痕量金属标准海水的研制

本文介绍了以海水为基体的痕量金属(Cu、Pb、Cd、Cr、Zn)标准物质的制备、均匀性和稳定性,经试验,在一年零三个月时间内各元素的浓度值为Cu5.0±0.4、Pb10.0±0.6、Cd1.00±0.06、Cr5.0±0.4、Zn70±3μg/kg。     

近海海洋酸化对痕量元素在沉积物-海水界面处生物地球化学特性的影响研究

痕量元素在海洋环境中不仅能够密切参与物质循环,显著调控生命代谢,有些情况下还会对浮游及底栖生物产生抑制和毒害,是海洋系统中具有重要生物地球化学作用的“双刃剑”。工业革命以来,海洋不断吸收大气CO₂使得海水pH和碳酸根浓度持续下降,在全球范围内都出现了海洋酸化的现象。海洋酸化作为新的环境胁迫打破了痕量元素在沉积物-间隙水-上覆水中既有的平衡态势,导致痕量元素在海洋环境中的生物地球化学特性变得更加复杂和不确定。本文从痕量元素在沉积物-海水体系中的赋存形态与交换过程入手,探讨了海洋酸化条件下痕量元素在沉积物-海水体系中的扩散迁移与再平衡行为,分析了由此产生的生物毒性效应和生物可用性影响。最后,对海洋酸化与多种环境条件、多种污染物联合作用所导致的与痕量元素相关的生态效应研究进行了展望,以期为未来海洋酸化与痕量元素协同研究提供有意义的科学参考。     

胶州湾底质痕量元素污染研究

为了查清胶州湾表层沉积物的痕量污染元素对环境的影响,于2002-2004年对胶州湾全区进行了详细的污染调查,并对所获取的312 个表层沉积物样品中的痕量元素按海洋沉积物质量标准进行了评价研究,其中铜有 33 个站位超第一类标准,有 2 个站位超第二类标准,1 个站位超第三类标准.铜在研究区是最严重的污染元素,其污染面广,程度深.铬的污染面仅次于铜,有 29 个站位的样点超标.汞有 22 个站位超标,其中有 5 个站位超第二类标准,1个站位超第三类标准,虽然它的污染面较铜和铬小,但污染程度较严重.锌有 7 个站位超标,其中1个站位超第二类标准.镉的污染程度较低,只有 3 个站位超标.铅的沉积环境较好,只有 2 个站位的含量值超第一类标准.研究区污染最轻的痕量元素是砷.结果表明,这些痕量元素主要为工业和生活污水经排污沟和排污河而进入胶州湾.按其污染范围大小排序是：铜＞铬＞汞＞锌＞镉＞铅＞砷;按其污染程度排序是汞＞铜＞铬＞锌＞镉＞铅.     

罗纳河中悬浮物质的痕量元素的研究

于1989年5月－1990年4月间,在罗纳河下游近河口处进行每月一次为期间个月的样品采集工作,并且样品用HNO3－HF－HCIO4湿法消化后,用原子吸收分光光度法测定了悬浮颗粒物中的Co,Cr,Cu,Mn和Pb含量。结果表明,在不同月份之间悬浮物中的痕量元素组成具有显著地差别,其中一些元素的浓度随流量的增加而减少,而另外一些似乎与流量之间没有显著的关联。在稳定体系的假设下,所估计的人文活动对痕量元素的贡献可占观测浓度的10％－50％。当与其它河流对比时,发现罗纳河中的颗粒态痕量元素的浓度明显高于那些受人文活动影响较小的体系,而与北美的河流系统接近,表明罗纳河流域的人文活动对河流中颗粒态痕量元素的影响是显著的。     

基于无人机的新型海水采集系统设计与实现

基于近海海域海水水质检测的准确性和灵活性要求,本文提出了一种新型海水采集系统的实施方案,由上位机和下位机组成,两者通过电动绞盘和绳索相连。上位机由遥控器、无人机、单片机、步进电机等组成;下位机由海水采集管、双头采集针、单片机、推杆电机等组成。本文通过海水采集装置的创新设计,确保海水采集过程免受二次污染。在浙江舟山长峙岛附近海域进行了测试,结果表明,本系统能够在近海海域上方稳定悬停并通过电动绞盘控制海水采集装置升降,能够通过控制算法自动完成海水采集任务。     

海水中痕量苯系物的气相色谱测定的研究

Domestic polymeric microbeads GDX-502 were used to concentrate benzene hydrocarbon from seawater. The absorbed benzene hydrocarbon was removed by thermal desorption and directly injected into gas chromatograph and determined by FID detector. It was optimal for the rapid and precise determination of trace benzene hydrocarbon in seawater. In this Paper the investigation of benzene hydrocarbon in the coastal water of Jiaozhou Bay (Qingdao) is reported as well. The data for benzene hydrocarbon are listed in table 3 for 1984 and the station locations are given in figure 6.     

一种海水痕量元素CTD采集收放用敷塑纤维通讯缆的设计及检测试验

痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用,对于认识全球环境变迁具有重要的价值。但其浓度在这些过程中易受沾污。本文结合海水痕量元素CTD现场采集工作环境,工作拉力等特殊要求,先后跟缆绳设计、生产制造厂家进行缆绳相关技术讨论、确定缆绳各项技术指标。设计敷塑纤维通讯缆,并委托缆绳生产厂家加工出样缆两条。通过对样缆进行静态拉力试验验证缆绳自身工作拉力,并通过成分分析、浸出试验验证最大化减少缆绳对于海中溶解态痕量金属的沾污。该研究结果可提高采样过程的可靠性,保证数据的准确率。     

船用海水样品自动采集、预处理与分配系统研究

文章介绍了船用海水样品自动采集、预处理与分配系统的组成、特点、工作原理、关键技术和重要意义,并对系统中的创新技术一并作了简要介绍。     

南、北极雪、冰、水中的痕量元素离子与水汽化学

应用水汽化学的方法学和理论,研究南,北极雪,冰,水中的Ｚｎ＾２＋等离子,南北,极雪,冰,水中Ｚｎ＾２＋,Ｃｄ＾２＋,Ｐｂ＾２＋,Ｃｕ＾２＋,Ｓｎ＾４＋,Ｂｉ＾３＋离子含量的空间变化很小,与水汽化学原理计算的离子总平均含量Ｚｎ＾２＋,５．０μｇ／Ｌ,Ｐｂ＾２＋＋０．０３０μｇ／Ｌ,Ｃｕ＾２＋＋０．７０μｇ／Ｌ,Ｓｎ＾４＋＋０．９９μｇ／Ｌ,Ｂｉ＾３＋＋０．１８μｇ／Ｌ相一致。南北极Ｚｎ＾２＋等离子处     

离线固相萃取螯合富集分离-ICP-MS测定海水中的稀土元素

通过测定条件优化、方法比对等实验建立了一种固相萃取小柱离线螯合富集分离电感耦合等离子体质谱仪测定海水中稀土元素的方法。海水样品通过调节p H后,进入VAC ELUT SPS24 Agilent圆形固相萃取装置,其主要基体物质的去除率高于97%;萃取富集的优化条件是海水样品p H 4.0~7.0,海水进入萃取柱速率2 m L/min,硝酸洗脱液浓度为1 mol/L;方法对稀土元素的加标回收率为83%~108%,14种稀土元素的检出限为0.057~0.613 ng/L,RSD10%;该方法与氢氧化铁共沉淀法富集稀土元素比对测定结果一致,方法具有准确度与精密度高、操作简便快速等优点,可用于海水样品中稀土元素的定量精确测量。     

海水中无机混合元素标准样品的研制

对海水中无机混合元素标准样品进行了研究和制备。样品采用高纯试剂重量法制备,以人工海水为样品介质,用原子吸收法和原子荧光法对样品进行均匀性和稳定性研究;多家实验室协作分析定值后数理统计确定标准值,并进行不确定度评估。结果表明,海水中无机混合元素标准样品的均匀性和稳定性良好;可用于海水污染监测的仪器较准、分析方法的评价与验证、实验分析的质量控制和能力验证等方面。     

南海北部涠洲岛海域Merulinidae珊瑚文石骨骼和海水间微量元素分配系数：来自珊瑚种属和瑞利分馏的影响

微量元素在珊瑚文石骨骼和海水间的分配过程是控制海水中微量元素进入珊瑚骨骼的关键环节,表征该分配过程的分配系数（K_D）常用于时间序列上的海水微量元素含量重建。由于缺乏珊瑚和海水的原位研究,我们对珊瑚文石骨骼与海水之间微量元素的分配行为的了解非常有限,这严重阻碍了我们对于准确的海水化学定量数据的获取。本研究中,我们选取了南海北部涠洲岛海域的两种典型的造礁石珊瑚种（网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis））和周围原位表层海水中的5种微量元素（Cu、Zn、Pb、Cd和Cr）进行研究,估算了这些微量元素在珊瑚文石骨骼和海水之间的分配系数。研究结果表明：各个微量元素在网状菊花珊瑚和八重山扁脑珊瑚文石骨骼和海水间的分配系数分别为3.65和3.49（Cu）;0.57和0.97（Zn）;1.06和1.42（Pb）;0.88和1.01（Cd）;0.66和0.60（Cr）。结合前人报道的各个种属珊瑚的分配系数,我们发现不同珊瑚种属Cu、Zn、Pb和Cd的K_D值存在显著差异,而Cr的K_D值差异则相对较小。此外,微量元素K_D值还在一定程度上受到瑞利分馏的影响,该影响与K_D值的大小有关。本研究为珊瑚文石骨骼和海水间分配系数提供了较为准确的K_D值,为未来的珊瑚研究提供了重要的基础数据,并扩展了我们对海洋生物成因矿物晶格的化学特征的认识。     

青岛市奥帆赛区海域表层海水中微量元素的研究

通过离子色谱离线螯舍和ICP—MS对青岛市汇泉湾、太平湾、浮山湾采集的海水样品进行分析,得到了该海域表层海水中微量元素质量比的可靠数据,并对表层海水中微量元素的分布特征及其影响因素进行了探讨。将分析结果与国家海水标准进行比较表明,该海域海水中微量元素质量比符合国家一级海水标准。对该海域表层海水微量元素的分布特征的研究表明,近岸和远岸表层海水中微量元素的质量比差别很小,而不同于沿岸海区质量比高,离岸远处质量比较低的一般规律。其主要原因是该海域的人为污染程度小,再加上其特殊的海岸地形以及水动力条件,有利于溶解物质的扩散、迁移和稀释。     

胶州湾海水中悬浮颗粒对溶解态微量元素的影响

运用离子色谱离线螯合结合ICP-MS的方法,对胶州湾海水中的微量元素(V,Co,Ni,Cu,Mo,Cd,Pb,U,REEs)进行了精确的定量分析。在测试前对在同一站位不同层位采集的平行海水样品进行了两种不同的酸化处理:一份采取先过滤后酸化的方式,以获得海水中溶解态微量元素的含量;另一份采取直接酸化后分析的方式,以评估悬浮颗粒中的可交换态微量元素对溶解态微量元素测定结果可能造成的影响。通过对比研究发现,不同处理方法得到的V、Ni、Cu、Co、Pb以及稀土元素(REEs)的质量浓度存在很大差异,说明悬浮颗粒物质可能对海水中相应元素的测定产生较大的影响。各种微量元素之间的差异和相应离子或离子团的电荷性质、在海水中的配位作用以及悬浮颗粒物质的表面电荷性质有关。初步研究结果表明,在类似于胶州湾这样的近海海域,悬浮颗粒物质是控制微量元素分布特征的一个重要因素。     

海水中大分子有机质对铂族元素的吸附动力学研究

Adsorption kinetics of the interaction between Pt, Pd and Rh(defined here as platinum group elements, PGEs)ions and macromolecular organic compounds(MOCs, 10 kDa), including humic acid, carrageenan and bovine serum albumin, and different cutoff fractions of natural organic matter(1 kDa and 3 kDa) obtained from seawater using centrifugal ultrafiltration devices were investigated. For a given element, all the adsorption kinetics did not reach equilibrium except the interaction between Pt and 1 kDa cutoff, and between Pd and humic acid.For all the tested MOCs, the adsorption kinetics could be divided into two stages, a rapid adsorption process in the first 8 h and the desorption stage after the first 8 h until the equilibrium. The change trend of partition coefficient(log_(10)K_d) values with experiment time was consistent with that of the kinetic curves. However, in the interaction between PGE ions and natural dissolved organic matter(NDOM), an obvious difference in the change trends of log_(10)K_d and kinetic curves was observed. It indicated that the partition behavior of PGE ions interacting with NDOM in seawater was a combined effect of different organic constituents. The adsorption and log_(10)K_d of PGEs in the 1 kDa NDOM fraction were higher and more stable than those in the 3 kDa NDOM fraction. The results also indicated that the 1–3 kDa NDOM may dominate the interaction between PGEs ions and NDOM. Moreover, no kinetic model could perfectly simulate the adsorption process. It indicated that the colloidal struction and morphology of MOCs or NDOM in seawater might be inhomogeneous. Hence, the interaction between PGE ions and organic matter in seawater was a complicated process and needs further research.     

Possible evidence for enrichment of trace elements in the hydrous manganese oxide phases of suspended matter from an urbanized embayment

Total and weak-acid-soluble trace elements in suspended matter from the Duwamish River and Elliott Bay were determined from samples collected in February and September 1980. The results indicate that Mn scavenging in the water column is coincident with enrichments of Cr, Ni, Cu, Zn, and Pb in the suspended matter, suggesting a possible enrichment of these trace elements in a hydrous Mn oxide phase. This process occurs primarily in the sub-surface waters of Elliott Bay. Since mass balance calculations show a net export of Mn out of the bay, this mechanism may be an important means of transporting toxic trace metals from polluted estuaries and embayments to cleaner coastal environments.     

The use of molluscs for monitoring trace elements in the marine environment in New Zealand 1. The contribution of ingested sediment to the trace element concentrations in New Zealand molluscs

Reference elements, such as silicon, were used to calculate the effect of sediment in the gut contents of molluscs on the estimation of the total body burden of trace elements. A significant proportion of the aluminium, iron, manganese, and lead are contributed by the sediment in the gut of many New Zealand mollusc species. Local mineralisation is likely to produce an important contribution for elements such as chromium, vanadium, and nickel in some areas of New Zealand and the ingested sediment in molluscs from “clean” environments will result in the real body burden of some elements such as lead being naturally lower than the available data suggests.     

电感耦合等离子体质谱测定海水中的锂、铷、硼、锶

测定海水中的Li、Rb、B、Sr 不需要像痕量元素一样采用复杂的分离富集方法, 去除基体元素,富集目标元素, 而是直接将海水稀释50 倍, 优化电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)参数, 提高测试灵敏度后, 在线加入内标Re 上机测试, Li、Rb、B、Sr 的方法检测限(3σ)分别为0. 75, 0.25, 14.0 和0.10 μg/L。连续测试10 次海水样品, 计算相对标准偏差(RSD), Li 为1.47%, B 为3.13%, Rb 为2.05%, Sr 为2.01%;并进行加标回收率实验, 回收率在96.5%～105%之间。结果表明, 该操作简单, 测定速度快, 数据稳定,可靠, 满足海水中这4 种元素的测试要求。测定了大西洋底层海水(距离海底200 m)中这4 种元素, 数据偏差小于2.65%, 低于方法测试标准偏差, 该层位水体稳定, 无变化。