Top-down法评定EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度

依据Top-down技术中的质控图法对EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度进行评定。利用2021年质控样标准物质GBW 07333、GBW 07314和GBW 07316中CaCO_(3)测定值的时序数据进行评定,3组时序数据正态统计量A^(2*)(s)和独立性统计量A^(2*)(RM)均小于1,CaCO_(3)测定值、A_(EWMi)和移动极差控制图没有失控点,3组时序数据处于受控状态。当CaCO_(3)质量分数分别为2.05%、6.20%和38.56%时,计算得其扩展不确定度分别为0.08%、0.07%和0.20%。将测量不确定度与对应含量值进行线性拟合建立了不确定度预测模型,GBW 07309和GBW 07334中CaCO_(3)的测量不确定度预测值分别为0.09%和0.18%,预测值与Top-down技术获取的评定结果较为吻合。

基于石墨消解法测定海洋沉积物中7种重金属的含量

鉴于目前常用的海洋沉积物中重金属测定的消解方法存在工作效率低、操作复杂、交叉污染、人员危险性高等问题,通过比对和参考现行规范、标准和文献资料中海洋沉积物重金属的不同消解方法,提出了全自动石墨消解海洋沉积物的方法,并以原子荧光光谱法测定汞和砷的含量,以电感耦合等离子体质谱法测定铜、铅、锌、镉、铬的含量。以6 mL盐酸、2 mL硝酸和8 mL水为消解酸,于100℃消解0.2 g样品1.5 h;消解结束后,冷却至室温,用水定容至50 mL,按照原子荧光光度计的工作条件测定汞和砷的含量。以5 mL盐酸、5mL硝酸为消解酸,先于120℃消解0.2 g样品1 h;然后加入2 mL硝酸、5 mL氢氟酸和2 mL高氯酸,于180℃继续消解4 h;消解结束后,冷却至室温,用水定容至50 mL,按照电感耦合等离子体质谱仪的工作条件测定铜、铅、锌、镉、铬的含量。结果表明:汞、砷标准曲线的线性范围分别在1.00μg·L^(-1)以内和10.0μg·L^(-1)以内,铜、铅、锌、镉、铬标准曲线的线性范围在100μg·L^(-1)以内,汞、砷、铜、铅、锌、镉、铬的检出限(3 s)为0.006~0.522 mg·kg^(-1);使用有证海洋沉积物标准物质进行验证,7种重金属测定值均在认定值的不确定度范围内,相对标准偏差(n=6)为1.4%~7.4%;对3种实际样品进行回收试验,回收率为92.5%~111%。

活性铁对海洋沉积物中有机碳的保存作用

沉积物碳汇是海洋碳汇的重要组成部分,揭示沉积物的储碳机制对研究气候变化与全球碳循环的相互作用具有重要意义。矿物对有机碳的保护作用是有机碳最重要的稳定机制,其中活性铁(Fe_(R))在沉积物有机碳的累积作用中发挥着捕获有机碳并形成“铁锈碳汇”的重要作用。本文系统梳理了近年来关于海洋沉积物中Fe_(R)的固碳的研究成果,总结了海洋沉积物中Fe_(R)的提取方式、类型、固碳量、固碳机制、结合有机质来源及分子类型,阐述了Fe_(R)固碳的重要意义,旨在加深对矿物与有机碳相互作用的理解。海洋沉积物中Fe_(R)常通过柠檬酸盐-碳酸氢盐-连二亚硫酸盐(CBD)还原提取,主要以针铁矿、水铁矿及赤铁矿等氧化物形式存在。Fe_(R)可以结合沉积物中约80%的有机碳,结合机制包括以配体交换为主的吸附机制和共沉淀/螯合机制。Fe_(R)与有机碳的结合机制可依据铁结合有机碳(Fe_(R)-OC)与Fe_(R)的摩尔比值(Fe_(R)-OC∶Fe_(R))简单判定,当Fe_(R)-OC∶Fe_(R)低于1.00时以吸附方式结合,大于1.00时以共沉淀方式结合,且共沉淀相比吸附机制具有更高的有机碳结合量及稳定性。大部分海洋沉积物中Fe_(R)优先与海源类有机质结合,但在氧化还原频繁的河口及三角洲地区倾向与陆源类有机质结合。分子模拟实验、木质素氧化降解及近边X射线吸收精细结构光谱表明Fe_(R)与芳香碳及羧基碳等有机质具有更高的亲和性。Fe_(R)对有机质的稳定保存及减缓气候变化引起的负反馈具有重要意义,建议未来更多关注沉积物中有机质与铁矿物结合的具体过程及不同沉积环境Fe_(R)固碳的差异机制,更加关注不同结合机制的定量化及重要性对比研究。

基于快速消解的海洋沉积物重金属ICP-MS测定条件优化

准确测定海洋沉积物中重金属元素的含量,是开展海洋生态环境评价与管理的基础。比较研究了当前生态环境监测领域几种主要的检测标准方法和近年热门的土壤快速消解法对海洋沉积物中重金属的检测效果。通过研究不同消解体系、消解压力、校准溶液配制方法以及内标元素、内标浓度等条件对海洋沉积物重金属测定效果的影响,优化了海洋沉积物样品的快速消解过程和测定条件。结果表明:优化后的快速消解方法针对Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的方法检出限为0.004~0.8 mg/kg,测定下限为0.016~3.2 mg/kg,回收率为95.4%~109.2%,相对标准偏差为0%~3.22%,方法准确可靠、快速高效,满足海洋沉积物样品(尤其是大批量样品)的重金属测试需求。

海洋沉积物中微塑料的多样性及生态毒理效应

微塑料(MPs)目前已经广泛分布于全球海洋沉积物中,成为国际环境污染研究的热点之一。但是,有关海洋沉积物中微塑料的研究仍较少。系统地研究了微塑料在海洋沉积物中的来源及分布,包括初级及次级微塑料的来源。详细分析了MPs的物理性质、化学性质及聚合物成分,对不同聚合物及添加剂对MPs的特性及生态环境的影响进行了研究。并且,重点分析了MPs在海洋沉积物中的生态毒理学效应,包括摄食、生物吸附及毒性机制。通过对微塑料在海洋沉积物中的行为进行深入研究,有利于更全面地分析其对海洋生态系统及生物的潜在影响。

QuEChERS-气相色谱-串联质谱法测定海洋沉积物中的多氯联苯

采用QuEChERS-气相色谱-串联质谱法,建立了海洋沉积物中18种多氯联苯的分析方法。样品加入乙腈及QuEChERS萃取盐振荡提取后,通过PSA和C_(18)净化包进行净化,采用动态多级反应监测模式进行检测。结果表明,18种多氯联苯标准溶液线性关系良好,相关系数为0.999 2~0.999 9。对连云港近岸海域表层沉积物样品进行低、中、高3个不同质量分数的加标实验,回收率为70.6%~96.5%,相对标准偏差为6.5%~14.8%,符合质控要求。方法检出限为0.02~0.08μg/kg,能够满足痕量分析要求。该方法能够避免使用大量溶剂,操作简便、稳定可靠、灵敏度较高,适用于海洋沉积物中多氯联苯的分析检测。

超声提取-紫外分光光度法测定海洋沉积物中油类的研究

利用超声提取和离心分离方法替代手工振荡提取和分液漏斗洗涤分离方法提取海洋沉积物中的油类,研究最佳试验条件,并与标准方法开展比对。试验结果表明,超声提取法总体较手工振荡法回收率高10个百分点,且工作流程简单、操作方便快速,减少了提取液多次转移的误差,在提高工作效率的同时提升了分析方法的精密度和正确度。

酸化吹气-流动注射分光光度法测定海洋沉积物中的硫化物

采用酸化吹气装置结合全自动流动注射分析仪对海洋沉积物中硫化物进行测定。分析了流动注射分光光度法的检出限、精密度、准确度。结果表明:线性范围为0.05~2.00 mg/L,检出限为0.035 mg/kg,测定上限为40 mg/kg,加标回收率为81.0%~104%之间,相对标准偏差为1.5%~3.6%。将流动注射分光光度法和国标方法亚甲基蓝分光光度法进行比对,结果表明,流动注射分光光度法测定海洋沉积物中的硫化物具有分析速度快,检出限低,测定范围大,试剂消耗量小等特点,适合大批量样品的检测。

重铬酸钾氧化-分光光度法测定海洋沉积物中有机碳含量的离心条件

采取静置3 h后以3500 r/min转速离心10 min后的方法测试样品,无论是平行性、精密度还是相对误差,各项特性指标均能满足实验要求,证明该方法是采用重铬酸钾氧化-分光光度法测定海洋沉积物中有机碳含量的最优离心条件。

海洋沉积物碳储存量对全球变暖的指示作用

文章通过分析海洋沉积物碳储存形式与分布,揭示沉积物碳储量对古气候和当代全球变暖的指示作用,指出有机碳、无机碳含量和埋藏通量的变化能反映大气温室气体和地表温度的波动。研究基于海洋碳汇机制,提出加强保护、发展碳捕集技术、完善监测预测系统、推动低碳转型等应对全球变暖的策略,旨在为缓解气候变化提供科学依据。

海洋沉积物动力学的示踪物方法

本文的论题是示踪物方法在海洋物源追踪和沉积物输运率计算中的应用 ,以及示踪物方法的普适性理论框架。定量的物源追踪需要适当的示踪标记和物质混合模型 ,有必要根据沉积动力过程的研究来确定示踪标记的变换函数 ,从而将改进的示踪标记用于混合模型分析。人工示踪物实验的现有方法以空间积分法最为常用 ,其关键是示踪物质心运动和沉积物活动层的界定。天然示踪物的质心位置是无法定义的 ,因此不能借用传统人工示踪物方法来估算物质输运率 ;在某些特殊情形下 ,可以利用天然示踪物的质量守衡原理来获得物质输运信息。今后 ,以示踪物质的连续方程为基础 ,有可能建立一种同时适用于人工和天然示踪物的普适理论框架。其中需解决的问题包括示踪物与现场物质的差异、沉积速率和活动层厚度的时间尺度、沉积物扩散过程等。

粘土矿物保存海洋沉积有机质研究进展及其碳循环意义

海洋沉积物吸附有机质的量和有机质循环周期与粘土矿物类型和吸附方式密切相关,并在全球碳循环中扮演着不同的角色。粘土吸附有机质有物理吸附和化学吸附之分,前者主要存在于粘土的微孔隙中,参与年、十年或百年尺度的循环;后者主要存在于粘土矿物层间和外表面,稳定性较好,有机质易于保存,可参与百万年或更长时间的循环,这种不同时间尺度内的碳循环,将会改写海洋沉积物有机碳“源”、“汇”的关系。不同类型粘土矿物的性质存在差异,决定了吸附有机质量的多寡,蒙脱石的吸附量远大于伊利石的吸附量,这可能是造成全球不同海域中有机碳“源”、“汇”变化的原因。海洋沉积物处于水圈、生物圈和岩石圈的交汇地带,有机碳的差异和变化,都会对全球碳循环及气候变化产生重要的影响。

南沙海洋沉积物中脂肪酸地球化学研究

本文对南沙海洋岩芯和表层样品中的脂肪酸进行了分离和鉴定，研究了脂肪酸的组成和分布特征，探讨了沉积物中有机质的来源及脂肪酸的早期成岩变化。结果表明，脂肪酸的组成和分布，反映了沉积有机质主要来自浮游生物和细菌，陆源高等植物的贡献较少；低碳数及不饱和脂肪酸相对含量随埋深降低可能与化学和生物化学降解作用有关。

海洋沉积物粒度参数3种计算方法的对比研究

海洋沉积物粒度参数是反映沉积物物质来源及水动力条件的敏感性指标。目前国内对海洋沉积物粒度参数计算方法并不完全统一,制约了粒度数据的整合和使用。利用长江口外近海348个表层沉积物粒度数据,分别使用Folk和Ward的图解法公式、Collias等的矩法公式和McManus的矩法公式进行了粒度参数的计算。运用相关分析和基本统计分析等方法,讨论了不同方法计算结果间的差异和影响因素。结果显示:图解法与矩法计算的平均粒径和分选系数分别呈显著线性相关,且不受沉积物物质来源的影响。对于偏态和峰态,3种不同方法计算结果的相关性较低,甚至表现为不相关。不同方法计算的沉积物粒度参数的差异性均与沉积物类型和频率曲线分布形态有关。当物质组成均匀、频率曲线近正态分布时,不同方法计算的粒度参数的相关性显著提高。当沉积物较粗或较细时,粒度分布偏离正态且具有明显尾部特征,用不同方法计算结果的差异会随之增大。对3种不同公式综合对比认为Collias等的矩法公式反映沉积物粒度分布特征更加灵敏、可靠,建议在进行资料整合时采用。

重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法快速测定海洋沉积物中有机碳

采用重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法,建立了一套快速测定海洋沉积物中有机碳含量的方法。选择了海洋沉积物样品的粒径大小、干燥温度和干燥时间,探讨了催化剂的用量及氯离子的干扰和消除方法。方法是对国标GB/T 17378.5—1998的合理改进,大大地缩短了实验流程,降低了测定成本。对国家标准物质进行测定,并与仪器分析结果比对,证明本法可靠准确。

ASE-SPE/GC-MS/MS同时测定海洋沉积物中71种农药残留

建立了快速溶剂萃取（ASE）-固相萃取（SPE）/气相色谱-三重四极杆串联质谱同时测定海洋沉积物中71种农药残留的方法.结果表明,ASE的最佳萃取条件为：温度100℃,静态时间5 min,循环1次.在此条件下,样品经正己烷-丙酮（1∶1）萃取,石墨化碳柱净化,多离子反应监测（MRM）模式测定,各种农药在1.0～500.0μg·L-1范围内线性关系良好（r2 ＞0.99）,方法的检出限（LOD,3σ）为0.29～108.43 μg· kg-1.空白样品在100 μg·kg-1加标水平下的回收率为51.3％～ 104.6％,相对标准偏差（n=6）为0.1％～13.5％.应用建立的方法,对实际样品进行分析,共检测出31种农药.

海水和海洋沉积物中总磷的测定

系统介绍了海水和海洋沉积物中总磷的测定方法。选用Ｋ２Ｓ２Ｏ８为氧化剂将有关形式的Ｐ转化成ＰＯ３－４。连同样品中原有的ＰＯ３－４一起用以抗坏血酸为还原剂的磷钼蓝法测定。方法的精密度６％，回收率为９１％～１０７％

南海北部地区海洋沉积物中孔隙水的氢、氧同位素组成特征

海洋沉积物中孔隙水的H、O同位素地球化学研究可以有效示踪天然气水合物的存在 ,中国南海地区由于地处三大板块交会处 ,地质构造特殊 ,沉积地层厚 ,沉积速率高 ,有机质丰富 ,并有指示天然气水合物存在的地球物理证据BSR存在 ,符合天然气水合物的赋存条件。本文对南海北部地区部分海域浅层沉积物中孔隙水样品进行了H、O同位素分析 ,试图探讨与天然气水合物赋存有关的地球化学异常。通过研究认为 ,①南海处于三大板块的交界处 ,具有特殊的地球物理场和构造沉积特征以及较适合天然气水合物赋存的温压条件 ,特别是南海北部地区有利于天然气水合物的生成 ;②南海北部地区部分海域的浅表层沉积物的H、O同位素测试中可以看出 ,总体上与海水的正常值一致 ,可能来自海水 ,但是在其中A14站位 8个样品表现出了与天然气水合物有关的重同位素随深度增加的趋势。

时域反射技术测量海洋沉积物含水量的研究

时域反射技术(TDR)已被广泛应用于农业、地学等领域的水体分布特征研究。经实验发现,当沉积物孔隙水的盐度高于约0.5%时,利用传统的TDR探针无法测量沉积物的含水量。通过对TDR探针进行改进,发现加套管的TDR探针可以测量高盐分沉积物的含水量。观测了向干砂中加入盐度为0、0.5%、2%和3.5%溶液过程中介电常数的变化情况,初步建立了此种情况下沉积物的介电常数与含水量间的经验关系式。这一研究将为TDR在海洋沉积物含水量和水合物饱和度测量等方面的应用提供新的方法与思路。

海洋沉积土动剪切模量与阻尼比的试验研究

动剪切模量和阻尼比是工程场地地震安全性评价及地基动力反应分析的重要动力学参数。为评价某海域海洋土的动力学特性,对10.3~84.2 m深度范围内的海底淤泥质粉质黏土、粉砂及细砂开展共振柱试验。利用双对数模型建立了最大动剪切模量随上覆压力的递增关系。研究发现,现有规范的剪切模量比与阻尼比的推荐取值并不适用于海洋沉积土,即使考虑借鉴以往研究成果也必须将其限制在一定的应变范围,并应考虑土体的天然应力状态取值。利用马丁-达维登科夫(Martin-Davidenkov)模型及阻尼比与剪应变的经验关系建立了剪切模量比和阻尼比随剪应变的变化规律,并由此提出了适用于海洋沉积土的5×10-6~10-3应变范围内剪切模量比及阻尼比的推荐值。研究成果可为海洋工程场地的设计、施工及抗震分析提供技术参考依据。