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。     

灼烧对沉积物烧失量及铁、磷测定的影响

利用水系沉积物标准参考样GSD-9和GSD-12,研究了550℃灼烧对测定沉积物样品的烧失量、非残渣态Fe、P提取效率等结果的影响。结果表明,马弗炉高温室中样品位置的不同,能显著影响测定结果;为减小位置引起的分析误差,样品应尽量避免放置在靠近炉门及马弗炉最内侧的两个角落处。灼烧时间对沉积物LOI、非残渣态P、Fe：P比的测定也都有影响;在同时测定3项指标时,采用5h的灼烧时间比较合适。     

一种新的天然气成因类型——生物-热催化过渡带气

生物-热催化过渡带气是一种新的天然气成因类型。它埋藏浅(1000—2500m),气体的组份(C1/∑C1—C_5,=0.7—0.9)和同位素组成特征(δ~(13)C_1=—55—48‰)与相应层段有机质演化阶段(R。=0.25—0.6％)相符,过渡带气的形成可能与低温微催化作用、芳香烃的缩合作用等有关。过渡带气在自然界客观存在,与天然气形成新理论相一致,借鉴世界资料,它可能在天然气储量平衡表中占有重要份额。     

同步荧光结合主成分与二维相关研究盐碱性土溶解性有机质组成与结构特征

为解决同步荧光光谱(SFS)荧光峰重叠而产生的应用局限性,应用同步荧光技术结合二维相关与主成分等方法,对重叠峰进行解析,研究土壤溶解性有机质(SDOM)组成与结构特征。选取河套灌区典型常见的芦苇、白杨、玉米、籽瓜等四种植被覆盖的土壤为研究对象,采集四个样点的土样,每个样点按0~20,20~40,40~60和60~80 cm等四层采集植被下土壤,共计16个土样,提取溶解性有机质,检测SFS。结果表明瓜地和玉米地SDOM荧光强度大于林地和芦苇地SDOM的荧光强度,瓜地SDOM荧光强度随着土层深度的增大而增大,而其他三种植被SDOM的荧光强度随着土壤深度的增大而减小,表明瓜地水浇过程中土层以淋溶作用为主,而其他土层以渗滤作用为主。应用主成分分析方法(PCA),识别出酪氨酸、色氨酸、微生物代谢产物、富里酸和胡敏酸等5种荧光组分,酪氨酸荧光峰出现了红移现象,表明瓜地土壤中的酪氨酸荧光强度明显高于其他三种植被土壤。基于二维相关光谱分析,芦苇土壤中的色氨酸与微生物代谢产物呈正相关变化趋势,光谱波段先后变化顺序为370 nm→337 nm→290 nm,表明组分变化顺序为富里酸→微生物代谢产物→色氨酸;玉米土壤中富里酸与胡敏酸呈正相关,波段变化顺序为318 nm→350 nm→420 nm→274 nm,表明组分变化顺序为微生物代谢产物→富里酸→胡敏酸→酪氨酸;林地土壤中酪氨酸、富里酸和胡敏酸呈正相关,波段变化顺序为270 nm→392 nm→426 nm→305 nm→337 nm,表明组分变化顺序为酪氨酸→富里酸→胡敏酸→色氨酸→微生物代谢产物;瓜地土壤中富里酸与胡敏酸呈正相关,而与酪氨酸呈负相关,波段变化顺序为410 nm→355 nm→334 nm→309 nm→275 nm,表明组分变化顺序为胡敏酸→富里酸→微生物代谢产物→色氨酸→酪氨酸。因此,运用SFS结合PCA与二维相关光谱分析SDOM的荧光光谱特征,识别荧光组分,揭示荧光组分的空间变化规律具有十分显著的效果。     

云南元谋干热河谷区土壤微生物数量特征

采用稀释平板法分析了该地区土壤微生物分布特征,结果表明,元谋干热河谷中分布的微生物以细菌占绝对优势,达微生物总数量的98.5 %以上;微生物的数量分布大小顺序依次为:细菌,放线菌,真菌;其垂直动态明显:0～15 cm土层的微生物数量多于15～30 cm土层,细菌土层间数量差异极显著,而放线菌和真菌均不显著;有机质和土壤含水量与土壤微生物总数显著相关;细菌和放线菌与土壤含水量呈正相关,真菌则为负相关.变形土在剖面的第一、二层微生物数量都很少,且差异不大,但60～90 cm 土层微生物数量突然大幅增加,细菌由124.963×104 cfu·g-1(DW)增加至1 996.198×104 cfu·g-1(DW),增加了近16倍;真菌的数量在90～110 cm土层有显著变化,由1.188×104cfu·g-1(DW)增加至6.923×104 cfu·g-1(DW),增长了5.8倍;放线菌则变化不大.     

土壤导数光谱小波去噪与有机质吸收特征提取

使用高光谱仪ASDFieldSpec在波长范围400～1000nm内,采集有机质含量水平不同的土壤反射光谱数据,之后求取一阶导数(一阶导数光谱)并进行小波去噪;通过数值积分计算、相关分析,从去噪后的一阶导数光谱中提取吸收面积表征有机质含量变化。结果显示:(1)土壤一阶导数光谱中含有大量噪声,致使光谱曲线轮廓和有机质的吸收特征难以识别。(2)当小波分解层数J=3时,小波去噪在平滑土壤一阶导数光谱曲线的同时,较好的保持了曲线上多个敏感波段的光谱响应特征。(3)从去噪后的一阶导数光谱中提取的吸收面积S(538,586)与有机质含量的相关系数为-0.8763,较好的反映了土壤有机质含量的变化情况,可以用于土壤有机质含量测算。     

土壤有机质研究中的核磁共振技术

土壤有机质是土壤的重要组成部分,土壤有机质的存在直接或间接地影响土壤的物理、化学和生物等许多性质. 所以对土壤有机质的研究受到了科研工作者的广泛关注. 本文在介绍了几种常用的检测土壤有机质的分析测试手段基础上,结合土壤学的研究新热点,详细介绍了核磁共振技术的应用,表明了它是目前研究土壤有机质的主要测试手段之一.     

溶解有机质的三维荧光光谱特征研究

利用三维荧光光谱研究了河流、湖泊等不同来源溶解有机质(DOM)的荧光光谱特性。河流DOM的三维荧光光谱图中含有类富里酸荧光峰A和C以及类蛋白荧光峰B和D,一般而言,类富里酸荧光峰强度比较大,或者只有类富里酸荧光,但是受人类活动污染河流DOM的三维荧光光谱图中具有极强的类蛋白荧光。同样,红枫湖DOM可以由陆源输入,还可以由水体内微生物活动产生,具有4个荧光峰,受人类活动影响比较显著的百花湖DOM则表现出强的类蛋白荧光。贵阳市地下水中DOM含量相对较低,一般只含有类富里酸荧光峰,但是若受生产生活污水污染,也可检测出强的类蛋白荧光峰。考察DOM含量(以DOC表示)与类富里酸荧光强度(peak C)以及在254 nm处紫外吸收光谱强度的关系时发现它们都具有良好的线性相关关系(r2＝0.82和0.95),而紫外区类富里酸荧光与可见区类富里酸荧光之间也存在良好的线性相关关系(r2＝0.96)。此外,pH对DOM的三维荧光光谱具有显著影响,并且类富里酸荧光峰A和C的pH值效应基本一致,荧光强度最大值出现在pH 10左右,类蛋白荧光峰B的pH值效应与之略有区别,荧光强度最大值出现pH 8.5左右。     

基于近红外光谱技术的土壤参数BP神经网络预测

利用BP神经网络预测方法,建立了基于近红外光谱技术的土壤有机质含量和土壤全氮含量的分析模型。试验共测量了150个田间土壤样本的近红外光谱,首先采用局部加权散点图平滑滤波法对光谱曲线进行了平滑处理,然后根据对目标参数进行的聚类分析结果进一步平均了输入光谱,最后将反射光谱数据进行对数转换后与目标数据一起进行了归一化处理。对预处理后的光谱数据首先进行主成分分析,然后提取贡献率超过99.98%的主成分建立BP神经网络模型。对土壤有机质含量的分析结果：模型拟合精度为0.999,预测精度达到0.854。对于土壤全氮含量的分析结果：模型的拟合精度近似为1,预测精度达到了0.808。研究表明,基于近红外光谱技术的土壤参数BP神经网络预测模型具有较高的鲁棒性和较强的容错能力。     

地质体中生物标志化合物的HyPy/GC-MS法测定

采用催化加氢热解(HyPy)联用GC-MS技术,提取和测定了地质有机大分子网络中共价键结合的生物标志物分子,建立了研究高演化干酪根分子中共价键结合的生物标志物信息的独特有效的分析方法.优化的实验条件为:样品担载Mo的质量分数为1%,升温速率5℃/min,反应终温550℃并恒温20 min,氢气压力10～15 MPa,氢气流速1.0 L/min.实验表明,该方法具有产物收率高、结构重排少、生物特征保持完整等特点,能够合理地释放出沉积有机质分子骨架中具有原生性的组分,保持完整的原始生物标志物结构和立体化学特征.将该技术应用于典型的地质样品分析中,结果令人满意.