正构烷烃以C_(20)为主峰碳,小汽车中正构烷烃以C_(29)为主峰碳,且小汽车生成更多高沸点长链烷烃.公交车中姥鲛烷和植烷总质量分数分别是15.24μg·g~(-1)和21.79μg·g~(-1),小汽车中姥鲛烷和植烷总质量分数分别是2.31μg·g~(-1)和2.69μg·g~(-1),公交车和小汽车姥鲛烷和植烷的比值分别为0.699 4和0.858 7,植烷和十八烷的比值分别是0.356 5和0.747 2.脂肪族有机酸的质量分数变化都比较大,公交车和小汽车中其变化范围分别为0.01~40.87μg·g~(-1)和3.8~113.7μg·g~(-1),公交车烟灰中质量分数最大的有机酸是3-羟基丁酸,丙二酸(C_3)和丁二酸(C_4)比的最大值为5.93,小汽车烟灰中质量分数最高的正构烷酸是正十六烷酸(C_(16)),芳香族有机酸的质量分数范围分别为5.05~31.70μg·g~(-1)和0.1~228.38μg·g~(-1).     

黄渤海表层沉积物中正构烷烃和甾醇的分布及来源研究

在黄海、渤海湾和莱州湾采集64个表层沉积物样品,分析正构烷烃(C15～C33)和甾醇(菜子甾醇、菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇)的质量分数和分子组合特征,探讨其来源,比较物质来源的空间差异。结果表明:(1)黄海表层沉积物中类脂生物标志物主要呈现陆源和海源共同影响的特征,其中北黄海以陆源输入为主,高碳数正构烷烃(>C24)具有明显的奇碳优势,陆源高等植物的贡献较大;南黄海陆源输入与海洋自身贡献相当;渤海湾与莱州湾接受来自河流的大量陆源物质;(2)来源于陆源高等植物的甾醇(包括菜油甾醇、谷甾醇和豆甾醇)在黄海表层沉积物中的质量分数远小于渤海湾和莱州湾,但指示硅藻来源的菜子甾醇在整个研究区域均具有较高的质量分数。     

抚仙湖悬浮颗粒物正构烷烃来源及季节特征

为了探究抚仙湖水体中有机质的正构烷烃来源和时空变化特征,对2016年4月~2017年3月抚仙湖水柱悬浮颗粒物中正构烷烃的分布特征、来源、季节变化特征及其与沉积物中正构烷烃的关系进行了研究.结果表明：抚仙湖水柱悬浮颗粒物中正构烷烃的碳数分布范围在C₁₇~C₃₃之间,呈现以优势峰C₂₇和C₂₉为主的单峰分布模式.在垂直梯度的空间分布上,正构烷烃在变温层和温跃层的浓度高于深水层,最大浓度出现在深20m水层,深层水体中正构烷烃浓度受沉积物再悬浮作用影响微弱;在季节变化上,正构烷烃含量存在明显的季节波动,在10月和4月呈现最高值;其中,中长链正构烷烃（C₂₅、C₂₇和C₂₉）丰度与浮游植物生物量季节变化趋势一致,证明浮游植物是抚仙湖水柱中正构烷烃的主要来源,水温是限制抚仙湖水柱中正构烷烃时空分布的关键因子.浮游植物、流域表土和沉水植物的共同输入是抚仙湖沉积物中正构烷烃C₂₉具有较高丰度的原因,沉积物中正构烷烃（C₃₁和C₂₃）来源相对单一,可以有效指示流域陆源植物和沉水植物输入.本文结果可多应用正构烷烃指标进行抚仙湖长序列钻孔古环境重建研究提供数据支持.     

长三角背景点夏季大气PM2.5中正构烷烃和多环芳烃的污染特征和来源解析

为探讨长三角背景点有机气溶胶的污染特征和来源,于2018年夏季在崇明岛进行了为期3个月的PM_(2.5)样品昼夜采集,使用气相色谱-质谱技术分析其中正构烷烃(normal alkanes,n-alkanes)和多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的质量浓度和分子组成,并结合后向轨迹和正交矩阵(positive matrix factorization,PMF)解析其来源.结果表明,观测期间崇明岛PM_(2.5)的质量浓度为(33±21)μg·m~(-3),低于国家空气质量一级标准(GB3095-2012,35μg·m~(-3)),但仍有部分时段污染较重,超标率为35%.其中n-alkanes和PAHs的浓度均值分别为(26±44) ng·m~(-3)和(0. 76±1. 0) ng·m~(-3),污染期(PM_(2.5)≥35μg·m~(-3))比清洁期(PM_(2.5)15μg·m~(-3))高出一个数量级,二者在污染期均呈昼低夜高趋势,而清洁期PAHs昼夜无显著差异,n-alkanes呈现白天大于晚上的特征.分子组成、特征比值及相关性分析显示:PM_(2.5)中67%的n-alkanes来源于化石燃料燃烧,其余为植物排放,PAHs则主要来自化石燃料和生物质燃烧.后向轨迹及PMF的分析结果进一步显示:污染期PAHs主要来自内陆、沿海及长三角地区的机动车与工业排放,贡献了51%,而清洁期受海洋气团控制,PAHs主要来源于船舶排放,贡献了45%,高于燃煤和机动车排放的贡献之和(38%).     

青藏高原北部土壤正构烷烃氢同位素及物源意义

采用正构烷烃及其单体氢同位素组成特征相结合的方法研究了青藏高原北部多年冻土区表层土壤正构烷烃（C₂₁~C₃₃）的生物来源.研究表明：表层土壤中正构烷烃呈双峰型和三峰型的分布特征,表明其具有多个生物来源.长链长正构烷烃（C₂₅~C₃₃）主要来源于陆源高等植物.表层土壤中长链长正构烷烃（C₂₅~C₃₃）中奇碳数正构烷烃的δD值比偶碳数的整体偏轻,原因可能是两者的生物合成途径不同.对中等链长正构烷烃聚类分析后分为两种类型,类型I的中等链长正构烷烃（C₂₁~C₂₄）主要来源于陆源高等植物,类型Ⅱ的中等链长正构烷烃主要来源于细菌等微生物降解的产物.表层土壤样品（FHS-10、TG2-10和TG3-10）中等链长的正构烷烃δD值最轻,应为δD值偏轻的水源和细菌等微生物降解共同作用的结果.     

秋季黄渤海C2~C5非甲烷烃海-气通量与大气反应活性

分别运用吹扫捕集和三级低温预浓缩系统与气-质联用的方法,测定了2014年11月黄渤海表层海水和大气中主要的C₂~C₅非甲烷烃（NMHCs）的浓度,研究其分布特征及海-气通量,并评价了它们的大气化学反应活性.海水中乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯和异戊二烯的浓度平均值分别为53.0,49.4,26.4,29.2,186,62.7,35.6,89.9,42.4pmol/L.大气中乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯和异戊二烯的体积分数平均值分别为0.043,21,0.36,6.7,7.5,0.71,0.12,0.16,0.085×10^-9.大气中乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、1-丁烯和异丁烯具有较好的相关性,均与异戊二烯没有相关性.海-气通量的计算结果表明,近岸陆架海域可能是大气中C₂~C₅NMHCs重要的源.通过计算C₂~C₅NMHCs的臭氧生成潜势和OH·消耗速率,表明乙烯、丙烯、丙烷和正丁烷是黄渤海大气C₂~C₅NMHCs的关键活性组分.