耐高盐碱蓬对湿地土壤中金属元素的富集特征研究

基于秦皇岛滨海湿地人工种植耐高盐碱蓬修复工程试验,通过分析湿地土壤沉积物及耐高盐碱蓬中不同金属元素的含量与变化,研究了耐高盐碱蓬对金属元素的富集特征。结果显示:湿地沉积物中Fe、Mn、Cr、Pb和Zn的浓度较高,分别为8 210. 94、110. 04、8. 78、8. 25、10. 95 mg/kg,Cd的浓度最低,平均值为0. 022 mg/kg,湿地试验区土壤中同一金属元素变异程度较小,分布较均匀。碱蓬体内重金属含量根据采集地点的不同有差异,但与各站位中土壤的重金属分布特征存在正相关性;其中碱蓬内Fe、Mn、Zn、Cu的平均含量相对较高,且Fe、Mn、Ni、Cu、As、Cd、Pb元素在碱蓬根中的平均含量高于茎叶,而Cr在茎中的平均含量最高,Zn和Mo在叶中的含量最高。碱蓬的根、茎、叶对Cd的富集效果最好,其次为Mo、Cu,对Fe、Mn、Zn、As和Pb的富集效果相对较差,说明碱蓬对沉积物中不同金属元素的富集移出率存在差异。金属元素在碱蓬中的转移系数研究表明,Mo、Zn、Cd和Mn等元素可由根部转移到叶中,而Fe、Ni、Pb、As和Cu等金属元素固定在根部,该研究可为利用碱蓬修复湿地重金属污染提供理论基础。     

双壳贝类消化系统中微塑料的分离鉴定及应用研究

通过比较10%KOH和30%H_2O_2消解体系,建立了分离贝类消化系统中微塑料的前处理技术,采用傅里叶变换显微红外光谱仪(μ-FT-IR)和体式显微镜实现了微塑料的定性与定量分析,并用于检测栉孔扇贝和紫贻贝中的微塑料。结果表明,10%KOH消解体系的消解效率较高,聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)和聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)加标回收率为96.7%~98.6%,方法精密度较好,相对标准偏差≤3.2%,能够满足检测要求。检测了青岛5个大型水产品市场采集的市售栉孔扇贝(50个)和紫贻贝(50个),以及野生紫贻贝(15个)中的微塑料,贝类中微塑料的个体检出率达80%以上,野生贝类中微塑料的个体检出率仅为40%。不同市区市售栉孔扇贝中微塑料平均丰度变化范围为5.2~19.4个/个体和3.2~7.1个/g(消化系统组织湿重),不同市区市售紫贻贝中微塑料平均丰度变化范围为1.9~9.6个/个体和2.0~12.8个/g,其中,市售紫贻贝中微塑料的平均丰度(1.9个/个体,3.17个/g)高于野生紫贻贝中微塑料的平均丰度(0.53个/个体,2.0个/g)。在贝类中分离到纤维、碎片和颗粒3种形状的微塑料,其中,纤维状微塑料的丰度最高且平均粒径最大。不同市区贝类消化系统中的微塑料随着粒径增大,数量呈递减的总体趋势,其中,小于500μm的微塑料占微塑料总量的26%~84%。贝类中丰度最高的微塑料的聚合物成分是赛璐玢(Cellophane,CP),其次是聚丙烯(Polypropylene,PP)。本方法具有简单、高效、对样品中微塑料损害低等优点,适用于海产品中微塑料的检测分析。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定海水悬浮颗粒物中的8种典型脂溶性藻毒素

海水悬浮颗粒物对海洋环境中污染物的迁移转化有着重要的影响,在海水悬浮颗粒物上富集的脂溶性藻毒素会严重的毒害海洋滤食性生物。本研究建立了海水悬浮颗粒物中8种典型脂溶性藻毒素同步测定的超高效液相色谱-串联质谱( UPLC-MS/MS)分析方法。海水悬浮颗粒物样品经甲醇超声辅助提取后,以5 mmol/L 乙酸铵水溶液和乙腈为流动相,经1.7微米C18色谱柱分离,采用电喷雾串联质谱( ESI-MS/MS)多反应监测( MRM )模式检测,外标法定量。结果表明,在最佳实验条件下,8种目标物在5 min内分离良好,加标回收率在83.8%~110.4%之间,方法具有良好的精密度(相对标准偏差( RSD)≤14.1%)和灵敏度(检出限介于2.9~103 pg/g之间),在线性范围内,相关系数(R2)均大于0.996,能满足海水悬浮颗粒物中8种典型脂溶性藻毒素同步检测的要求。采用本方法初步分析了青岛沿岸海域海水悬浮颗粒物中的脂溶性藻毒素,其中PTX2被检出,含量最高可达790 pg/g(干重)。     

热带海洋生物稀土元素生态化学特征分析研究

于中国南海南沙海域采集了30种鱼类、5种贝类和4种甲壳类热带海洋生物,以HNO3-H2 O2为消解体系,利用微波消解进行前处理,并用电感耦合等离子体质谱测定了生物体中稀土元素( Rare earth elements, REE)的含量,分析了稀土元素的生态化学特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好(r=0.9997~1.0000),检出限可达ng/L,准确度高和精密度较好,相对标准偏差(RSD, n=3)<5.0%,各稀土元素回收率在91.5%~106.7%之间。鱼类、贝类和甲壳类生物样品中稀土总量(∑REE)变化范围分别为5.02~34.8μg/kg,30.4~1481μg/kg和103~863μg/kg,3类生物对各稀土元素的富集平均含量为甲壳类>贝类>鱼类,14种稀土元素在鱼类/贝类/甲壳类内含量存在明显正相关性(r>0.80);生物体内轻稀土元素( La~Eu)含量高于重稀土元素( Gd~Lu)含量,从稀土配分模式看出,鱼类/贝类/甲壳类中REE分布模式基本一致, Gd均出现负异常,轻重稀土元素之间有明显的分馏;生物体中δEu值出现负异常,δEu值与相应海域沉积物中δEu值相近,而δCe值出现正异常;同时研究了稀土元素在生物体中的富集和沉积物沉降过程中相关性等。本研究得出的关于热带海洋鱼类/贝类/甲壳类稀土元素的含量和分配规律,可为研究南海水体环境中稀土元素的含量水平和迁移富集提供基础资料。     

印度洋热液区贻贝及栖息沉积物中金属元素的特征分析

本研究采集了印度洋热液区贻贝生物及其栖息沉积物样品,分析了生物体及沉积物中常见微量元素及稀土元素的含量与分布特征,研究了生物体与沉积物金属元素的相关性,以及稀土元素的生态化学特征等.结果表明:印度洋热液区沉积物中常见微量金属主要为Fe(96.62 mg/kg)、Mn(1.143 mg/kg)和Zn(322.6 μg/kg),微量元素归一化计算得Fe含量比值高达98.15%,可获悉该热液区沉积物主要为铁矿类物质.深海贻贝中微量元素及稀土元素的分布趋势与深海沉积物中元素分布存在较好的相关性,相关性系数分别为0.991与0.996,近海贻贝中金属元素的含量及分布与深海贻贝存在差异性.深海沉积物与贻贝中轻重稀土元素均呈现分馏现象,且贻贝中富集轻稀土比较显著;从稀土配分模式可知,沉积物与贻贝中的Eu与Gd均呈现异常现象,深海沉积物和深海贻贝中Eu异常现象较为显著.深海沉积物、贻贝及近海贻贝中δEu分别为9.50、10.68和0.23,而δCe分别为2.21、2.71和4.38,表明近海贻贝中稀土元素富集来源与深海贻贝存在差异性,深海沉积物与深海贻贝稀土元素具有同源性.     

微塑料富集金属铅元素的能力与特征分析

以微塑料为载体,考察了其对溶液中铅离子的富集能力。首先利用2%HNO_3为解吸溶液,并用超声波仪进行辅助解吸,然后用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定其吸附的铅含量,从而研究微塑料吸附铅离子的能力。对微塑料的材质、吸附时间、粒径、离子浓度、选择性以及共存离子等进行了考察,分析了微塑料吸附铅离子的特征。实验结果表明:不同材质的微塑料对铅离子的吸附能力不同,其中聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)吸附量最高,分别达到1.32μg/g和0.63μg/g。微塑料粒径越大,其对铅离子的吸附量越低。随着吸附时间和铅离子浓度的增加,微塑料对铅离子的吸附效率出现先升后降的趋势。共存离子实验表明,当溶液中存在其他离子时,不同材质的微塑料对铅离子的吸附能力受到不同程度的影响,当铅离子和铜离子共存时,2种离子存在竞争性吸附现象。该文探索了微塑料对铅离子的吸附特性,可为深入研究海洋中微塑料富集重金属及其环境行为提供理论基础。     

毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用测定海藻中铅形态化合物

建立了毛细管电泳( CE)与电感耦合等离子体质谱( ICP-MS)联用技术测定铅离子( PbⅡ)、三甲基铅(TML)和三乙基铅(TEL)3种不同形态铅化合物的方法,以及海藻中不同形态铅化合物的提取技术,实现了海藻中3种铅形态化合物的定性定量分析。结果表明：以70 mmol/L H3BO3-17.5 mmol/L Na2B4O7(pH 8.90)为缓冲溶液,在最佳CE-ICP-MS条件下3种铅化合物20 min内可实现有效分离,重现性较好,迁移时间RSD﹤4%,峰面积的RSD﹤5%;在10~200μg/L 范围内3种铅化合物线性较好,相关系数大于0.90; PbⅡ、TML和TEL的CE-ICP-MS检出限(3S/N,以Pb计)分别为0.091,0.023和0.030μg/L;采用分步提取海藻中Pb元素,提取率高达80%以上,以藻体为基底 PbⅡ, TML 和 TEL 回收率分别为103.6%,95.7%和90.6%;通过检测紫菜和海带中铅含量,结果显示藻体内Pb主要以PbⅡ形式存在。本方法具有简单、高效、样品消耗量少等优点,可为海藻及其它海产品的质量控制提供技术支撑。     

基于准确质量数对肽族[γ-(Glu-Cys)_n-Gly]色谱-质谱分析研究

基于多肽γ-(Glu-Cys)n-Gly系列化合物合成的递增规律性,利用Trap-MS离子筛选功能实现多肽的定性定量分析。首先利用多肽分子中巯基与单溴二胺(mBBr)发生缩合反应,生成具有荧光信号的多肽衍生物,比较衍生化前后分子量发现多肽与mBBr的反应比例为1∶1,荧光信号强度1周内稳定性较好。优化了色谱分离及质谱条件,建立了HPLC-Trap-MS定性定量分析方法,离子提取结果显示:多肽化合物基于其理论分子量定性分析准确快速,化合物分离效果明显,PC_2,PC_3,PC_4,PC_5和PC_6系列标准溶液的线性范围宽,相关系数(r)大于0.999,各化合物的方法检出限分别为0.13,0.02,0.17,0.39,0.82 mg/L,化合物的回收率为89.0%~99.5%;相对标准偏差(RSD)小于3.5%;多肽化合物的荧光标记和Trap-MS筛选可实现荧光与质谱双重检测器的定量分析,该方法可对多肽系列化合物进行快速、准确的测定。检测了Zn和Cd诱导后藻体中多肽的含量变化,结果显示藻体中的多肽对金属具有诱导响应,其中小分子肽变化相对明显,随着碳链的增加,多肽对重金属的诱导响应滞后。