硝化细菌在3种沉积土壤中的变化规律研究：Ⅱ．硝化细菌与pH等因子之间的关系

硝化细菌在土壤氮素转化过程中起着重要的作用,为了研究其规律性,选用变质岩、沉积岩和花岗岩为母质的土壤为样品,模拟珠江三角洲地区的年降雨量和施肥量,用室内人工土柱法研究了3种土壤中硝化细菌的变化规律。整个模拟过程根据施肥和灌水频率的不同分为3个阶段。结果表明,在施肥阶段,硝化细菌数量随着含水率的增加而增加,没有施肥时细菌数量随着含水率的增加而减少;3种土壤的pH值均在3～7之间,浅层的pH值总是高于深层的pH值;3种土壤间的pH值差异性明显,大小顺序为变质岩>花岗岩>沉积岩;ΔpH值随着灌水频率的降低而增大。气温的增加促进硝化细菌的增长。通过数理统计分析揭示了表层土壤影响因子的变化必将引起深层土壤相应各因子的变化的特征。3种土壤不同的理化性质及物质组成引起了硝化细菌数量与pH值、含水率、气温等因子相互关系的差异性。

硝化细菌在3种沉积土壤中的变化规律研究:Ⅰ硝化细菌与土壤种类的关系

硝化细菌在土壤氮素转化过程中起着重要的作用,为了研究其规律性,选用变质岩、沉积岩和花岗岩为母质的土壤为样品,模拟珠江三角洲地区的年降雨量和施肥量,用室内人工土柱法研究了3种土壤中硝化细菌的变化规律。整个模拟过程根据施肥和灌水频率的不同分为3个阶段。结果表明,硝化细菌数量的增长有滞后性。NH4+浓度高于10mg·L-1会抑制亚硝酸细菌的生长,但这个浓度对硝酸细菌没有抑制作用。在3种土壤中,总体上亚硝酸细菌的数量一直比硝酸细菌数量高两到3个数量级,亚硝酸细菌比硝酸细菌在数量上上升较快、下降较慢,亚硝酸细菌比硝酸细菌提前7d以上达到最大值。表层(10cm)和深层(110cm)处变质岩土壤的硝酸细菌比沉积岩土壤和花岗岩土壤都高约一个数量级。硝酸细菌的最后值的大小顺序为沉积岩>花岗岩>变质岩,并呈现出深层比表层下降慢的趋势;亚硝酸细菌最后值的大小顺序为花岗岩>变质岩>沉积岩,并呈现出深层比浅层下降快的趋势。

土壤和沉积物重金属形态分析研究进展

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。

微波消解ICP-OES法测定土壤和沉积物中的金属元素

采用硝酸-盐酸-氢氟酸三酸体系作为消解液,运用微波消解前处理、电感耦合等离子发射光谱法测定土壤和沉积物中钾、镁、钠、钙、锡、钒、锰、镉、钴、铬、铜、镍、铅、硒、锑和锌等16种金属元素。此方法各元素的检出限在0.002~0.016 mg/L之间,各样品平行测定结果的相对标准偏差在0.40%~2.85%之间,平均加标回收率在85.7%~106.6%之间。该方法具有检出限低、精密度好、准确度高的特点,样品测定结果接近样品真实浓度。

粉末压片-X射线荧光光谱法测定富硅土壤和沉积物样品中的5种重金属元素

X射线荧光光谱法测定土壤和沉积物中的重金属具有简便、快速、准确等优点,但现有的环境行业标准方法不适用于SiO 2含量大于80%的土壤和沉积物的测定。为提高X射线荧光光谱法测定土壤和沉积物中的重金属在环境监测领域中的适用性,建立基于粉末压片-X射线荧光光谱法测定富硅土壤和沉积物中重金属的分析方法。通过选取富硅的土壤和沉积物标准物质提高校准曲线的测量范围以及优化各元素的测量条件,探讨基体效应和谱线重叠干扰、研究压片制样的最佳压力等途径,测定富硅土壤和沉积物中的Pb、Cr、Cu、Ni、Zn。结果表明,在已优化的测定条件下,通过延长校准曲线的测量上限,保证待测元素含量在校准曲线范围内,同时采用经验系数法和康普顿散射内标法校正基体效应,可进一步提高方法的准确度和精密度。方法比对结果显示,X射线荧光光谱法的测定结果与原子吸收光谱法的测定结果无显著性差异。选用2种不同的富硅标准物质进一步验证方法的精密度和准确度,Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的测定结果与标准物质认定值的对数误差为0.002~0.08,相对标准偏差为1.0%~4.6%。方法的精密度和正确度满足土壤和水系沉积物环境监测分析的技术要求,具有良好的应用前景。

超声辅助—碱溶液提取火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中的六价铬

本文建立了超声辅助-碱溶液提取火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬的方法,与国标HJ 1082-2019方法相比,采用pH=11的NH_(4)OH-NH4Cl溶液作为提取剂,98±2℃热水中超声辅助提取60min,离心机分离,再加入无水硫酸钠作为信号增强剂进行测定,避免了HJ1082-2019提取步骤繁琐、生成大量沉淀、分离效率低的缺点。该方法的检出限为0.49mg/kg,测定下限为1.96mg/kg,相对标准偏差(RSD,n=6)为2.9%~3.4%,加标回收率为94.2%~100.8%,具有操作简单、准确度高、批量处理样品效率高等优点。

亚甲基蓝分光光度法测定土壤和沉积物中硫化物研究

本文针对土壤中硫化物的分析方法,运用亚甲基蓝分光光度法展开了深入探讨。实验过程显示,当取样量固定为20.0 g时,本方法具有高度灵敏性,检出限低至0.04 mg/kg;精密度与准确度测定结果显示,本方法相对标准偏差小于10.0%,加标回收率广泛稳定于60%~110%。因此,可以得出结论:此法操作便捷、速度快、精度高,对于土壤及沉淀物样品中硫化物的分析具有极高的适用性。

顶空-气相色谱法测定土壤和沉积物中吡啶

本方法建立了一种土壤和沉积物中吡啶的测定方法。样品加入到顶空瓶中,通过加入氯化钠减少吡啶的溶解,加入基体改性剂增大吡啶的溢出,经超声处理,顶空进样,导入气相色谱仪,分析得到土壤和沉积物中吡啶的含量。探究了色谱柱的种类、氯化钠的加入量、基体改性剂的pH、顶空进样平衡温度、加热时间和样品保存时间等条件对吡啶检测结果的影响。结果显示:取样量为2.0g,吡啶的方法检出限为0.05mg/kg,线性相关系数0.9999,精密度范围2.5%~5.5%,回收率范围94.5%~104%。

FAAS法测定土壤和沉积物中铜、锌、铅、镍、铬的适用性研究

采用火焰原子吸收分光光度法(FAAS)测定土壤和沉积物中铜Cu、锌Zn、铅Pb、镍Ni、铬Cr,根据测定结果分析该方法的标准曲线相关系数R、检出限MDL、精密度和正确度(包括准确度和加标回收率)等性能参数。实验结果表明,FAAS分析测定Cu、Zn、Pb、Ni和Cr含量在0~2.5 mg/L范围内线性关系较好。FAAS测定Cu、Zn、Pb、Ni和Cr的方法检出限分别为1,0.3,2,2,1 mg/kg;测定下限分别为4,1.2,8,8,4 mg/kg;FAAS测定Cu、Zn、Pb、Ni和Cr精密度在0.7%~17.2%。FAAS测定土壤和沉积物中Cu、Zn、Pb、Ni和Cr标准样品的总体相对误差范围为-2.7%~1.1%,表现出较高的准确度。FAAS的实际样品加标回收测试中,加标回收率范围为80%~119%,满足标准方法要求。

不同方法对土壤和沉积物中锑测定的对比

通过自动消解-电感耦合等离子体质谱法和水浴加热-原子荧光光度法对土壤和沉积物中的锑含量进行对比分析。讨论了不同方法测定的精密度和检出限,同时进行了实际样品的测定。结果显示,有证标准样品在要求范围内,检出限低,加标回收率高,能够用于常规监测。为土壤和沉积物中其他元素测定提供了参考。

微波消解-电感耦合等离子质谱法测土壤和沉积物中的17种稀有元素的含量

建立了一种用微波消解对土壤和沉积物进行前处理,并用电感耦合等离子体质谱仪测定土壤和沉积物中的17种稀有元素的方法。采用微波消解样品,空白值低、干扰小,使用电感耦合等离子体质谱仪测定稀有元素,选择合适的内标,降低或消除了质谱干扰干扰,测得的土壤和沉积物中17种稀有元素的标准曲线线性相关系数均大于0.999,检出限为0.001~0.04 mg/kg,精密度为1.0%~28.1%、7.5%~18.9%,加标回收率为91.2%~106%,该方法灵敏高,重现性好,加标回收率结果满意,可同时分析多种元素,是测定土壤和沉积物中稀有元素比较适用和可靠的新方法。

液相色谱-串联高分辨质谱法测定土壤和沉积物中17种全氟化合物

建立了超声提取-固相萃取/液相色谱-串联高分辨质谱同时测定土壤和沉积物中17种全氟化合物的检测方法。通过设计提取溶剂、超声温度、超声时间和超声次数对全氟化合物提取效率的正交试验,确定最优前处理条件为:样品过80目筛,在30℃下用甲醇超声提取30min,分离上清液并浓缩至1~2mL,加纯水稀释至200mL后过PWAX固相萃取柱净化,再用0.05%氨水-甲醇溶液进行洗脱,洗脱液浓缩定容后用AcclaimTM VANQUISH C18柱以2mmol/L乙酸铵溶液和乙腈为流动相进行梯度分离,高分辨质谱全扫描定量分析。结果表明,17种全氟化合物在1.0~20.0μg/L质量浓度范围内线性良好,相关系数r在0.997~0.9999范围内,方法检出限为0.1~0.3μg/kg,测定下限为0.4~1.2μg/kg,样品的加标回收率为96.8%~127%,相对标准偏差为0.8%~9.1%。该方法具有高效、灵敏、准确等优点,可同时监测土壤和沉积物中17种全氟化合物。

海口美舍河国家湿地公园土壤沉积物理化性质变化特征研究

为了更好地管理与保护湿地公园的生态环境,本研究以海口美舍河国家湿地公园为研究对象,探究2019—2021年土壤沉积物的物理性质、养分含量、重金属含量的时空分布特征并进行讨论。结果表明:土壤沉积物的物理性质没有显著性变化,并且在各采样点中,以下游采样点土壤沉积物的物理指标变化最大;土壤沉积物中全氮和全磷的含量基本保持稳定,有机质含量表现为下游>上游>中游;土壤沉积物中Cu和Zn的含量均高于所参考的背景值,并且在下游的累积现象较为严重。相关分析结果表明,土壤沉积物的各项指标之间存在相关性。

优化超级微波消解前处理方法测定土壤和沉积物中14种重金属

通过优化酸体系、加酸体积,以及设备的升温程序、终点温度保持时间和泄压参数等条件,建立了超级微波消解—电感耦合等离子体质谱仪,测定土壤和沉积物中14种重金属元素的分析方法。称取0.1 g样品,加入2.1 mL硝酸、0.7 mL盐酸、0.5 mL氢氟酸作为酸体系,采用最高温为250℃的梯度升温程序,设置泄压温度为50℃、泄压速率为5 bar/min进行前处理,前处理效果最佳。在最佳条件下,14种金属元素方法检出限为0.01~4 mg/kg,测定下限为0.04~16 mg/kg,方法正确度为-23.2%~16.5%。相较于传统方法,超级微波消解—电感耦合等离子体质谱法具有试剂用量少、操作简便、处理效率高、方法检出限低等优点,为土壤和沉积物中重金属的前处理及检测分析提供了参考。

微生物对土壤与沉积物吸附多环芳烃的影响

以枯草芽孢杆菌为接种微生物,研究微生物对沉积物和湿地土壤吸附多环芳烃(PAHs)菲、苯并[a]芘过程的影响.结果表明,枯草芽孢杆菌对菲与苯并[a]芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98%,对苯并[a]芘消除85%;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并[a]芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并[a]芘的吸附量却降低了2/3左右;未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20%,接种的样品组为2.9%,而对苯并[a]芘的解吸结果与菲相反,未接种的对照组为4%,接种的样品组为13%.微生物在土壤与沉积物吸附PAHs的过程中起主导作用.

修饰电极测定土壤沉积物中各赋存状态砷

介绍了一种通过微分脉冲阳极溶出伏安法测定砷含量的方法,改进了金膜修饰电极的制备方法,并讨论了影响电极稳定的各种因素以及测定的最佳条件.在选定条件下,砷的溶出电流大小与其溶液中的浓度(0.01～1.00 μg/L)呈线性关系(相关系数为0.998 6),砷的检出限为3.0 ng/g.该方法测定结果与原子荧光测定结果相符,且方法已成功地用于山西省大同地区土壤沉积物中不同赋存状态砷含量的测定,各赋存状态砷的加和与总量测定基本相符.

稀氨水密封溶解-电感耦合等离子体质谱测定土壤沉积物及生物样品中的碘溴

介绍了一个适合于电感耦合等离子体质谱直接测定土壤、沉积物和生物样品中碘、溴的快速简单的样品前处理方法。样品在φ(NH3·H2O)=10%的水溶液中,于190℃下密封分解18h,溶液适当稀释后放置澄清,用电感耦合等离子体质谱法直接测定溶液中的碘、溴。选用126Te作为内标,补偿基体效应和仪器漂移对分析结果的影响。碘、溴的方法检出限(10σ,DF=100)分别为0.01μg/g、0.04μg/g。用土壤、水系沉积物以及头发等标准物质验证了方法的准确度及精密度,绝大多数样品分析结果在标准值的允许误差范围内。对国家一级标准物质10次测定的RSD为2.0%～8.6%。但方法分析岩石样品结果偏低,不适用于岩石样品的分析。

贡湖湾北部退渔还湖区水、沉积物和土壤中氮的时空分布

太湖贡湖湾北部退渔还湖区(2.18 km2)的水陆交错带,虽已进行了基底改造和小部分植物种植,但仍需开展大规模种植,故迫切需要了解其生境特性的状况,为此开展了该区域的水陆交错带水、沉积物、土壤中氮的时空分布特征调查,以便为后续示范工程的设计提供基本参数。选择南部和北部两处交错带(面积分别为6700、8300 m2)及其周边陆域、水域,分别在2012年11月和2013年5月采集17个点位的水、沉积物和土壤样品,分析了其氮的时空分布。结果表明:水、沉积物和土壤样品中的氮存在明显的季节变化,春季水、沉积物和土壤中的总氮和氨氮均低于秋季,而春季沉积物和土壤中硝氮含量较高。人为栽种植物有利于氮的去除,温度和微生物的活动对此也有一定的贡献。在春季,水陆交错区的硝化作用更强烈;氨氮的空间分布与总氮基本一致,水中氮的主要存在形式是氨氮,而沉积物和土壤中的氮以有机氮为主。

中国土壤与沉积物中邻苯二甲酸酯污染水平及其吸附研究进展

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类重要的环境激素化合物,具有致畸性、致癌性、致突变性及生殖毒性的特点。在环境中普遍存在,对人体及生态环境的威胁极大,已经引起了人们广泛的关注。吸附作用是影响污染物在土壤及沉积物环境中迁移转化的关键因素之一。分析了近年来我国土壤及沉积物中PAEs的污染现状,归纳了影响PAEs吸附过程的主要因素。我国与世界其他各国的土壤及沉积物的PAEs主要污染组分较为一致,但PAEs污染相对严重。土壤有机质及粘土矿物对PAEs的吸附影响成为了学术界的研究热点。有机质中的腐殖质对PAEs的吸附起着决定作用;腐殖质由胡敏酸、富里酸及胡敏素,部分含有碳黑组成,各组成对PAEs的吸附影响大小不一,相应的吸附机理还有待于深入的研究,而且土壤与沉积物中的溶解性有机物(DOM)对PAEs的吸附双重影响认识还不够。在有机质含量低的土壤中,粘土矿物对PAEs的吸附起着主要作用,然而PAEs的吸附与粘土矿物类型及其表面电场的关系、是否能与水分子竞争表面电场等问题还不甚清楚,需要进一步探索。今后将引入并开发先进的分析测试技术,从土壤及沉积物的有机质组成及微观结构研究其对PAEs的吸附机理。

非离子表面活性剂在土壤/沉积物中的吸附模型研究

采用振荡平衡法研究了非离子表面活性剂Brij35、Brij30、Tween-80、TritonX-100在土壤/沉积物上的吸附行为及Brij35、Brij30在不同处理土壤上的吸附特征。结果表明,Brij35、Tween-80、TritonX-100在土壤/沉积物上的吸附等温线呈Langmuir型,而Brij30呈S型,其达到吸附饱和时的平衡浓度分别为110、55、200、25mg·L^(-1);Brij35、TritonX-100和ween-80主要通过疏水基在土壤/沉积物有机质中的分配作用而吸附,而Brij30的吸附是亲水基团与土壤/沉积物表面的相互作用以及疏水基团之间相互作用共同作用的结果。