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。     

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。     

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。     

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)。     

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.     

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。     

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.     

含糖废水活性污泥制备生物柴油的方法探究

本研究以处理葡萄糖废水的活性污泥为研究对象,考察了细胞破壁方法、油脂萃取溶剂及甲酯化方案对制备生物柴油的影响,并提出适用于活性污泥制备生物柴油的方法,以期为实现剩余污泥资源化、降低生物柴油生产成本提供技术支持.实验采用了盐酸加热、盐酸加热-超声、超声及液氮冷冻4种细胞破壁方法,选用二氯甲烷-甲醇和正己烷-甲醇-丙酮两种油脂萃取溶剂组合,使用油脂萃取-甲酯化(两步法)和原位甲酯化(一步法)两种方案,以降解含糖废水的活性污泥为原料,制取生物柴油.研究结果表明,盐酸加热破壁配合二氯甲烷-甲醇提取油脂的两步法获得的生物柴油产量最高,每克污泥(干重)的生物柴油产量达(60.4±3.5)mg·g-1.超声破壁一步法虽产量偏低((45.5±3.2)mg·g-1,以SS计),但步骤相对简单,化学试剂用量少.通过GC-MS分析发现,不同甲酯化方案所制备的脂肪酸甲酯(FAMEs)在组分上差别不大,除了含有月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈油酸甲酯、棕榈酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯,还含有5种带甲基支链的脂肪酸甲酯及两种单不饱和脂肪酸甲酯,这可能对改善生物柴油的低温流动性有一定的帮助.     

药物及个人护理品的污染现状、分析技术及生态毒性研究进展

随着医药及洗化行业的快速发展,PPCPs（pharmaceuticals and personal care products,药物及个人护理品）的生产和使用量增长迅速,已经成为自然环境中具有潜在生态风险的一类新型污染物.由于PPCPs在环境中浓度低、检测难度大、生态风险具有潜伏性,高灵敏度的定量检测方法已成为研究的热点.比较了文献中常用的不同预处理方法〔液液萃取（liquid liquid extraction,LLE）、固相萃取（solid phase extraction,SPE）、固相微萃取（solid phase micro extraction,SPME）、超声波溶剂萃取（ultrasonic solvent extraction,USE）、加压液相萃取（pressurized liquid extraction,PLE）、微波辅助溶剂萃取（microwave assisted solvent extraction,MASE）〕和检测方法〔GC/MS（气相色谱-质谱）、GC/MS/MS（气相色谱-双质谱）、HPLC/MS（高效液相色谱-质谱）、HPLC/MS/MS（高效液相色谱-双质谱）〕对地表水、沉积物、饮用水等不同介质中PPCPs检出限和检出浓度的异同,发现水样预处理常采用固相萃取法,其具有高回收和富集倍数、消耗有机溶剂少、省时等优点;固相样品预处理常采用超声溶剂萃取,其具有操作简单、适用性广等优点;HPLC/MS/MS检测方法具有广泛适用性,可检测大多数PPCPs,并且操作简单、灵敏度高.PPCPs会在水生生物体富集,并会表现出抑制酶活性、蛋白质及核酸合成、干扰藻类生长、影响动物活动等毒性效应.建议未来应加强环境中超低浓度PPCPs定量、定性分析技术的研发与应用,同时加强其环境风险研究,为揭示PPCPs的环境归趋行为提供技术支持.      

Analysis of organic compounds in coal gasification wastewater

A procedure for analysis of organic pollutants in coal gasification wastewater was developed, including a series extraction steps at different pH, followed by LC separation or resin adsorption, then analyzed by GC or GC/MS. More than 200 organic pollutants in 22 categories were determined. CH2CL2 extraction at NaHCO3 presence was used to separate carboxylic acids with phenolic compounds in aqueous. Derivatization with acetic anhydride was used for analyses of mono-, di-, poly-hydroxyl phenolic compounds. 21 mono-hydroxyl phenols and 13 di-hydroxyl phenols were determined from the coai gasification wastewater samples. Derivatization with BF3-CH3OH was used for analysis of carboxylic acid. 17 mono-carboxyl, 4 di-carboxyl acids and 6 aromatic acids were determined from coal gasification wastewater samples.     

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.     

富油微藻-真菌共培养资源化处理模拟畜禽养殖废水的效能研究

为探究富油微藻-真菌共培养处理畜禽养殖废水的可行性,构建小球藻(Chlorella vulgaris)和米曲霉菌(Aspergillus oryzae)的共培养体系,通过调节不同比例的微藻真菌初始接种量,对模拟畜禽养殖废水污染物去除、藻菌结合与采收、生物质干质量与生化组分以及生物柴油生产能力进行系统研究.结果表明：(1)C. vulgaris和A. oryzae在废水处理过程中具有协同效应,与C. vulgaris单独处理相比,共培养更有利于污染物的去除.最优藻菌接种比例为25∶1,TN、NH₄⁺-N、TP、COD和Cu(Ⅱ)的去除率分别达72.51%、71.19%、92.23%、91.47%和90.38%.藻菌共培养对3种磺胺类药物(SAs)也具有显著的生物去除效果,磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺甲恶唑(SMX)和磺胺间甲氧嘧啶(SMM)的去除率分别达57.61%、58.31%和50.48%.(2)丝状真菌易于与微藻形成球状体,在菌丝强力支撑作用下,C. vulgaris在废水中呈现悬浮状态,提高污染物的去除率,并实现对微藻的高效采收,最高采...     

Analysis of particulate organics in a forest atmosphere by thermodesorption GC/MS

Aerosol samples from a forest site were collected on glass fiber filters, and particulate bound organics were analyzed by a thermodesorption GC/MS procedure. A conventional GC injector was modified to enable the insertion of loaded filter samples without disarranging the GC-system. Seven commercial glass fiber filter types were tested for performance with regard to sampling and analysis requirements. Sixty-six substances were detected in aerosol samples, 40 organics, mainly n-alkanes, phthalic acid esters, fatty acids, fatty acid esters, n-alkane nitriles and polycyclic aromatic hydrocarbons (HCs) were identified. Comparative measurements of samples collected at an urban site and in flat showed only small differences for the ratio of the main constituents identified.     

用气相色谱法测定污染土壤中的多氯联苯

利用超声波萃取法提取土壤中的有机组分,采用浓硫酸净化、气相色谱法进行分析,根据峰型和保留时间,以多氯联苯的商业用混合物的形式定性、定量,可以检出污染土壤中0．005mg／kg的多氯联苯。     

大气甲醛稳定碳同位素分析方法研究

利用气相色谱/燃烧/同位素比值质谱(GC/C/IRMS)技术,采用2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化,初步研究了单体化合物稳定碳同位素方法研究大气甲醛来源问题.根据不同同位素组成的甲醛与DNPH反应,模拟大气采样,具体讨论了甲醛与DNPH衍生化过程的同位素效应及分析方法的重现性与精确度.结果表明,每个甲醛2,4-二硝基苯腙样品分析的最大标准偏差为0.3‰;不同同位素组成的甲醛衍生化产物甲醛2,4-二硝基苯腙与理论值的平均偏差为0.24‰±0.14‰(从0.03‰到0.35‰),小于仪器分析误差0.5‰,该衍生化过程不存在同位素分馏.采用该方法对酒店大厅内外大气甲醛碳同位素组成进行了初步研究,结果表明不同来源的甲醛同位素组成具有显著差异,可以为大气甲醛的来源分析提供非常有效的信息.     

Biogenic and anthropogenic organic compounds in eolian particulates in the East Mediterranean region—I. Occurrence and origin

Lipids of biogenic and anthropogenic origin were determined in aerosol samples, collected seasonally, in a coastal area on the north of the island of Crete. Lipid classes such as n-alkanes, hopanes, polycyclic aromatic hydrocarbons, fatty alcohols, fatty acids, fatty acid salts and α,ω-dicarboxylic acids were characterized by GC/MS and GC/FID analysis, in terms of their contents of homologous compound series. The concentrations ranged between 56 and 215 ng m⁻³ for n-alkanes, 10 and 52 ng m⁻³ for polycyclic aromatic hydrocarbons, 2 and 31 ng m⁻³ for fatty alcohols, 13 and 279 ng m⁻³ for fatty acids, 24 and 220 ng m⁻³ for fatty acid salts and 0.4 and 7.5 ng m⁻³ for α, ω-dicarboxylic acid salts. The prevailing winds were influencing the composition of the eolian particles. Generally, aerosols sampled during south wind events predominantly contained lipids originating from higher plants, while when north and northwest winds prevailed the major components were of marine origin. The absence of unsaturated fatty acids in all aerosol samples is related to the presence of α,ω-dicarboxylic acids, which are believed to be their photo-oxidation products.