有机氧同位素分馏作用研究进展

植物有机质的氧同位素分馏机制较为复杂,受着多种因素的影响,限制了其在农业、生态学和古环境方面的广泛应用。本文探讨了植物有机质中氧元素的来源、氧同位素分馏机制及影响因素,以期有助于有机氧同位素的应用研究。     

好氧微生物降解林丹过程中碳-氯二维稳定同位素的分馏特性

六氯环己烷 (HCH) 是一种持久性污染物,环境存量较大时会造成污染,定量研究其在环境中的迁移转化过程具有重要意义。研究了3种好氧微生物Sphingobium quisquiliarum P25、Sphingobium ummariense RL-3和Sphingobium sp. F2降解γ-HCH (林丹) 的过程,应用单体稳定同位素分析技术 (CSIA) 探究了不同微生物对HCH的降解效果,及其对HCH转化与迁移行为的影响。结果表明：1) 3种微生物降解γ-HCH的过程符合一级反应动力学原理;2) 降解过程中碳分馏系数 (ε_C) 分别为−(4.3±0.4)‰,−(1.6±0.1) ‰和−(5.7±0.5) ‰,氯同位素分馏系数 (ε_Cl) 分别为−(1.1±0.6) ‰,−(1.5±0.2) ‰和−(1.5±0.4)‰;3) 二维同位素分馏系数 (Λ_C-Cl) 分别为(3.0±0.3),(1.1±0.1)和(2.7±0.2)。本研究结果可为应用单体稳定同位素分析技术解析复杂环境中HCH的迁移转化过程并评估HCH污染场地修复效果提供参考。     

Evaluation of mixture effects in a crude extract of compost using the CALUX bioassay and HPLC fractionation

Potential synergistic interactions between polycyclic aromatic hydrocarbons in a household sewage sludge compost extract were investigated using the Dioxin-Responsive Chemical-Activated Luciferase gene eXpression (DR-CALUX) assay and reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) fractionation. The biological activity of the crude extract was measured in vitro using the CALUX assay. The CALUX activity of the extract was as potent as 360-pg CALUX-TEQ (2,3,7,8-TCDD equivalent value) per g sample, this was 70 times above the WHO-TEQ value which was derived from chemical analyses of dioxins/furans and dioxin-like PCBs of the mixture. The CALUX activity pattern of the crude extract and the retention times of 26 polycyclic aromatic compounds (PACs), as determined by RP-HPLC on an octadecylsilica column, suggested that the dioxin-like compounds with the log K(OW) (n-octanol/water partition coefficient) values corresponding to 6.0-7.0 contributed highly to the whole activity. The CALUX activity of the crude extract was three times the sum of the CALUX activities of the RP-HPLC separated fractions. Mixture effects were assessed by co-exposure of each HPLC fraction and 2,3,7,8-TCDD to the cells. The four concentration levels of added 2,3,7,8-TCDD corresponded to the TEQ value in the original compost sample. The experimental CALUX activity was higher than the predicted CALUX activity for some fractions. It was demonstrated that some compounds in the compost sample interacted synergistically with 2,3,7,8-TCDD in terms of dioxin-like activity. This finding points out the necessity for detailed investigation of synergistic effects in environmental samples.     

土壤中重金属形态的化学分析综述

土壤中重金属的赋存形态决定其在土壤中的迁移性、生物可利用性以及毒性.土壤中重金属形态的化学分析法是依据不同浸取能力的提取剂分别提取出与土壤颗粒有着不同结合力的化学形态并测定其浓度而建立起来的.文章对土壤重金属形态分析中选用的提取试剂以及分析流程进行了综述,比较了各种试剂和方法的优缺点.同时对形态分析的土壤样品的前处理方式进行了简要概述.     

Fractionation of Mn, Fe, Zn and Cu in Sediments of Khor Kalabsha, Lake Nasser, Egypt

Khor Kalabsha is the second largest Khor in Lake Nasser, which is a freshwater side-branch of the main lake. Chemical analysis of the samples indicates that calcium carbonate and organic matter content in the surface sediments average 17.8 and 3.07%, respectively. Moreover, manganese, iron, zinc and copper concentrations are lower in Khor Kalabsha than in other lakes of Egypt. It has been found that both oxides and residual forms constitute the major part of the measured elements in the study area, while manganese and iron play an important role in building up clay minerals. It is noted that both zinc and copper fractions are controlled by biological and biochemical processes.     

南京地区土壤沉积物中重金属形态研究

对南京地区4个环境单元---公路干线、金属冶炼厂、大型生活垃圾场和江河滩涂土壤沉积物中重金属元素(Cu, Pb, Co, Fe, Ni, Mn)化学形态进行了分级提取实验研究。结果表明,有效态中,Cu以有机态为主,Pb以交换态为主,Co、Mn以铁锰氧化物态为主,Fe、Ni有效态均小于其总量的10%, 并主要集中在铁锰氧化物态中。以大气为传播媒介的重金属人为叠加沉积(公路、工厂)其铁锰氧化物态含量相对较多,以水为传播媒介的重金属人为叠加沉积(垃圾场、江河滩涂)其有机态含量相对较多.研究区土壤中重金属对植物的     

利用PARAFAC及SOM研究不同来源及粒径胶体的三维荧光光谱特征

利用三维荧光光谱法（3D-EEM）结合平行因子分析（PARAFAC）和自组织神经网络分析（SOM）,解析了不同来源水体中不同粒径胶体的荧光特性,同时与挑峰法进行比较,以期寻找一种更好的分析天然胶体来源、粒径、荧光特性间关系的方法.基于PARAFAC模型,研究区水体中不同粒径胶体共解析出2个类腐殖质荧光峰（C1和C3）及3个类蛋白荧光峰（C2、C4和C5）.其中,300 kDa~1 μm分级胶体荧光强度最高,C1、C2、C3组分的荧光强度随粒径增大而增强,C4、C5组分的荧光强度随粒径增大而减弱.不同来源胶体（生活污水：进水和出水;农业污水：大盈和天恩桥;天然水体：吴淞口）的荧光强度变化大致规律为：吴淞口 > 进水 > 大盈 > 天恩桥 > 出水.SOM分析结果与PARAFAC一致,且可视化程度更高,但EEM-SOM模型存在输入变量多、兼具挑峰法缺点的问题.而PARAFAC-SOM模型不仅兼具了前两者的优点,还具有输入变量少、运行时间短、可靠性高等优点.同时,该模型还成功应用于胶体其他理化参数的分析（Parameters-SOM模型）,使得前期工作结果系统性更强、更直观.因此,PARAFAC-SOM模型是相对较好的分析天然胶体来源、粒径、荧光特性间关系的方法.     

沿海城市降水中总汞及汞同位素特征研究

大气汞沉降是汞从排放源进入地表系统最主要的迁移途径,利用汞同位素追踪汞在大气中的迁移转化规律及潜在来源对研究汞的生物地球化学循环具有重要意义.本研究于2012—2013年对厦门市小坪、坂头、鼓浪屿和洪文站点降水中总汞(THg)浓度和汞同位素的变化特征进行了研究.结果表明,厦门降水中THg浓度为1.0～59.4 ng·L~(-1),大气THg湿沉降量为13.1μg·m~(-2)·a~(-1).厦门冷、暖季降水中THg浓度相当,但由于暖季丰沛的降水量,导致暖季THg的湿沉降量约为冷季的2.5倍.降水样品中均表现出负的偶数汞同位素质量分馏(δ~(202)Hg,-2.2‰～-1.5‰)、正的奇数汞同位素非质量分馏(Δ~(199)Hg,0.08‰～0.22‰),以及轻微偏正的偶数汞同位素非质量分馏(Δ~(200)Hg,0.01‰～0.07‰).厦门降水中奇数汞同位素非质量分馏是大气汞液相光致还原反应的结果.偶数汞同位素非质量分馏不明显与其处于较低的纬度有关.厦门降水中δ~(202)Hg接近于厦门当地及贵州燃煤烟气中的δ~(202)Hg值,表明厦门降水中汞可能受到本地或传输过来的燃煤排放的影响.     

北京市不同区位耕作土壤中重金属总量与形态分布特征

采集北京市不同区位(中心城区、近郊平原、远郊平原)的代表性耕作土壤-麦粒匹配样品23组,分析不同人类活动强度影响下耕作土壤中重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)全量、赋存形态以及生物有效性,并探讨其来源差异与健康风险.结果表明:①频繁的交通活动与工业释放致使中心城区(Pb平均含量为35.59 mg·kg-1)土壤呈现出较为明显的Pb富集特征,而长期污水灌溉等农业活动导致了近郊平原局部土壤重金属的明显积累.②土壤中Cu、Zn和Pb主要以残余态(35%～75%)与有机结合态(23%～53%)形式存在,其次是铁锰氧化态(1%～19%),而碳酸盐结合态(n.d.～5%)与离子交换态(n.d.～2%)含量非常少.Pb、Zn和Cu的生物可利用性从中心城区到近郊平原、远郊平原逐渐下降,Cd则呈相反的趋势.近远郊土壤中Cd的离子交换态(13%～31%)与碳酸盐结合态(11%～27%)占有相当高的比例,在4种重金属中生物可利用性最高.③Cd与Zn在麦粒中的含量与土壤中金属的铁锰氧化态含量正相关(P<0.05,r为0.43～0.57);④种植于中心城区与近郊土壤上的小麦籽粒中部分Zn、Pb含量超出了WHO限值,对当地居民健康构成潜在风险.