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土壤中微塑料与环境污染物的复合作用及其对微生物的影响

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岩矿测试 2024年第1期43卷 1-15页

作者：郭荣沈亚婷国家地质实验测试中心北京 100037 自然资源部生态地球化学重点实验室北京 100037

随着塑料制品在工农业和生产生活中的广泛使用,大量微塑料被释放到土壤中,带来不可忽视的生态环境与健康风险。长久以来,人们更关注微塑料本身的生态毒性,对微塑料与环境中的其他化学污染物的联合作用及其环境效应研究较少。由于土壤微... 详细信息

随着塑料制品在工农业和生产生活中的广泛使用,大量微塑料被释放到土壤中,带来不可忽视的生态环境与健康风险。长久以来,人们更关注微塑料本身的生态毒性,对微塑料与环境中的其他化学污染物的联合作用及其环境效应研究较少。由于土壤微生物在微塑料降解过程中起着关键作用,认识土壤微塑料是如何通过影响土壤环境而直接或间接影响土壤中微生物群落和土壤生态功能的微观机理,已成为未来推进微塑料的降解和科学认识微塑料生态系统风险的关键。本文综述了近年来微塑料在土壤中吸附和迁移机理,以及微塑料的吸附程度和位置对其迁移行为的影响。总结了微塑料与土壤中有机污染物和重金属的复合作用的进展,探讨了这些复合作用对土壤环境风险的影响,包括污染物的毒性、生物利用度和迁移性的变化。评述了微塑料对土壤微生物群落的影响及作用机制,微塑料对微生物的物种丰富度、活性和结构的影响,以及微塑料表面的定殖和选择性富集能力。建议未来应该加强以下三方面的研究:①深入探索微塑料与环境污染物的复合作用及其生态毒理作用的微观机理;②认识土壤中微塑料对土壤微生物群落结构改变的微观机制;③探索通过科学调控土壤理化特性、特异性微生物在微塑料表面的定殖与富集能力等途径来控制土壤中微塑料及微塑料-其他环境污染物复合污染的可能性。

关键词：微塑料微生物群落结构有机污染物重金属复合作用

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土壤和沉积物重金属形态分析研究进展

中国无机分析化学 2024年

作者：郑宇琦许春雪安子怡陈宗定孙红宾宋辛祎万梓琳自然资源部生态地球化学重点实验室国家地质实验测试中心

人类社会的发展进程导致土壤和沉积物中的重金属含量远远超过背景值，具有严重的潜在威胁隐患。然而，由于重金属的流动性、毒性以及生物累积性会对环境造成深远影响，重金属形态分析已然成为环境研究的重要一环。目前最具代表性的形态... 详细信息

人类社会的发展进程导致土壤和沉积物中的重金属含量远远超过背景值，具有严重的潜在威胁隐患。然而，由于重金属的流动性、毒性以及生物累积性会对环境造成深远影响，重金属形态分析已然成为环境研究的重要一环。目前最具代表性的形态提取方法为Tessier法和BCR三步法，为标准物质研制、重金属污染评估、生态修复以及生物有效性风险等问题提供了有效解决方案，但也有着各自的局限性。总结目前常用的元素形态提取分析方法，系统对比论证，讨论重金属形态分析方法未来可能出现的问题和发展方向，以期为土壤及沉积物重金属污染研究提供思路与支撑。

关键词：土壤和沉积物重金属形态分析 BCR顺序提取

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天然水样品中碘化物分析方法探讨

岩矿测试 2023年第3期42卷 587-597页

作者：宋辛祎许春雪安子怡孙红宾陈宗定刘崴郑宇琦国家地质实验测试中心北京100037 自然资源部生态地球化学重点实验室北京100037

水作为人体摄入碘元素的主要来源,准确测定其中的碘化物含量具有现实意义。目前常用于水样中碘化物分析的方法主要有离子色谱法、气相色谱法、比色法、分光光度法等,不同方法的测定结果会受到实际样品基质以及实验条件等因素的影响。本... 详细信息

水作为人体摄入碘元素的主要来源,准确测定其中的碘化物含量具有现实意义。目前常用于水样中碘化物分析的方法主要有离子色谱法、气相色谱法、比色法、分光光度法等,不同方法的测定结果会受到实际样品基质以及实验条件等因素的影响。本项目组织了38家实验室采用离子色谱法、淀粉分光光度法、催化还原分光光度法、电感耦合等离子体质谱法4种方法对天然水样中的碘化物含量进行测定,不同方法的测定值之间存在明显差异,数据间离散度较大,浓度在51.40~124.00mg/L范围内变化。基于此,本文采用HPLC-ICP-MS法对样品中的碘化物进行了定量分析,并通过考察该方法的精密度和正确度,在保证结果准确性的前提下,将碘化物测定结果与各家实验室结果进行比对。对比结果表明,对于碘离子,离子色谱法的测定值(83.38μg/L)与HPLC-ICP-MS的测定值基本一致(78.32μg/L),高浓度碘化物比色法的测定值(92.95μg/L)、硫酸铈催化分光光度法的测定值(101.84μg/L)和ICP-MS法的测定值(103.13μg/L)均高于HPLC-ICP-MS法的测定值。针对该结果,本文从各方法的原理和实验条件出发,探讨数据间存在差异的原因,阐述了水样中碘酸根离子、重金属离子等其他组分的存在,以及实验条件的选择均会对碘化物测定结果产生影响,并给出了不同情况下碘化物分析方法选择的建议。

关键词：碘化物碘形态高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法 HPLC-ICP-MS 天然水

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沉积物和土壤中胶体对氯霉素吸附行为的影响

环境科学 2022年第10期43卷 4522-4535页

作者：晏彩霞罗燕清聂明华周旋丁明军江西师范大学地理与环境学院鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 自然资源部生态地球化学重点实验室北京100037

天然胶体(NCs)在沉积物和土壤中广泛存在,并可影响抗生素等污染物的环境归趋.以氯霉素(CAP)为抗生素代表,选取不同来源的沉积物和土壤样品,结合切向超滤技术、动态光散射、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱等多种纳米分析技术和方法,揭... 详细信息

天然胶体(NCs)在沉积物和土壤中广泛存在,并可影响抗生素等污染物的环境归趋.以氯霉素(CAP)为抗生素代表,选取不同来源的沉积物和土壤样品,结合切向超滤技术、动态光散射、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱等多种纳米分析技术和方法,揭示了沉积物/土壤中不同相对分子质量NCs对CAP的吸附能力及其影响因素.结果表明,相对分子质量小的NCs自生源贡献率大且腐殖化程度高,而相对分子质量大的NCs以陆源来源为主,且芳环上含有更加丰富的羧基、羟基和羰基等官能团.平行因子分析共识别出4个荧光组分,其中类腐殖质组分是主要成分.基于传统批处理实验探究了沉积物/土壤不同组分对CAP的吸附行为,结果表明,线性模型和Freundlich模型能较好地拟合土样不同组分对CAP的吸附.原始样品、去除有/无机碳样品中的NCs对CAP的吸附率均值分别为4.46%、 3.93%和6.61%,说明NCs中的有机碳对CAP的吸附行为具有重要影响.CAP更易被相对分子质量小的NCs吸附,这可能是因为相对分子质量小的NCs腐殖化程度高,芳环上取代基以脂肪链为主,且NCs中的色氨酸类蛋白物质会抑制其对CAP的吸附.冗余分析结果表明,沉积物和土壤NCs对CAP的吸附主要与其NCs来源、芳香性、芳环上的有氧官能团、腐殖化程度和类腐殖物质有关.

关键词：天然胶体沉积物/土壤吸附氯霉素光谱

顶空-固相微萃取-全二维气相色谱-飞行时间质谱测定水中短链氯化石蜡

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分析化学 2018年第12期46卷 2004-2010页

作者：战楠朱帅郭峰田芹饶竹国家地质实验测试中心自然资源部生态地球化学重点实验室

短链氯化石蜡(SCCPs)是一种新型持久性环境污染物,准确分析水中SCCPs对研究和正确认识水环境中SCCPs的污染水平、环境行为等均具有重要意义。本研究建立了顶空-固相微萃取-全二维气相色谱-飞行时间质谱技术分析水中SCCPs的方法,确定了... 详细信息

短链氯化石蜡(SCCPs)是一种新型持久性环境污染物,准确分析水中SCCPs对研究和正确认识水环境中SCCPs的污染水平、环境行为等均具有重要意义。本研究建立了顶空-固相微萃取-全二维气相色谱-飞行时间质谱技术分析水中SCCPs的方法,确定了萃取探针、萃取温度、萃取时间、体系盐度、搅拌速率等最佳实验条件。本方法在0.2～20.0μg/L浓度范围内线性良好,相关系数大于0.999,检出限在0.06～0.13μg/L之间,平均加标回收率在80.9%～95.4%之间,日内和日间精密度(RSD)分别小于7.1%(n=5)和14.0%(n=5)。本方法灵敏、准确、环境友好、可自动化运行,已成功应用于皮革加工厂周围地下水和地表水中SCCPs的分析。

关键词：短链氯化石蜡固相微萃取全二维气相色谱-飞行时间质谱水质分析

高压制样-激光诱导击穿光谱技术测定土壤中的硅铝铁钾

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光谱学与光谱分析 2023年第7期43卷 2174-2180页

作者：胡梦颖张鹏鹏刘彬杜雪苗张灵火徐进力白金峰中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 自然资源部地球化学探测重点实验室河北廊坊065000

土壤作为人类生存的重要物质基础和自然资源之一,其营养元素含量不仅是农业生产的基础,也是评价土壤质量的重要指标。传统测定土壤中营养元素的方法以液体进样为主,操作繁琐且对环境有一定的污染。采用超高压制样技术与LIBS技术联用,综... 详细信息

土壤作为人类生存的重要物质基础和自然资源之一,其营养元素含量不仅是农业生产的基础,也是评价土壤质量的重要指标。传统测定土壤中营养元素的方法以液体进样为主,操作繁琐且对环境有一定的污染。采用超高压制样技术与LIBS技术联用,综合了绿色无污染的样品前处理技术以及操作简单、可进行多元素同步快速检测的测定技术,建立了高压制样-激光诱导击穿光谱技术测定土壤中的硅铝铁钾的分析方法。通过对制样压力大小的对比研究发现,当制样压力在2000 kN时,制备出的样品表面光滑、平整,具有更好的致密性,测定精密度达到最好;通过对LIBS仪器测定条件的优化,发现在使用多位置采样的方式,激光能量、采集延迟、光斑尺寸分别为0.8 mJ、0.5μs、60μm的条件下,能够减小样片剥蚀产生的热效应及样片表面不均匀对测定结果造成的影响,提高测定信背比,从而提高测定结果的准确度和精密度。在该方法优化后的条件下,采用土壤成分分析标准物质,以多变量做线性回归的定标曲线,得到了较好的线性关系,有效降低了基体效应对测定结果的影响。通过国家一级土壤成分分析标准物质的验证,除个别元素外,方法测定营养元素的精密度范围均在0.31%~4.21%之间,且测定结果与认定值基本一致。该方法不仅操作简单、能够避免传统方法带来的环境污染,同时也能够实现多元素同时测定,推动了LIBS技术在定量分析领域的进一步发展。

关键词：土壤激光诱导击穿光谱高压制样

地下水中挥发性有机物检测实验室的质量监控、评价及整改建议

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理化检验（化学分册） 2023年第2期59卷 220-224页

作者：陈宗定许春雪安子怡刘贵磊孙慧中王苏明国家地质实验测试中心北京100037 自然资源部生态地球化学重点实验室北京100037

随着我国社会经济的快速发展,地下水资源短缺、水生态损害、水环境污染等问题日益突出,开展地下水调查与监测迫在眉睫。全国地下水资源评价与监测工程项目可为水资源的合理开发利用与保护提供技术支撑,其中地下水样品分析测试可提供详... 详细信息

随着我国社会经济的快速发展,地下水资源短缺、水生态损害、水环境污染等问题日益突出,开展地下水调查与监测迫在眉睫。全国地下水资源评价与监测工程项目可为水资源的合理开发利用与保护提供技术支撑,其中地下水样品分析测试可提供详细的水质信息,测试数据的质量水平很大程度决定着地下水资源评价与监测工作的成效。

关键词：地下水资源评价挥发性有机物检测实验室质量监控生态损害测试数据整改建议开发利用与保护

6种南方酸性土壤重金属元素氯化钙可提取态标准物质研制

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冶金分析 2021年第10期41卷 12-22页

作者：陈宗定许春雪刘贵磊安子怡王苏明王亚平国家地质实验测试中心自然资源部生态地球化学重点实验室

土壤重金属元素可提取态可更好地反映土壤中重金属的环境效应和生态风险,在土壤污染调查和研究工作中受到广泛关注。实验以CaCl2溶液作为提取剂,研制了6种南方酸性土壤重金属CaCl2可提取态标准物质。样品分别采自江苏、安徽、福建和贵州... 详细信息

土壤重金属元素可提取态可更好地反映土壤中重金属的环境效应和生态风险,在土壤污染调查和研究工作中受到广泛关注。实验以CaCl2溶液作为提取剂,研制了6种南方酸性土壤重金属CaCl2可提取态标准物质。样品分别采自江苏、安徽、福建和贵州,经干燥、研磨、过筛、混匀等步骤制备而成,检验评估结果表明样品均匀性和稳定性良好。由11家实验室采用多种不同原理分析方法协作定值,认定值为多家实验室测试结果的算术平均值,定值指标(参数)包括CaCl2溶液提取的Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、V、Mn、Co、Mo、Tl、Sb、Be元素可提取态及pH值。该系列标准物质适用于土壤可提取态分析中仪器校准、分析方法确认和评价、测量过程质量控制、技术能力考核及分析结果仲裁等技术工作。

关键词：土壤重金属可提取态标准物质

高光谱反演耕地土壤质量评价元素含量方法研究

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自然资源遥感 2023年

作者：易孜芳周磊磊骆检兰曹里自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室湖南省地球物理地球化学调查所

该文为探讨利用高光谱快速估算耕地土壤质量元素含量镉(Cd)、砷(As)的可行性和准确度,针对元素光谱特征波段提取及高光谱定量反演建模开展研究。使用一阶/二阶微分(first derivative/second derivative,FD/SD)、倒数对数(logarithm reci... 详细信息

该文为探讨利用高光谱快速估算耕地土壤质量元素含量镉(Cd)、砷(As)的可行性和准确度,针对元素光谱特征波段提取及高光谱定量反演建模开展研究。使用一阶/二阶微分(first derivative/second derivative,FD/SD)、倒数对数(logarithm reciprocal,LR)、包络线去除(continuum removal,CR)四种光谱变换与竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、相关性分析(Pearson correlation analysis,PCC)两种特征筛选相组合的多种方法提取光谱特征波段。在此基础上,分别利用偏最小二乘(partial least squares,PLSR)和粒子群改进的随机森林(particle swarm optimization-random forest,PSO-RFR)两种回归模型来反演元素含量并进行精度验证。结果表明,实验区土壤元素Cd、As预测的最佳模型均为FD-CARS-PLSR,Cd、As元素模型的决定系数R2最高分别为0.863和0.959,相对分析误差RPD分别为2.799和5.119。FD、SD光谱变换结合CARS特征筛选能够提升PLSR反演模型的精度。研究成果可以为土壤Cd、As元素含量的快速估算提供参考。

关键词：高光谱遥感光谱变换特征波段选择偏最小二乘回归竞争性自适应重加权算法