氯/溴稳定同位素分析技术及其在环境科学研究中的应用

稳定同位素分析被认为是环境污染物溯源和转化途径探究的有效工具.针对氯/溴稳定同位素研究已经开发了一些较为可靠的分析技术,被广泛应用于氯乙烯、氯苯、溴酚、多溴二苯醚和有机氯农药等有机污染物的研究.本文综述了近年来氯/溴同位素分析技术的最新进展,介绍了稳定同位素分析技术在含氯/溴有机污染物的溯源分析和降解途径识别等方面的应...     

稳定氢氧同位素在定量区分植物水分利用来源中的应用

全球气候变化下陆地生态系统的适应性是当前科学研究关注的主题之一,了解生态系统如何响应及影响全球气候变化有利于人类对未来生存环境的预测和适应。生态系统中不同来源水分对植物生长相对贡献决的大小一定程度上决定了生态系统对气候变化的响应方式、程度和响应结果,因此跟踪和分析植物利用水分的来源是制定全球气候变化对策的一个重要研究内容。本文介绍了稳定氢氧同位素技术研究历史及其在定量区分植物利用水分的来源研究中的应用原理与具体方法。由于土壤水分在被植物根系吸收及随后沿导管向上传输的过程中,与外界环境不发生水分交换,因此不存在同位素的分馏过程,所以植物茎木质部水分同位素组成能反映出植物利用的来源水分同位素信息。通过比较植物茎木质部水分与植物利用的不同来源水分同位素值,利用二项或三项分隔线性混合模型(two-orthree-compartment linear mixing model),可以估算出植物对不同来源水分的相对使用量。而由于植物叶片水分同位素组成受到周围环境的温度、湿度、降雨和土壤水分的异质性等许多因素的影响,通过比较分析植物茎木质部水分和叶片水分同位素组成的差异可以得到植物周围环境的气候信息。植物利用水分的来源存在显著的季节性差异,并且,不同生活型植物在利用水分来源上存在明显不同。植物根系的分布及根深是决定植物利用水分来源的一个重要的因素,表层和深层根系的相对分布及其活性影响着植物吸收水分的范围。当然,利用线型分隔混合模型定量区分植物利用水分的不同来源,还有许多值得改进的地方,而且,尽管稳定同位素技术在植物科学中的应用正迅速发展起来,但利用稳定氢氧同位素来分析环境因素对植物影响的研究还只是刚刚展开,还有许多方面值得去进一步探索。     

稳定同位素在污染物溯源与示踪中的应用

由于稳定同位素在特定污染源中组成确定,且具有分析结果精确可靠、在污染物迁移与转化过程中不发生显著变化的特点,故已被广泛应用于环境污染事件的仲裁、环境污染物的来源分析与示踪研究中。介绍了稳定同位素分馏对于来源分析的影响以及稳定同位素技术在污染物溯源与示踪中识别大气多环芳烃来源、推测环境中硫和铅的来源、考察甲基叔丁基醚来源与降解过程等方面的应用进展。     

六六六转化的同位素分馏效应及其环境应用研究进展

有机污染物转化具有同位素分馏效应,此效应可用于揭示反应机理,并在环境污染的风险评价与治理修复中具有应用前景。六六六(六氯环己烷,HCH)曾长期用作杀虫剂,化学性质稳定,降解半衰期长,是典型的持久性有机污染物。近年来,在HCH不同转化途径的同位素分馏效应、环境中HCH的同位素分析等方面取得了许多进展,集中反映了污染物转化同位素分馏领域的理论成果和应用价值。该文在简要介绍同位素分馏现象及其分析方法——单体同位素分析(CSIA)技术的基础上,对以HCH为代表的有机污染物转化过程中的同位素分馏效应进行评述,着重介绍了新方法的运用,如双元素同位素分析、同位素-对映体分馏分析等。通过污染物溯源、食物链传递、土壤-植物体系转化和污染场地修复等方面的实例,展示了同位素分馏的潜在用途,以期为有机污染的风险评价与控制修复提供方法学参考。     

环境蛋白组学及污染物分子毒性检测技术

环境蛋白组学是蛋白组学与环境科学交叉融合的新兴学科,研究污染环境与蛋白组之间的相互作用规律与检测技术方法.环境蛋白组学的发展,取决于双向凝胶电泳、质谱、蛋白质芯片和生物信息学等技术的完善与应用.综述环境蛋白组学的主流技术,介绍环境蛋白组学技术在污染物分子毒性检测中的应用,探索污染物与蛋白组之间的相互作用机理,是人体与环境健康科技发展的起步过程.     

大连刺参氨基酸碳稳定同位素组成特征的分析

本研究应用气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)对大连不同养殖区刺参氨基酸的碳稳定同位素组成进行分析,同时分析其食物来源的碳稳定同位素组成特征,探究刺参氨基酸稳定同位素组成差异形成的原因,并探讨以此作为刺参产地溯源的可行性.结果显示,刺参氨基酸δ~(13)C平均值为-19.35‰,其中李官、獐子岛较低分别为-25.26‰、-25.41‰,谢屯、大长山较高分别为-8.90‰、-12.59‰,且各地刺参δ~(13)C值差异显著;刺参食源氨基酸δ~(13)C平均值为-20.93‰,其中李官、獐子岛较低分别为-26.19‰、-24.25‰,谢屯、大长山较高分别为-11.58‰、-16.31‰,各地差异显著.发现刺参与其食源氨基酸碳稳定同位素组成有一定相关性,其中必需氨基酸相关性系数为0.97,非必需氨基酸为0.77.各地食源氨基酸δ~(13)C值的差异为各地刺参氨基酸碳稳定同位素组成的差异性提供依据,且发现以非必需氨基酸δ~(13)C值作为指标时对各地刺参区分效果更好.相关结论能为氨基酸的稳定同位素分析技术应用于鉴别刺参来源的真实性提供理论依据.     

燃烧源与沙尘颗粒物中铁的同位素组成

铁是生命必需的微量营养元素之一,可有效促进海洋的初级生产力.大气沉降被认为是开阔海域生物有效铁最主要的来源,而燃烧源与沙尘颗粒物对其贡献的大小,目前还并不清楚.铁同位素技术的发展为大气及海洋环境中铁元素溯源提供了新的技术路径.由于其在大气及海洋环境领域的应用还十分有限,目前对不同来源颗粒物的铁同位素组成的认知也比较有限...     

离子液体-液相微萃取技术在环境污染物分析中的应用

离子液体是一种环境友好的绿色溶剂.因其具有独特的理化性能,如蒸汽压低、不易挥发、稳定、黏度以及在水中的溶解性可调等特点,在样品前处理技术中可以替代传统的有机溶剂作为萃取溶剂,提高了分析的选择性和灵敏度.本文对基于离子液体的液相微萃取技术(单滴液相微萃取、中空纤维液相微萃取、分散液液微萃取)在环境污染物分析中的应用进行综述.     

表面增强拉曼散射光谱新型基底及其在环境微生物分析中的应用研究进展

表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）光谱作为一种新型的快速分析技术,在灵敏度、分辨率、重现性等方面的进一步提高及应用领域的不断扩大,主要取决于该技术的核心组成部分基底的发展,新型基底研究一直是该技术领域的热点之一.从基底组成类型出发,围绕SERS增强机理（电磁增强与化学增强）,综述近几年零维（0D）纳米胶体与颗粒、一维（1D）纳米棒、二维（2D）平面载体与三维（3D）立体载体作为新型基底材料的研究进展,对典型材料的结构特性、拉曼增强机理、优缺点、性能优化方法及应用等进行分析和对比;介绍SERS及相关联用技术在环境微生物分析中的应用进展.SERS通过材料维度的增加及形状的改变而增加基底的稳定性,改善其检测“热点”的均匀度,提高获得的谱图重现性;SERS通过基底材料的功能化修饰进一步提高其检测的特异性;SERS通过与微流控、稳定同位素标记、机器学习等联用提高其对复杂样品的检测能力,从而使其在环境微生物的鉴别、分类、监测等方面发挥着不可替代的作用.由于环境微生物种类繁多,个体组成与取样环境复杂,非目标物质干扰较多,环境微生物SERS...     

稳定碳同位素激光检测仪监测生物质燃料掺烧比的研究

稳定碳同位素激光技术可用于检测煤和生物质的碳同位素比值δ13C,以确定燃煤耦合生物质的掺烧比,且不受含水量影响.本文通过对煤(山西煤、内蒙古煤、贵州煤)和生物质(玉米秸秆、棉花秸秆、木屑、稻壳)混燃烟气进行稳定碳同位素比值测定,在一定的生物质掺烧比范围(碳量基、热量基)内建立在线分析方法得到拟合线性方程y=ax+b,拟合优度R²>0.99.所得分析方法可用于在线监测生物质掺烧比变化情况,当生物质掺烧比为20%时,误差分析控制在0.5%—2.0%以内.此外,该检测-分析方法能够实时、准确地监测生物质掺烧比,可为国家针对生物质使用量补贴政策的制定和实施提供技术支撑;同时可用于追踪“碳溯源”,推动碳排放监测和碳交易市场的快速发展.