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。     

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...     

稳定同位素技术在污染环境生物修复研究中的应用

稳定同位素技术主要应用于地球化学,它是将人工合成的同位素标记特定的化合物,追踪标记物在生命活动中的变化规律,目前该项技术也广泛应用于环境微生物学、生态学、生物医学等领域.生物修复是利用存在于土壤、地下水和海洋等环境中的生物特别是微生物将有毒、有害的污染物降解为二氧化碳和水,或转化为无害物质,从而使污染的生态环境修复为正常生态环境的过程.这些降解微生物都来自于小部份可培养微生物,对于大部份未可培养降解微生物,通常在实验室条件下很难得到.而利用稳定同位素技术,如13C标记底物,收集利用该底物的微生物核酸,就可以得到具有降解作用的功能微生物,为环境污染生物修复提供重要的菌源和功能基因.环境中的许多物质都可以用SIP来标记,这些标记物主要有PLFA-SIP、DNA-SIP、RNA-SIP等,它们都可以用来在复杂样本中进行有特殊代谢功能微生物的鉴定和分析,在利用微生物进行生物修复中具有重要的意义.图2表1参42     

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。     

基于稳定同位素的天津市北塘排污河污染源解析研究

依据不同采样点污染物组分不同,分析各样品中氢、氧同位素组成比率,判断各采样点污染贡献率。研究以天津市北塘排污河为例,将其分为若干段,每一段作为一个箱式模型对流人和流出区段的溶解态氢、氧同位素比率进行检测,借助氢、氧同位素成分比率图求算各区段的污染贡献率,同时判断是否有新污染源增加,研究表明北塘排污河下游中心桥闸处污染贡献率最高,达到污染总量的70％,另外发现2个污染未知源,分别位于北塘排污河中游检测点和山岭子问、山岭子与永和闸间。     

汾河源头水源稳定同位素特征及水源解析

针对汾河源头水的来源不清楚的问题,以宁武地区汾河源头流域为研究区,通过系统采集区域内河水、湖水以及浅层地下水样品,运用水体化学离子分析和氢氧同位素技术,确定区内各水体的水化学特征、氢氧同位素特征及其水力联系,运用端元混合模型(EMMA)量化河水的水分来源.研究表明,河水与浅层地下水的电导率沿程变化从上游至下游呈上升趋势...     

西江水体悬浮物颗粒有机碳稳定同位素组成及时空变化

通过对西江下游马口水文站多年的定点观测以及对虎门、梧州、江口等全流域多个河流断面悬浮物样品的稳定碳同位素分析,报道了近年来人类活动对西江流域影响的观测结果.研究发现:西江水体悬浮物颗粒有机碳稳定同位素组成从中游的-26.6‰到河口-19.8‰,逐渐变"重",此结果基本反映了流域植被覆盖及土壤侵蚀状况;西江马口水文站1999-2005年悬浮物样品δ13C值的季节循环值为(-23.4±1.3)‰,其波动与流域侵蚀、物源组成相关.根据观测结果,西江流域土壤侵蚀主要发生于下游以及源头区域,悬浮物稳定同位素比值较"重",而中游区域则相对较"轻".河口地区的同位素值可能受工农业生产及生活废水影响较大,同位素值异化,其物质来源与河流上游和海洋不同.     

Application of proteomics in environmental science

Proteomics involves the separation of proteins, identification of the amino acid sequence of the interested or target proteins, study of the function of the proteins, modification, structure and ultimate assignments to functional pathways in the cell. The proteomic investigations have contributed greatly to human diseases studies, new drugs discovery researches, and environmental science in recent years. This article provides a review on the development of the main proteomic technologies, including both the gel based and non-gel based technologies, and their applications in environmental science. Proteomic technologies have been utilized in the environmental stresses studies to analyze the induction or reduction of proteins at expression level and identify the target proteins to investigate their function in response to environmental stresses, such as high or low pH, oxidation stress, and toxic chemicals. Such protein responses are also helpful to understand the mechanisms of some cellular activities and the functions of some proteins.     

Characterization of environmental water samples using strontium and lead stable isotope compositions

A simple procedure using both cation and anion exchange chromatography has been applied in the study of lead and strontium isotope composition in rain and stream water samples from remote catchments in Scotland. Whereas the soil released strontium to stream waters, lead was removed from rain water and the concentrations in stream waters were very low. Highly precise analysis by thermal ionisation mass spectrometry proved necessary in the determination of strontium isotope composition. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio in rain water was close to that of marine strontium but the ratios in stream waters were constant and highly characteristic for the stream. In the case of the stream at the Sourhope site, the ratio (0.70798 ± 0.00005) was less than that in rain water and probably resulted from the weathering of one specific mineral. The results suggested that the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios could be used as a stable isotope tracer of waters and to provide information on the weathering processes. Two major anthropogenic components of lead were identified in water samples. One had its origin in petrol additives whereas the other was probably of industrial origin. The low ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb ratios observed in stream waters confirmed the lead as being of anthropogenic origin and the data suggested that there was a movement, albeit very small, of lead from the soil to waters.     

固-液异相催化剂在环境科学领域中的应用

异相催化是催化反应的重要组成部分，其应用十分广泛。固一液异相催化作为环境科学领域中的一项比较新颖的技术，在研究污染物在多介质环境中的迁移转化行为、开发受污染环境修复及污废水处理新技术等诸多方面都具有很大的发展潜力。因此，对不同类型固一液异相催化剂在环境科学领域的应用研究逐渐成为国内外环境科学领域的研究热点之一。其中，金属和金属氧化物因对某些氧化一还原反应具有较好的催化作用，在饮用水脱氮、污废水脱卤及深度氧化处理等水处理领域的应用较为广泛；固态酸催化剂能催化聚合、裂化、水解反应，因此与某些有机污染物的降解密切相关；将同相催化剂固定化为异相催化剂，同样成为新技术开发的方向之一；天然催化剂对污染物在多介质环境中行为影响的研究近年来也屡有发表。此外，载体因对催化剂的活性及应用具有重要影响，也日益受到关注。文章对环境科学领域中固一液异相催化剂的应用研究进行了综述。     

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。     

环境科学技术进步贡献率测算方法探讨

运用科技进步计量测算模型，对江苏省１９８０～１９９３年科技进步在控制环境污染中的贡献率和影响程度进行定量分析。结果表明，科技进步对江苏省环境保护事业的贡献率仅占６．８４％，远未发挥出其应有的作用。     

Statistics: an essential technology in environmental research and management

Statistical methods as developed and used in decision making and scientific research are of recent origin. The logical foundations of statistics are still under discussion and some care is needed in applying the existing methodology and interpreting results. Some pitfalls in statistical data analysis are discussed and the importance of cross examination of data (or exploratory data analysis) before using specific statistical techniques are emphasized. Comments are made on the treatment of outliers, choice of stochastic models, use of multivariate techniques and the choice of software (expert systems) in statistical analysis. The need for developing new methodology with particular relevance to environmental research and policy is stressed.Dr Rao is Eberly Professor of Statistics and Director of the Penn State Center for Multivariate Analysis. He has received PhD and ScD degrees from Cambridge University, and has been awarded numerous honorary doctorates from universities around the world. He is a Fellow of Royal Society, UK; Fellow of Indian National Science Academy; Foreign Honorary Member of American Academy of Arts and Science; Life Fellow of King's College, Cambridge; and Founder Fellow of the Third World Academy of Sciences. He is Honorary Fellow and President of International Statistical Institute, Biometric Society and elected Fellow of the Institute of Mathematical Statistics. He has made outstanding contributions to virtually all important topics of theoretical and applied statistics, and many results bear his name. He has been Editor of Sankhya and theJournal of Multivariate Analysis, and serves on international advisory boards of several professional journals, includingEnvironmetrics and theJournal of Environmental Statistics. This paper is based on the keynote address to the Seventh Annual Conference on Statistics of the United States Environmental Protection Agency.     

广东省环保科技发展情况的文献计量学分析

以SCI(科学引文索引)、ESI(基本科学指标)以及国内外专利等数据库作为统计分析源,对2000-2008年广东省环保科技与环保产业的发展现状和发展态势从文献计量学的角度进行统计分析.主要分析了环保科技类论文和专利产出的情况,并通过论文产出的主要机构、论文总量、被引频次、及专利领域分类、类型结构的对比反映广东省环保科技对环保产业发展的科学影响.结果表明,环保产业和环保技术是一个有着相当发展潜力和前景的研究领域,相关的论文、专利数量和影响力都表现出持续增长的趋势;国际合作研究发展趋势正在逐步增强,广东省已与环保科技领域的多数主要研究国家都分别展开了不同程度的合作;环境科学和环保技术存在着明显区域发展的不平衡,在国内,广东省的环保科技综合实力排名位于北京、上海、江苏、浙江之后;从专利的统计分析来看,国内环保科技研究热点主要集中在水和污泥的处理领域里,广东省则在给水和排水领域具有很强的优势,在申请专利的类型结构方面,广东省实用新型类专利申请量居前列,但发明专利申请量少,专利申请结构不平衡.     

计算机技术在环境保护信息系统中的应用

结合国内外实际环境系统信息的调研成果和客户需求分析以及环境领域自身的科学规律，论述了7种计算机技术(3S技术、在线监测技术、模型技术、多媒体和可视化技术、人工智能技术、仿真技术和互联网技术)在环境保护信息系统中的应用前景。具有辅助决策功能的综合环境保护信息系统的主要功能包括：(1)信息获取与显示；(2)信息查询；(3)环境信息的分析；(4)环境信息的表达。用计算机技术实现环境保护信息系统的主要功能关键问题在于：(1)系统的有效管理；(2)3S技术与环境模型的融合和集成；(3)专家系统(ES)与3S技术的融合；(4)仿真系统与3S技术的融合：(5)在线监测技术与3S技术的融合；(6)环境系统与Intranet/Internet的融合。