重金属铊在环境介质中的分布及其迁移行为

铊是剧毒重金属元素,它在自然界中是典型的稀有分散金属。环境介质中铊的自然本底值较低,但随着铊矿床的开发和铊资源的广泛应用,岩矿石中的铊在自然力或人为作用下向环境介质中迁移。综述了铊在岩（矿）石、土壤、水体、动植物和人体中的分布,以及在上述环境介质及大气中的迁移行为。研究表明,人类活动是导致环境介质中铊含量增加的主要原因。铊在环境介质中的迁移是反复循环的复杂过程,通过风化、溶解、淋滤、吸收、沉降、固结等方式在环境介质中循环往复,从而危害环境生态和人体健康。铊污染应引起人们的普遍重视。     

铊的环境污染与迁移转化

从铊的环境污染途径及其在环境中迁移转化等方面,分析了铊这一分散剧毒元素的表生地球化学行为,环境迁移,分散富集规律和特征,铊的环境污染研究方向和内容。     

天然水体中可溶性有机质的自由基光化学行为

可溶性有机质在天然水体中广泛分布,是全球碳循环的重要组成部分。大部分的可溶性有机质含有苯环、羧基、羟基和羰基等发色团,能够吸收特定波长的太阳光,产生水合电子、单线态氧、羟基自由基等活性自由基,从而影响天然水体污染物的光化学转化以及降解过程。本文综述了20世纪90年代以来可溶性有机质的自由基光化学行为以及其在水体污染物转化中的作用方面的研究进展,并探讨了今后研究中应该关注的问题。     

铊污染及其生态健康效应

对铊污染及其生态效应，包括铊的地球化学特性、环境分布状况、生理毒性和人体慢性铊中毒的症状作了简要综述，分析了铊污染的来源，提出了铊污染的防治对策。     

电感耦合等离子体质谱法测定土壤中痕量铊的方法研究

采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)测定土壤中的痕量铊,并对前处理方法进行研究,建立了一种使用HNO_3-H_2O_2-HF酸消解体系测量土壤中痕量铊的方法。该方法在0.00~5.00μg/L范围内线性良好,相关系数为0.999 8,方法检出限为0.1 ng/kg,对4份铊土壤标准样品测定的结果均在保证值范围内,RSD为1.8%~6.6%,2份土壤实际样品的加标回收率为95.4%~102.4%。     

连续流动法测定土壤中有机质

建立连续流动化学分析法测定土壤中有机质含量。采用自动凯氏消化器对样品进行加热,使有机质在硫酸作用下被重铬酸钾氧化成二氧化碳和水,过量的重铬酸钾在酸性条件下,与1,5-二苯基碳酰二肼反应生成紫红色络合物,用连续流动化学分析仪测定。该法线性范围为0.4～2.0 g/L,线性相关系数为0.999 0,测定结果的相对标准偏差为0.48%～2.85%(n=6),土壤标准物质测定值与标准值吻合。该法与NY/T 1121.6—2006方法对土壤中有机质的测定结果无显著性差异。     

不同基体改进剂对石墨炉原子吸收法测定土壤和沉积物中铊的影响

应用Pd(NO3)2-抗坏血酸(Vc)基体改进剂,建立了石墨炉原子吸收法(GFAA法)测定土壤和沉积物样品中铊。针对土壤和沉积物复杂基体,GFAA法测定铊元素主要受到氯离子的干扰,文中研究了常见基体改进剂(包括NH4NO3,(NH4)2SO4,La(NO3)3,Mg(NO3)2,Vc,Pd(NO3)2,Pd(NO3)2-Vc)对氯离子的抑制效果。通过研究不同基体改进剂测定含氯铊标准溶液的吸收曲线,探讨出基体改进剂测定铊的作用机理。以土壤或沉积物标准物质为研究对象,优化了应用Pd(NO3)2-Vc测定铊的灰化温度、基改剂浓度以及原子化温度。在最佳实验条件下,通过比较有无基体改进剂条件下,采用GFAA法测定不同土壤和沉积物中铊的精密度和准确度,实验结果表明,应用Pd(NO3)2-VC基体改进剂,测定土壤和沉积物标准物质中铊的测定结果都在标准值范围之内,6次平行测定的相对标准偏差范围为2.8%~8.4%,用于测定实际土壤和沉积物样品加标回收率为128.0%和92.9%。     

活性炭吸附-石墨炉原子吸收光谱法测定土壤样品中铊

土壤试样用经盐酸-硝酸-高氯酸-氢氟酸混合酸溶解后,以活性炭吸附分离样品溶液中痕量铊,用热的草酸铵溶液进行淋洗分离,采用石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中痕量铊。以0.06μg·L~(-1)氯化钯溶液作为基体改进剂,选择灰化温度、原子化温度分别为700℃和1 700℃。铊质量浓度在0.006～200μg·L~(-1)范围内与吸光度呈线性关系,方法检出限(3s/k)为0.2 pg。方法用于分析土壤样品,回收率在93.3%～106.2%之间,相对标准偏差(n=6)在0.6%～1.8%之间。     

土壤和水体中可溶性铝硅酸盐的形成及其环境意义

阐述了土壤环境中铝的释放，水解，单体和多聚体羟基铝，铝硅酸盐复合离子ｐｒｏｔｏ－ｉｍｏｇｏｌｉｔｅ的形成和影响因素及其生态效应。     

自然界中铊的分布及对人体健康的影响

铊是一种剧毒且对动植物的新陈代谢不起任何促进作用的金属元素。分布于土壤、水体中的铊及其化合物的污染物可以通过食物链进入生物体,并对生物体特别是人类健康造成巨大的威胁。因此,致力于铊的长远研究对于综合治理铊污染具有十分重要的意义。     

工业废水中溶解态有机物分析方法研究

采用0．45μm玻璃纤维滤膜将工业废水分离为悬浮态和溶解态有机物质,以二氯甲烷为萃取剂,采用液液萃取一气质联用法对工业废水中溶解态有机物进行测定。优化的最佳萃取条件为：每个pH范围各萃取2次,静置时间5min,氯化钠加入量15g。方法的加标回收率为91．1％～103％,测定结果的相对标准偏差小于5％fH=6）。该法分析时间短,易于操作。     

光化学降解溶解有机物及其对生物过程的影响

溶解有机物对控制海洋和淡水水生系统的化学、生物和物理特性有重要的影响.光化学降解溶解有机物改变了生态体系的溶解有机碳、有机物的分子量及光学特性,并且产生复杂的反应性氧化合物、二氧化碳、一氧化碳、小分子量的有机酸、氨基酸、二硫化碳等,对生物过程有重要的影响.本文简要综述了光化学降解溶解有机物的过程机理及其对生物过程的影响.     

Effect of Pyrolysis Temperature on the Characterisation of Dissolved Organic Matter from Pyroligneous Acid

Dissolved organic matter (DOM) greatly influences the transformation of nutrients and pollutants in the environment. To investigate the effects of pyrolysis temperatures on the composition and evolution of pyroligneous acid (PA)-derived DOM, DOM solutions extracted from a series of PA derived from eucalyptus at five pyrolysis temperature ranges (240–420 °C) were analysed with Fourier transform infrared spectroscopy, gas chromatography–mass spectroscopy, and fluorescence spectroscopy. Results showed that the dissolved organic carbon content sharply increased (p < 0.05) with an increase in pyrolysis temperature. Analysis of the dissolved organic matter composition showed that humic-acid-like substances (71.34–100%) dominated and other fluorescent components (i.e., fulvic-acid-like, soluble microbial by-products, and proteinlike substances) disappeared at high temperatures (>370 °C). The results of two-dimensional correlation spectroscopic analysis suggested that with increasing pyrolysis temperatures, the humic-acid-like substances became more sensitive than other fluorescent components. This study provides valuable information on the characteristic evolution of PA-derived DOM.     

堆肥过程不同分子量水溶性有机物电子转移能力的演变及影响因素

利用超滤技术、电化学方法和光谱技术, 以堆肥水溶性有机物的不同分子量(MW)组分为研究对象, 分析在堆肥过程中不同分子量水溶性有机物(DOM)的组成特征、结构演变和电子转移能力变化的影响因素.结果表明, 类蛋白物质主要存在于堆肥前期的DOM(MW<1 kDa)中, 随着堆肥的进行, 类蛋白物质不断降解, 类富里酸物质持续合成, 堆肥后期类蛋白物质被完全降解, 类富里酸物质成为DOM(MW<1 kDa)主要的荧光组分.类腐殖物质是DOM(MW=1～3 kDa)、DOM(MW=3～5 kDa)和DOM(MW>5 kDa)的主要荧光组分, 堆肥过程中类腐殖质物质在3种不同分子量组分的变化各不相同, 但是堆肥后期类腐殖质物质在3个不同分子量组分的含量均高于堆肥初期. 堆肥过程中DOM(MW<1 kDa)的电子供给能力(EDC)呈降低趋势, 而电子接受能力(EAC)呈升高趋势; DOM(MW>5 kDa)的EDC在堆肥过程中呈上升趋势, 而EAC则无明显的变化规律.DOM(MW=1～3 kDa)和DOM(MW=3～5 kDa)的EDC和EAC在整个堆肥过程无明显变化规律.不同分子量组分堆肥DOM 的EAC受控于堆肥过程木质素降解产物的含量, 而其EDC变化与荧光参数和紫外参数无明显关系.     

Electron Transfer Capacities of Dissolved Organic Matter Derived from Swine Manure Based on Eletrochemical Method

Dissolved organic matter (DOM) is the most active fraction of compost organic matter. The presence of the redox-active functional groups in DOM allows it to act an electron shuttle to promote the electron transfer between microorganisms and terminal electron acceptors. In this study, the electron transfer capacities (ETCs) of compost DOM samples at eight different composting stages were determined by electrochemical method. 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) and Diquat dibro-mide monohydrate (DQ) were used to measured electron donating capacity (EDC) and electron accepting capacity (EAC) at working voltage 0.61 V/–0.49 V, respectively. The evolution characteristics of the chemical structures and components were analyzed by combining the three-dimensional fluorescence spectra, Fourier transform infrared (FTIR) spectra and elemental analysis. The results showed that the EDC of DOM increased from 16.850 μmol e^? (g C)^?1 to 22.077 μmol e^? (g C)^?1, The EAC decreased from 1.866 μmol e^? (g C)^?1 to 1.779 μmol e^? (g C)^?1. The results of three-dimensional fluorescence spectroscopy showed that the relative contents of humic-like and protein-like components gradually increased and decreased, respectively, during the composting process. The humuc-like components were the main contributor for the ETC of DOM. FTIR spectra showed that there was no significant change in the hydroxyl and carboxyl group contents of DOM during composting, suggesting no contribution of these function groups to the ETC of DOM. The elemental analysis showed that the content of oxygen in the DOM increased during the composting process, while the sulfur-containing group might be dominated contributor for its ETC.     

电喷雾电离源结合傅立叶变换离子回旋共振质谱分析地下水中可溶性有机质分子组成

应用电喷雾电离源结合傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)对地下水进行分析,基于高精确度的分子量检测结果,鉴定出O_x,N_1O_x和N_2O_x3大类,共计27小类含杂原子的化合物。杂原子化合物中O_x类化合物占绝大多数,而含N化合物则以结合大量氧原子的形式广泛存在。结合各类杂原子化合物的等效双键数(DBE)及碳数分布,发现O_x类化合物中存在大量的羧酸结构,推测含氮化合物可能来自于O_x类化合物的衍生反应。实验结果拓宽了对地下水中可溶性有机质的认识,为进一步确定其中杂原子化合物的结构类型奠定了基础。     

Simple Derivatization–Gas Chromatography–Mass Spectrometry for Fatty Acids Profiling in Soil Dissolved Organic Matter

Dissolved organic matter is an important component of the global carbon cycle that allows the distribution of carbon and nutrients. Therefore, analysis of soil dissolved organic matter helps us to better understand climate change impacts as it is the most dynamic and reactive fraction in terrestrial ecosystems. Its characterization at the molecular level is still challenging due to complex mixtures of hundreds of compounds at low concentration levels in percolating water. This work presents simple methods, such as thermochemolysis– or derivatization–gas chromatography, as an alternative for the analysis of fatty acids in dissolved organic matter without any purification step. The variables of the protocols were examined to optimize the processing conditions for the C₉–C₁₈ range. As a proof of concept, fatty acid distributions of soil percolating water samples from a long-term field experiment were successfully assessed. The variability of dissolved organic acid distributions was pronounced through depth profile and soil treatment but no major change in composition was observed. However, although the optimization was done from C₉ to C₁₈, detection within the C₆-C₃₂ fatty acids range was performed for all samples.     

城市污水处理过程中有机污染物三维荧光特性的变化规律

采用三维荧光光谱法研究了城市污水处理过程中溶解性有机物的三维荧光特性变化规律。研究结果表明,生活污水中荧光类溶解性有机物主要以类蛋白有机物、UV腐殖质和可见腐殖质为主;污水生物处理前后特征荧光峰中心位置和强度均发生明显的改变,表明污水中有机物的相对组成和含量随生物处理过程而变化。三维特征荧光参数可以反映污水处理过程中污染物的种类、性质和含量变化等丰富信息。其测定迅速简便、灵敏度高,可用于污水处理效果的定性分析、定量评价,易于实现污水处理过程的实时在线监测,指导污水处理工艺的设计、运行、管理和控制。