离子液体分析方法研究进展

离子液体(ILs)由于挥发性小和化学稳定性高常称为绿色溶剂而得以广泛生产与应用.同时由于水溶性高和难降解可能给水生生物带来潜在危害,已逐渐引起广大环境化学工作者的关注.如何有效地分离分析ILs是研究其迁移、转化等环境行为及生物毒性的首要问题.为此,本文系统论述了反相液相色谱法、离子对-反相液相色谱法、极性-反相液相色谱法、离子色谱法、毛细管电泳及等速电泳等方法分析ILs的研究进展,分析了各个方法的优缺点和适用对象,展望了ILs分离分析发展的未来趋势.     

基于多源资料天津一次雾-霾过程的边界层特征

为探究雾-霾过程的边界层特征,选取天津市2019年12月7~10日一次严重的雾-霾典型过程,采用常规自动气象站资料、环境小时浓度资料、以及微波辐射计、风廓线雷达、气溶胶激光雷达等多种观测资料及WRF-Chem源追踪方法对此次污染过程进行综合分析. 结果表明,此次雾-霾过程可明显分为雾生成、雾与霾交替、霾、霾消散等4个阶段;雾-霾天气与大气温度层结密切相关,伴随着逆温生成,相对湿度和液态水含量最大增长速率分别达13.44%/h和0.013g/(m³·h),呈爆发性增长,相对湿度快速增至92%,微波辐射资料可较好预报雾的生成;雾与霾交替出现阶段雾天气改变了边界层结构,雾层内大气呈中性状态,相对有利于污染物在雾区内扩散,PM_2.5高浓度主要出现在边界层400m以下,雾顶持续逆温抑制了污染物向上层大气扩散,造成雾区内污染物浓度加重,地面PM_2.5质量浓度为135~223μg/m³,维持中度-重度污染;雾-霾天气与垂直风场有较好的对应关系,雾与霾交替出现阶段存在低风速和较大风速(西南风带来充沛水汽)两种有利于雾维持的情况,雾顶逆温层以上风速为6~12m/s,雾层内为1~2m/s,雾的存在不利于近地面空气质量的改善;此次雾-霾过程天津本地源排放贡献为36.1%,区域输送贡献为63.9%,整个过程表现出明显的区域输送特征.     

土壤重金属监测过程及其质量控制

重点探讨了土壤中典型重金属含量监测过程中样品制备、含水率、预处理等因素对分析结果的影响。实验结果表明,充分风干土壤的含水率在2%～3%左右,200目土壤颗粒度可满足分析精度的要求。硝酸-氢氟酸-高氯酸的多元混酸消解体系可实现对土壤重金属的充分溶解,对标准土壤样品中各元素的回收率可达84%～98%。批次内平行样品以及批次间质控样品各元素的相对标准偏差大都小于10%,符合《土壤环境监测技术规范》的要求,表明该研究建立的系统土壤重金属检测方法结果准确可靠。     

沿海滩涂垦殖对土壤氮总转化速率的影响分析

滩涂湿地在吸收、转化和滞留氮、磷等营养元素方面具有重要功能。选取江苏东部沿海典型滩涂区,分别对垦殖时间为0、3、6、17、30、60 a的沿海滩涂进行采样,对相应的土壤氮总转化速率指标进行实验测定。结果表明,滩涂垦殖后,表征氮素活化过程的指标,如总矿化率、总硝化率、净矿化率和净硝化率等有所增加,而有利于氮固持的铵态氮同化率指标无显著变化,硝态氮同化率指标变慢;围垦期限超过30 a后,各氮总转化速率指标渐趋稳定。相关性分析表明,净矿化率、总矿化率、铵态氮同化率、净硝化率、总硝化率与围垦年限呈显著正相关(p<0.01),相关性系数分别为0.966、0.929、0.819、0.800、0.798;硝态氮同化率与围垦年限呈显著负相关(p<0.01),相关性系数为-0.685;除铵态氮外,全氮、硝态氮、pH值、有机碳均与各氮总转化速率指标呈显著相关关系(p<0.01)。滩涂垦殖后土壤理化性质指标的改变带来土壤氮总转化速率的变化,一定程度上破坏了土壤氮生态系统平衡。     

构建三元混合污染物的三维等效图

等效线分析法广泛应用于二元混合物的毒性相互作用评估.然而,如何构建三维等效图以考察三元混合物中发生的毒性相互作用至今没有文献报道.本研究的主要目的即以三元混合物中3个组分的相对浓度为坐标轴建立三维等效图以考察三元混合物的毒性相互作用.以6种目前在中国广泛使用的农药,包括3种除草剂(2,4-D、敌草净、西草净)和3种杀虫剂(乐果、吡虫啉、残杀威)为混合物组分,采用均匀设计射线法(UD-Ray)分别对三元除草剂和三元杀虫剂混合物中各组分浓度分布进行优化设计,以全面表征实际混合物的浓度多样性.通过费氏弧菌微板毒性分析法测定农药及其三元混合物在不同浓度下的发光抑制毒性,以浓度加和(CA)模型为加和参考模型,建立三维等效图,分析各混合物的毒性相互作用.结果表明,三维等效图能清晰、直观地反映三元混合物的毒性相互作用信息,开拓等效分析法在三元混合物毒性分析中的应用.     

部分除草剂与重金属混合物对发光菌的毒性

以5种不同类型除草剂和4种重金属为混合物组分,探索混合物毒性变化规律.应用微板毒性分析方法,测定了百草敌、磺草灵、西草净、除草定、环嗪酮、CdCl2·2.5H2O、Ni(NO3)2·6H2O、CoSO4·7H2O和ZnSO4·7H2O对淡水发光菌—青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.—Q67)的发光抑制毒性.应用非线性最小二乘拟合技术模拟实验剂量-效应数据.结果表明,5种除草剂与4种重金属化合物的剂量-效应曲线(DRC)均可用Weibull函数有效表征.为了全面考察各种不同浓度组成的混合物对Q67的毒性,设计了9个组分同时存在的3个等效应浓度比(EECR)混合物和10个均匀设计浓度比(UDCR)混合物.同样应用微板毒性分析方法测定了各个混合物对Q67的抑制毒性,并应用非线性最小二乘拟合技术模拟了其剂量-效应曲线.通过剂量加和(DA)与独立作用(IA)模型综合分析了各个混合物对发光菌的毒性变化规律.结果表明,不同类型除草剂与多种重金属的各种浓度组合的混合物毒性均可用DA模型进行预测和评估.     

长江口及毗邻海域沉积物中多环芳烃分布、来源及风险评价

采用GC-MS联用技术分析了长江口及毗邻海域的表层沉积物样品中16种多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs)的质量比,对其组分、分布、来源及生态风险水平进行了探讨.结果表明,长江口及其毗邻海域PAHs的质量比为229.6～1 242 ng·g-1(平均值为919.2 ng·g-1),检出的16种PAHs均以4～6环为主,占PAHs总量的62.07%～89.28%; 采用2～4环低相对分子质量与5～6环高相对分子质量的比值(Mr(LMW)/Mr(HMW)),荧蒽与芘的比值(Mr(FLUA)/Mr(PYR))分析PAHs的来源情况,结果显示研究区域中PAHs主要来源于石油源; 采用国外沉积物质量评价方法的生物影响效应低值(Effects Range Low, ERL)和生物影响效应中值(Effects Range Median, ERM)对PAHs污染水平进行评价,研究区域PAHs的污染水平相对较低,对底栖生物产生危害风险的可能性较小.     

部分重金属化合物对淡水发光菌的毒性研究

应用微板毒性分析方法,分别测定了CdCl2·2.5H2O、CoSO4·5H2O、Cr(NO3)3·3H2O、Cu(NO3)2·3H2O、Fe(NO3)3·3H2O、MnCl2·9H2O、Na2SeO3、ZnSO4·7H2O、Ni(NO3)2·6H2O9种重金属离子化合物及其混合物对淡水发光菌—青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensissp.—Q67)的发光抑制毒性.结果表明,9种重金属离子化合物对Q67的剂量-效应关系均可用Weibull或Logit模型有效描述.由拟合剂量-效应曲线得到这9种重金属离子化合物的半数效应浓度EC50的负对数值(-logEC50)分别为4.35、3.08、2.39、3.83、3.34、2.39、3.32、3.93和2.76,说明其毒性顺序为:CdCl2·2.5H2O>ZnSO4·7H2O>Cu(NO3)2·3H2O>Fe(NO3)3·3H2O>Na2SeO3>CoSO4·5H2O>Ni(NO3)2·6H2O>Cr(NO3)3·3H2O≈MnCl2·9H2O.为了研究重金属混合物的毒性规律,设计了4组等效应浓度(EC50、EC15、EC10和EC5)比混合物,测试了其混合物毒性,并应用剂量加和(DA)、独立作用(IA)原理及经典联合毒性评价方法进行了分析.DA与IA分析表明,所研究的4种混合物的毒性具有拮抗特征,而毒性单位法(TU)和混合指数法(MTI)的评价结果均为部分相加作用,相加指数法(AI)的评价结果则为拮抗作用.所选评价方法不同,混合物毒性评价结果可能也不同.     

复合铁铝氢氧化物对As(Ⅴ)的吸附作用

从吸附剂的组成、结构、表面性质、溶液的酸度及砷的存在形式等方面探讨了复合铁铝氢氧化物(Fe5Al2(OH)21.nH2O)对溶液中As(Ⅴ)的吸附.结果表明,该吸附剂具有微晶体的结构特征,孔径小,比表面积大,等电位点pH值为8.3;在pH为4-8的溶液中,对As(Ⅴ)的吸附能力很强,饱和吸附容量Qm分别为:0.7901(pH5),0.5981(pH7)和0.3033 (pH9)mol·kg-1, 常见共存离子不影响砷的吸附.Langmiur方程能很好地描述实验的吸附等温线.吸附态 As(Ⅴ)的解吸量随解吸剂pH值的升高而增大.