湖泊沉积物有机碳分析的最优化方法

通过真空干燥法、烘干法、清洗烘士法的条件实验，确定清洗烘干法为合理、简便、可比性好的有机碳仪器分析的前处理方法。     

湖泊沉积物有机碳的仪器分析法

通过条件实验，确定影响含碳酸盐湖泊沉积物有机碳分析的主要因素是清洗操作和空气中吸湿恒重操作。真空干燥法与清洗烘干法的结果一致。较合理的有机碳分析是用约４０～６０倍体积的１Ｎ盐酸在超声振荡作用下将无机碳清除，过滤清洗至无氯离子，并在分析前于空气中吸湿平衡，所用样品重量之差应小于５％，分析相对误差为±１４％。     

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。     

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。     

样品处理方法对海洋沉积物有机碳稳定同位素测定的影响

利用元素分析仪-稳定同位素质谱仪（EA-IRMS）联用技术测定海洋沉积物样品有机碳稳定同位素比值,样品的前处理方法会影响测定结果的准确性。本文选取两种常用前处理方法:酸洗法和酸蒸法进行比对。通过对比,酸洗法使用的最佳条件是1 mol/L的HCl,处理8 h,可较好去除沉积物样品中的无机碳;酸蒸法的最佳反应条件是处理12~18 h,且应根据沉积物样品无机碳含量选取相适的处理时间。两种处理方法,在最佳条件下所得测试数据标准偏差均满足测试要求,证明两种方法均适用于沉积物样品的测试。     

湖库沉积物的测试方法

<正> 目前湖库沉积物一般用超声波进行理性的沉积物厚度测定.设备比较复杂,误差比较大,没有得到普遍采用.本文将提出一种测定湖库沉积物的新方法. 本方法的基本原理是:用一定深度、已知截口面积的容器置于湖库底的采样点上,让其承接沉积下来的沉积物.采样一定时间后,将沉积下来的沉积物取出,烘干至恒重称重,求得湖库的沉积物量.     

长江口崇明东滩海三棱藨草对沉积物有机碳库的贡献研究

湿地植被通过光合作用、埋藏分解等方式将有机碳输送至沉积物中,为了探究植被对于湿地沉积物有机碳库的贡献率,本文使用埋管与长石粉样方两种手段,以崇明东滩为例,定量估算了海三棱藨草植被对潮滩沉积物有机碳库的贡献率.埋管研究显示,不同温度下死亡植被分解输入和沉积物呼吸降解过程的差异是造成沉积物中冬夏两季有机碳含量差异明显的主要原因.冬末时节埋管沉积物有机碳平均含量为5.72mg·g-1,碳库呈"积累"状态;夏季含量减少为4.89 mg·g-1,碳库呈"亏损"状态.海三棱藨草死亡、倒伏和掩埋,使得沉积物有机碳含量剖面出现显著分层,埋管样品中分层间隔为10 cm左右,与长石粉样方测研究区域当年沉积速率相对应(11.6 cm·a-1:2012年8月28日—2013年9月2日).沉积物有机碳含量与δ13C值的显著负相关性(p0.01)表明,植被输入有机碳的累积和降解是沉积物碳库动态变化的主要因素.忽略有机质降解中碳的分馏作用下,根据碳同位素质量平衡混合模型,计算得出春夏季植被有机碳净输入为0.65 mg·g-1,约占沉积物有机碳库含量的7.35%,秋冬季节植被有机碳净输入为2.06 mg·g-1,约为占有机碳库含量的31.20%.     

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。     

北方典型浅水湖泊沉积物有机碳沉积特征研究—以白洋淀为例

湖泊沉积物中有机碳是全球碳库的重要组成部分,为明确浅水湖泊沉积物中有机碳的沉积特征,采集了白洋淀的沉积柱样品,利用连续提取的方法,分析了沉积物自然沉积过程中水溶性有机碳（WSOC）、热解性有机碳（THOC）、酸解性有机碳（HHOC）、碱解性有机碳（AHOC）和不溶性有机碳（WISOC）的含量变化规律、光谱组分特征及影响因素.结果显示,各有机碳组分垂直方向上含量变化规律一致,均随深度增加呈下降趋势,表层20 cm左右的沉积物中有机碳组分含量普遍较高,含量特征呈WISOC>AHOC>HHOC>THOC>WSOC.用紫外光谱的特征参数SUVA₂₅₄、SUVA₂₈₀来分析溶解性有机碳的腐殖程度和分子量大小变化规律,发现腐殖程度与分子量大小变化趋势一致,WSOC和HHOC随深度增加呈增大趋势,THOC随深度增加呈减小趋势,AHOC在0~21 cm阶段随深度逐渐下降,在21~69 cm范围随深度逐渐上升.用A₃₀₀/A₄₀₀表征 有机碳分子构成,发现THOC、HHOC主要由富里酸构成,WSOC、AHOC主要成分为胡敏酸.用A₂₅₃/A₂₀₃表征芳环取代基的种类,发现WSOC、THOC、HHOC苯环上的脂肪链发生聚合反应转化为羰基、羧基等;AHOC的芳香分子上的取代基被微生物代谢分解或转化为脂肪链.相关性分析结果显示,沉积物有机碳及其各组分之间均呈显著正相关,沉积物中的有机碳组分在沉积过程中受到类似的矿化分解作用,且有机碳及其组分含量与C/N值、pH值呈显著负相关.研究成果揭示了白洋淀区域沉积环境中有机碳组分的分布及部分转化规律,可为进一步明确浅水 湖泊的碳源-汇的转换关系结构提供数据支持.     

珠江口表层沉积物有机碳不同浸提组分的空间分布特征

活性有机碳是海洋沉积物有机碳的重要组成部分,研究河口区沉积物不同浸提组分的活性有机碳对于认知近海活性有机碳的迁移转化过程具有重要意义,可为全球碳循环研究提供基础。本文于2013年7月采集珠江口表层沉积物样品,通过盐提取（SEC）、水提取（WEC）、氯仿熏蒸提取（MBC）和酸提取（AHC）等方法测定其活性有机碳,研究其分布规律及相互关系。结果表明:（1）珠江口表层沉积物SEC、WEC、MBC和AHC的平均含量分别为（768.0±23.5）×10-6、（688.1±31.2）×10-6、（963.2±26.4）×10-6和（3040.7±18.2）×10-6;（2）沉积物SEC和AHC含量由西北部向东南部逐渐减少,而MBC含量由口外向西北口内逐渐减少,WEC空间分布则相对均匀;（3）陆源输入的较难降解的活性有机碳主要在西部区域沉积,而微生物活性有机碳量则主要在东南部口外处沉积。总体来看,受人类活动的影响,珠江口沉积物中的活性有机碳含量相对较高,不利于其有机碳的埋藏。     

中国表层土壤有机质空间分布模拟分析方法研究

气候变化背景下,对土壤有机碳的研究是目前大尺度上土壤性质研究的热点。基于第二次全国土壤普查5 374个典型土壤剖面数据,分析表层土壤有机质(20 cm)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤有机质含量的空间分布格局,探讨该方法的模拟误差,为国家尺度上有机碳的估算提供方法参考。研究结果表明,对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为15.61 g.kg-1和56.59%,与普通克里格法相比分别降低了1.61 g.kg-1和20.84%;对样点分布较少以及无样点的西北地区和台湾省的模拟结果也更符合实际情况。建模样点减少一半的情况下,模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差仅分别增加了0.14 g.kg-1和1.07%。因此,论文方法可作为模拟国家尺度上有机质空间分布相对有效的方法,同时如何使模型解释更多的土壤有机质空间变异将是进一步提高模拟精度的关键。     

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.     

城区叶面尘特性及其多环芳烃含量

用多步连续洗脱方法采集了干线道路路侧和远离道路校园内冬青卫矛叶面积尘,研究了叶面尘的采集方法.测定了2类叶面尘的粒径分布、有机碳含量和多环芳烃含量.结果表明,所测样品上的叶面尘可以在超声条件下4min一步洗脱.路边样品叶面尘积累量几乎是校园样品的2倍.2样品粒径分布基本形态非常相似,包括200μm以上和以下2个组分.后者占绝对优势.但校园内样品叶面尘粒径明显小于路边样品,两者粒径中位数分别为17.2μm和23.1μm.路边样中相对较粗部分显然来自机动车行驶扰动.由于颗粒较细,采自校园叶面尘中多环芳烃含量略高于路边样品.但不同多环芳烃分布谱非常相似.     

基于液相31P核磁共振分析的沉积物样品制备方法研究

液相31↑P核磁共振（phosphorus-31 nuclear magnetic resonance,31↑P-NMR）是近年来用于分析沉积物有机磷组成的新技术.本研究围绕31↑P-NMR分析沉积物样品的制备过程（包括样品前处理方法、提取时间、提取剂比例、样品浓缩等）进行探讨.结果表明,采用风干的沉积物样品进行提取,...     

乌鲁木齐地区土壤中有机氯农药残留特征及来源分析

在乌鲁木齐地区,采集了28个表层土壤样品,采用气相色谱法对土壤中有机氯农药残留进行了分析,揭示了乌鲁木齐地区土壤中有机氯农药的残留水平,分布及来源.结果表明,研究区域内土壤中DDTs,HCHs和甲氧滴滴涕均有较高的检出率(68%~93%),是土壤中的主要污染物.乌鲁木齐表层土壤中OCPs的含量在16.40~84.86μg/kg,平均值为(41.89±16.25)μg/kg.有机氯组成特征表明,土壤中有机氯农药残留主要来源于历史上的使用.土壤有机碳是影响有机氯分布的重要因素.与国内外同类研究及中国土壤环境质量标准相比较发现,研究区土壤中DDTs、HCHs的残留均处于较低水平.     

环境样品中多氯联苯的分析技术

作为一种持久性有机污染物,多氯联苯在地球上的分布十分广泛。然而由于多氯联苯在环境样品中残留浓度低、干扰物质多且组成复杂,必须对环境样品进行预处理。目前较为常用的含多氯联苯样品的前处理技术有：溶剂萃取技术、固相萃取技术、固相微萃取技术、超临界萃取技术、微波萃取技术和加速溶剂萃取技术等,分析经过技术处理以后的样品常用的方法有化学分析方法和生物分析方法,化学方法包括气相色谱法,气相色谱质谱分析法等;生物方法有生物传感器测定法、表面胞质团共振检测、以Ah受体为基础的生物分析法和酶联免疫检测法。中国在这方面的研究投入不够,应加大人力、财力和物力的支持,提高环境样品中多氯联苯的检测水平。     

中国典型城市固体废物可降解有机碳含量的测定与研究

城市固体废物填埋处理产生的甲烷是一种重要的温室气体,城市固体废物中可降解有机碳(DOC)含量是计算其甲烷排放量的重要因子之一.1996年IPCC指南给出了不同可降解有机碳的公式和不同类型固体废物可降解有机碳缺省值.该缺省值主要来自发达国家的文献,不能完全适合中国的实际情况.选择武汉和沈阳作为我国南方和北方城市的代表,分别在其老城区、新建城区、综合市场、食品超市、垃圾填埋场等区域进行固体废物采样,经过化学分析得到代表城市干基和湿基固体废物的含水率、含碳量和可降解有机碳含量,并对其成分特征进行分析,得到中国城市固体废物可降解有机碳含量推荐值.      

不同渗滤液循环方式对填埋层甲烷产生的影响

通过填埋模拟柱 ,实验室研究了以我国大城市生活垃圾组成为依据的新鲜垃圾填埋层在不同渗滤液循环方式条件下甲烷产生的规律 .渗滤液循环方式包括 :原液循环、好氧预处理 (SBR)后循环、与陈垃圾出水混合后循环 .结果表明 :新鲜垃圾填埋层初期渗滤液COD、VFA浓度高 ,原液循环导致有机酸的积累 ,抑制了甲烷化进程 ;初期渗滤液经预处理控制一定COD、VFA浓度后循环 ,能够显著地缩短产甲烷滞后时间、加速甲烷化进程 ;当填埋层进入稳定的甲烷化阶段后 ,渗滤液循环才能有效地降解渗滤液中的有机污染 ,近 10 0 %地转化为填埋气体.     

Secondary organic carbon quantification and source apportionment of PM10 in Kaifeng, China

During 2005, the filter samples of ambient PM₁₀ from five sites and the source samples of particulate matter were collected in Kaifeng, Henan Province of China. Nineteen elements, water-soluble ions, total carbon (TC) and organic carbon (OC) contained in samples were analyzed. Seven contributive source types were identified and their contributions to ambient PM₁₀ were estimated by chemical mass balance (CMB) receptor model. Weak associations between the concentrations of organic carbon and element carbon (EC) were observed during the sampling periods, indicating that there was secondary organic aerosol pollution in the urban atmosphere. An indirect method of “OC/EC minimum ratio” was applied to estimate the concentration of secondary organic carbon (SOC). The results showed that SOC contributed 26.2%, 32.4% and 18.0% of TC in spring, summer-fall and winter, respectively, and the annual average SOC concentration was 7.07 μg/m³, accounting for 5.73% of the total mass in ambient PM₁₀. The carbon species concentrations in ambient PM₁₀ were recalculated by subtracting SOC concentrations from measured concentrations of TC and OC to increase the compatibility of source and receptor measurements for CMB model.