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生态学杂志 2001年第4期 69-69页

作者：曹宇中国科学院沈阳应用生态研究所

MC-ICP-MS高阻放大器校正偏移对同位素测试的影响——以汞同位素为例

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矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 140-150页

作者：李鹏飞郑旺孟旭男张立欣孙若愚陈玖斌天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072

增益(Gain)校正有助于消除MC-ICP-MS不同高阻放大器之间的阻值差异,进而提高同位素分析的精度和准确度,但有关Gain的偏移和校正频率对同位素测试的影响和作用原理还缺乏系统认识。本研究结合本实验室Neptune Plus MC-ICP-MS的Gain校正数... 详细信息

增益(Gain)校正有助于消除MC-ICP-MS不同高阻放大器之间的阻值差异,进而提高同位素分析的精度和准确度,但有关Gain的偏移和校正频率对同位素测试的影响和作用原理还缺乏系统认识。本研究结合本实验室Neptune Plus MC-ICP-MS的Gain校正数据,以实际测试的汞同位素数据为例,评估了放大器Gain校正系数偏移对同位素测试的影响。结果显示,当测试标样和样品的校正系数偏移幅度一致时,汞同位素测试结果基本无变化;当偏移幅度存在明显差异且单一放大器校正系数的相对偏移幅度超过–0.070‰~0.058‰时,汞同位素的测试结果大于分析误差。Gain校正系数单日的相对变化幅度(–0.028‰~0.028‰)可保证汞同位素测试结果小于分析误差,但长期的偏移却会导致汞同位素变化远超分析误差。此外,仪器的硬件、温度和真空度等也是Gain校正系数变化的重要影响因素,因此建议定期维护仪器,并每日进行Gain校正,以保证测试结果的稳定和准确。

关键词：多接收电感耦合等离子体质谱仪高阻放大器放大器校正汞同位素

降水驱动下大港河硝酸盐迁移转化过程及来源解析

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中国环境科学 2024年第1期44卷 288-299页

作者：王俊亢晓琪吴亚丽牛远余辉中国环境科学研究院湖泊生态环境研究所北京100012 河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002 天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072

为定量识别大港河流域硝酸盐来源的贡献,在降水条件下,对秋季(2020年11月)和春季(2021年3月)典型月份在大港河流从上游山林农业区到下游湖滨区共布设8个河水及沉积物监测点,其中包含地下水、生活污水及畜禽粪便、山林农业区和流域土壤... 详细信息

为定量识别大港河流域硝酸盐来源的贡献,在降水条件下,对秋季(2020年11月)和春季(2021年3月)典型月份在大港河流从上游山林农业区到下游湖滨区共布设8个河水及沉积物监测点,其中包含地下水、生活污水及畜禽粪便、山林农业区和流域土壤等20个硝酸盐氮源监测点,通过大港河水体水化学分析、结合硝酸盐氮氧双同位素示踪技术和贝叶斯混合模型,探究了大港河流域水体硝酸盐来源及迁移转化过程,确定了各硝酸盐源的贡献.结果表明:(1)秋季和春季大港河流域水体中TN浓度均值分别为3.20和3.23mg/L,劣于地表水环境质量Ⅴ类标准,NO_(3)^(-)-N是影响水体水质氮素超标的主要赋存形式;(2)降水的驱动作用影响大港河流域硝酸盐浓度的季节变化,流域氮循环过程以硝化作用为主,多种氮转化过程共同发生;(3)生活污水或畜禽粪便对流域水体的硝酸盐为主要贡献,其贡献率在秋季和春季分别为40.8%±32.8%和55.8%±27.3%,其次是地下水和流域土壤,降水对流域硝酸盐的贡献作用始终最小.

关键词：降水大港河流域氮氧双同位素硝酸盐来源贝叶斯混合模型来源解析

土柱实验在土壤重金属污染研究中的应用进展与展望

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地球与环境 2024年

作者：李卫娜蔡虹明袁玮郑旺陈玖斌天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院

近年来土壤重金属污染状况不容乐观，重金属在土壤中的吸附、迁移和转化等行为显著影响着土壤重金属污染的生态环境效应，成为学者研究热点。土柱实验能够较好地模拟污染物进入土壤中的迁移转化过程，在土壤重金属污染机制、土壤和地下... 详细信息

近年来土壤重金属污染状况不容乐观，重金属在土壤中的吸附、迁移和转化等行为显著影响着土壤重金属污染的生态环境效应，成为学者研究热点。土柱实验能够较好地模拟污染物进入土壤中的迁移转化过程，在土壤重金属污染机制、土壤和地下水环境风险评估以及土壤重金属污染的修复等方面均已得到广泛应用。但由于研究中淋滤环境、土壤性质及重金属性质等实验条件的不同，土柱实验并没有一套通用流程，需要研究者自主设计土柱结构，并制定合理的实验方案。本文回顾了近年来土柱实验在重金属污染研究方面的应用进展，总结了在设计土柱实验时供水、渗流及接收等各环节需要注意的问题，并对土柱实验在土壤重金属污染研究方面的应用前景进行了展望，为复杂条件土壤重金属污染研究提供新的研究思路和方法。

关键词：土柱实验土壤重金属综述

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海洋大气气溶胶中生物标志物研究进展

地球与环境 2024年第2期52卷 230-243页

作者：胡伟王亚杰段沛敏靳蕊李晓东傅平青天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院

海洋气溶胶是海洋大气的重要组成部分,直接或间接影响地球系统的能量收支及气候变化。生物标志物如脂类、糖类、木质素类以及蛋白类化合物等,可用来识别海洋气溶胶的来源和提供重要的生物地球化学信息。然而,海洋气溶胶中单个有机物种... 详细信息

海洋气溶胶是海洋大气的重要组成部分,直接或间接影响地球系统的能量收支及气候变化。生物标志物如脂类、糖类、木质素类以及蛋白类化合物等,可用来识别海洋气溶胶的来源和提供重要的生物地球化学信息。然而,海洋气溶胶中单个有机物种的浓度很低,其检测和表征具有一定的挑战性。本文综述了海洋气溶胶中生物标志物的最新研究进展,包括检测方法、分子组成、来源和影响因素等。高分辨率色谱和质谱联用法广泛应用于海洋气溶胶中生物标志物测量,其他一些新兴的方法也被开发应用。海洋气溶胶中的脂类和糖类化合物的浓度呈现近岸高、远洋低的变化趋势,其浓度和组成随气象条件和排放源种类和强度变化呈现显著的季节特征,表明受到陆地长距离传输的影响。然而,更多研究强调了蛋白质和氨基酸的海洋生物来源,海洋排放的氨基酸在亚微米颗粒物上大量富集;蛋白质在长距离传输过程中由于光化学反应而降解。木质素也已被证明在远洋气溶胶中占比较高。此外,本文也指出了加强生物标志物在陆-海-气界面循环研究的必要性。

关键词：海洋气溶胶生物标志物分子组成长距离传输

水电水库水力负荷对生源要素同化效率的调控作用

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地球与环境 2024年

作者：岳馨睿肖晶李婉珠王宝利天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院

河流筑坝发电是目前最为显著的人为扰动河流事件，形成的水电水库阻断了河流连续体，改变了其中生源要素的生物地球化学循环过程，但相关的影响机制还不完全清楚。为此，本研究以乌江11座水电水库为研究对象，季节性调查了水库及相应河... 详细信息

河流筑坝发电是目前最为显著的人为扰动河流事件，形成的水电水库阻断了河流连续体，改变了其中生源要素的生物地球化学循环过程，但相关的影响机制还不完全清楚。为此，本研究以乌江11座水电水库为研究对象，季节性调查了水库及相应河流的生源要素(CO2、溶解态无机氮DIN、溶解态无机磷DIP和溶解态硅DSi)浓度及相关的理化因子，以了解河流水库化过程中生源要素浓度的变化过程及水动力条件的变化对其生物地球化学循环的影响机制。结果表明，河流区CO2、DIN、DIP和DSi浓度均高于水库区，水库区内各理化因子间的关联度显著高于河流区。研究水库对各种生源要素的同化效率表现出显著的时空差异；其中对CO2和DSi的同化效率最高，季度均值分别为50%和40%。库区中各生源要素的同化效率和分层强度均与水力负荷显著负相关，表明水电水库的水动力条件是调控其生物地球化学循环强度的关键因素；滞留时间较长和较深的水电水库有利于浮游植物同化生源要素和促进其在剖面上的季节性分层。研究将加深对筑坝河流元素生物地球化学循环过程的认识，有助于水电水库管理措施的制定。

关键词：生源要素水电水库水力负荷生物地球化学循环乌江

典型有色金属冶炼场地重金属来源解析及生态健康风险评估

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地球与环境 2024年

作者：帅旺财刘文奇马丽雅蔡虹明陈玖斌袁玮天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院

明确废弃金属冶炼厂土壤中重金属的浓度和污染源，对土壤利用和生态功能恢复具有重要意义。本研究以原沈阳有色金属加工厂厂区内的土壤为研究对象，测定土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn八种重金属含量，采用数学统计和反距离... 详细信息

明确废弃金属冶炼厂土壤中重金属的浓度和污染源，对土壤利用和生态功能恢复具有重要意义。本研究以原沈阳有色金属加工厂厂区内的土壤为研究对象，测定土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn八种重金属含量，采用数学统计和反距离权重插值法对金属含量空间分布特征进行分析，结合主成分分析和正定矩阵因子分解模型结果，定量解析该厂区内土壤重金属来源，并在此基础上利用潜在生态危害指数法和健康风险评估模型分别评估土壤重金属生态风险和人体健康风险。结果表明，厂区土壤样品As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均高于辽宁省土壤背景值，其中Cd和Cu分别为辽宁省土壤背景值的44.57倍和34.97倍，具有明显的人为富集，生态污染最为严重。根据场地后续开发规划，除Hg和Cr外，As、Pb、Zn、Cu、Ni和Cd均存在超过GB36600—2018第一类筛选值的区域，需要重点关注。相关性与聚类分析初步判定八种金属中As、Pb和Zn,Cu、Hg和Ni来源分别具有一致性，Cd来源与前两类金属来源存在相关性，Cr来源与其它金属来源均不同。基于主成分分析结果，采用正定矩阵因子分解模型定量解析重金属主要来源，重金属主要源于锌、铜冶炼及其燃料辅料排放和自然来源。生态风险评价结果表明，研究关注的场地八种重金属中，来源于燃料辅料的Cd表现为极高的潜在生态风险，在后续土地生态恢复中需优先进行防控和修复。健康风险评估结果显示，来源于燃料辅料排放的Pb、Cr等金属对受体人群有不可接受的致癌风险，在场地后期开发前需进行重金属污染治理。

关键词：重金属 PMF 冶炼场地源解析风险评价

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方解石热释光定年技术的发展历史与展望

地震地质 2024年第3期46卷 699-722页

作者：秦可心胡贵明刘静沈续文高云鹏王文鑫温欣语蒋帅宇天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

矿物晶体中累积的释光信号与其暴露在辐射环境中的时间相关,可用于测定沉积物年代。近年来,依托石英和长石2种矿物释光信号的测年方法日臻成熟,但这2种矿物的释光信号过早饱和,限制了其测年上限(通常<300ka)。前人研究表明,方解石亦有... 详细信息

矿物晶体中累积的释光信号与其暴露在辐射环境中的时间相关,可用于测定沉积物年代。近年来,依托石英和长石2种矿物释光信号的测年方法日臻成熟,但这2种矿物的释光信号过早饱和,限制了其测年上限(通常研究表明,方解石亦有可能成为热释光测年材料,因为其热释光信号对剂量响应的灵敏度高,且特征饱和剂量约可达3000~5000Gy,有望将释光测年范围扩展至第四纪尺度。特别地,这一技术的发展也将拓展目前仅限于剥露速率极高地区的释光低温热年代学的应用范围,使其更好地贡献于地貌演化和构造活动的研究。文中对方解石热释光的基本原理和测年流程进行了简要概括,总结了方解石热释光测年应用及动力学参数的研究成果。此外,利用方解石热释光技术对虎跳峡段的基岩样品进行了测试,结果表明,ITL-235℃释光信号可用于该地区剥露历史的恢复工作。同时,文中基于上述内容讨论了方解石热释光技术的应用潜力和待解决问题,以期为该技术在构造地貌领域的应用提供帮助。

关键词：方解石热释光低温热年代学虎跳峡

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海洋汞同位素的研究范式及最新进展

矿物岩石地球化学通报 2024年第4期43卷 689-705,I0002页

作者：孙若愚李程皓李松旌王钊陈筱玮袁晶晶刘羿天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072

汞(Hg)是一种具有生物毒性且能够全球传输的重金属元素,在海洋环境中易转化为神经毒素甲基汞并沿食物网进行富集和放大,危害生态系统和人类健康。准确约束海洋汞的来源、迁移与转化是理解海洋汞循环的关键,对更新现有海洋汞循环模型和... 详细信息

汞(Hg)是一种具有生物毒性且能够全球传输的重金属元素,在海洋环境中易转化为神经毒素甲基汞并沿食物网进行富集和放大,危害生态系统和人类健康。准确约束海洋汞的来源、迁移与转化是理解海洋汞循环的关键,对更新现有海洋汞循环模型和制定相关环境政策具有重要价值。近十多年发展起来的汞稳定同位素技术为研究环境中的汞循环以及生态环境效应开辟了新视野。汞同位素独特的“三维”分馏模式,特别是非质量分馏(MIF),为研究海洋汞循环带来了科学范式的改变,取得了一系列重要发现。本文从海洋汞的来源以及甲基汞的生成、迁移与转化两大方面的应用系统阐述了近十多年来汞同位素体系在示踪海洋汞循环方面的主要进展,重点剖析了汞同位素在远洋大气汞沉降途径以及甲基汞循环方面的应用等近期研究热点。未来需结合更精细的汞同位素测试手段以及汞同位素分馏控制实验进一步明确海洋汞同位素分馏的主要控制因素,拓展汞同位素的应用空间。

关键词：汞稳定同位素非质量分馏甲基汞沉降途径深海

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固体样品无机汞形态分析方法及形态同位素组成

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地球与环境 2024年

作者：汪洋高鑫苏友达张可樊熊菲蔡虹明陈玖斌郑旺天津大学地球系统与科学学院表层地球系统科学研究院

汞（Hg）是一种全球性污染物，能在食物链中累积并对人体健康和生态系统构成严重危害。环境中的汞以多种形态存在，其中无机Hg(Ⅱ)是土壤、沉积物等固体样品中的主要赋存形态。准确识别无机Hg(Ⅱ)的赋存形态及其同位素组成有助于精准解... 详细信息

汞（Hg）是一种全球性污染物，能在食物链中累积并对人体健康和生态系统构成严重危害。环境中的汞以多种形态存在，其中无机Hg(Ⅱ)是土壤、沉积物等固体样品中的主要赋存形态。准确识别无机Hg(Ⅱ)的赋存形态及其同位素组成有助于精准解析汞的来源和形态转化过程，对于示踪汞的生物地球化学循环具有重要意义。本文总结了针对固体样品的无机Hg（Ⅱ）形态分析方法，包括化学连续提取、热解法、光谱法和质谱法。在此基础上，综述了基于化学连续提取和热解法的形态汞同位素研究进展。总体上，目前的无机Hg（Ⅱ）形态分析方法都还存在一定局限性，准确分析样品中的单一汞形态相对困难，形态汞同位素研究还相对缺乏，难以对汞来源和形态转化过程进行准确制约。未来需进一步提高对无机汞形态的分离和定量分析能力，开发和完善形态汞同位素分析方法，从而为环境中不同形态汞来源的精准解析和汞形态转化过程的同位素示踪奠定基础。

关键词：汞形态化学连续提取法热解法汞同位素