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【分享】渤海湾、珠江口沉积物环境标准物质制备

分析化学

  • 王晓红1*,王毅民1,高玉淑1,张学华2,石学法3

    (1国家地质实验测试中心,北京100037;2广州海洋地质调查局,广州510760;

    3国家海洋局第一海洋研究所,青岛266061;*联系人,E-mail:wxh0408@sina.com.cn)

    1. 引言

    重要海湾、河口地区是人口密度高、人类活动频繁的区域,环境问题也最为突出。这类地区一般都连接流域广阔的大河川,其沉积物蕴含着丰富的与流域物源、人类活动相关的环境信息,从而成为当今环境状况、环境演化的重要载体。

    为支持日益引起全世界关注的环境研究,美欧等国自20世纪60年代就开始研制环境标准物质。20世纪80年代以来,美、英、加等发达国家及欧盟、国际原子能委员会等国际组织相继研制了数十个海湾、河口沉积物标准物质用作环境监测研究的计量标准。提供的特性值包括:以痕量重金属为主的元素,以OCPs、PCBs和PAHs为主的有机污染物及环境放射性核素。

    我国的环境标准物质研制起于80年代初,至今已有国家一级标准179个[1]。这些标准物质主要是以气体、溶液基质为主的标准。近年生物和地质材料的环境标准物质有较快增长(生物材料的25个,土壤、河流沉积物和煤飞灰等的10个)。其中定值组分为元素成分的7个,有机污染物的仅2个,而环境放射性的只有1个。另外,有两个国家二级标准物质(贻贝和牡蛎)提供了OCPs、PCBs和PAHs数据。

    为推动我国的POPs相关研究,中国科学院生态环境研究中心,已先后研制了污染土壤多氯联苯标准物质和煤飞灰多环芳烃标准物质;大连海洋环境监测中心研制了两种海洋生物POPs国家二级标准;中国计量科学院也正在研制新的土壤多氯联苯标准物质,而环境标准样品研究所已启动“重点流域沉积物环境标准样品研制”项目,定值组分包括元素和多芳环烃(PAHs)。研究表明,在POPs存在的大气、水体、土壤和沉积物等多种天然介质中,沉积物是其重要归宿之一。在科技部基础性专项基金支持下,我们正在研制两个渤海沉积物和一个珠江口沉积物环境标准物质,定值成分包括元素、PAHs和PCBs。
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    第1楼2008/11/30

    2. 样品采集与制备
    2.1 样品采集

    批标准物质包括3个样品:MS-B1,MS-B2和ES-ZJ1。MS-B1,MS-B2的原样由国家海洋局第一海洋研究所于2007年分别取自渤海湾和勃中洼地,ES-ZJ1原样由广州海洋地质调查局取自香港、澳门之间的珠江口水域,均为多站位的组合样。取样位置见图1。


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    第2楼2008/11/30

    2.2 样品制备及均匀性检验

    样品经风干或低温(80oC)干燥,去除异物,球磨加工成-200目的均匀粉体样品后,按国家一级标准物质技术规范随机取样作均匀性检验评价。

    为了同时作为元素成分标准物质,将其中一部分(30-50kg)采用气流磨进一步粉碎,加工成d50<4μm的具有超细粒度的均匀样品。对于超细样品的均匀性检验将直接采用ICP-AES和ICP-MS,并同时确定保证样品均匀的最小取样量。

    2.3 样品的粒度测量与表征

    球磨及超细加工后的样品采用激光粒度分析仪测量其粒度分布,并用分布图和特征粒度来表征,作为样品加工、取样不确定度评价的重要资料。

    样品分装(棕色玻璃瓶)后,60Co辐照灭菌,避光保存。

    3. 研究进展
    海洋标准物质研制的一个重要环节是原样采集。经较长时间的筹划和运作,原样已按原设计采

    集完成,并完成了样品的初加工。由于该批标准将对其中的元素和POPs组分分别定值,样品加工也有别。样品元素成分的分析与定值已有成熟经验,难点是沉积物的POPs成分的定值。欢迎对此有兴趣、有经验的单位参加合作。

    4. 结语
    渤海是我国的内海,平均水深只有18m,与外海交换能力差,自净能力不强,因而成为我国近年来海洋环境质量最差的海域。而且,未来环渤海经济圈的发展,曹妃甸钢铁基地建设和附近10亿吨大油田的开发必然加重渤海海域的环境压力。因此,渤海的环境监测与保护将成为今后人们广泛关注的重点区域。

    珠三角是我国改革开放以来最早、最快发展的地区,改革开放初期粗放式发展造成的环境问题早已引起人们的关注。中国科学院广州地球化学研究所对该地区的有机污染作了大量系统的研究工作。

    现在人们已认识到有机污染物,特别是POPs对人类生态环境,尤其是人类健康的威胁比重金属污染要大得多,有机污染物的种类、数量也要多得多,分布也要广泛得多。然而对其研究程度却低得多,在天然基质材料中的含量低,分析测试的难度大,特别是而国内极缺相关的标准物质进行分析质量监控和量值溯源,尤其是POPs存在的天然材料标准物质。本研究所制备的标准物质原样取自我国当前倍受关注的环境敏感区,研究工作期望得到各方面的支持,更欢迎参与合作。

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    第3楼2008/11/30

    参考文献
    [1] 余刚, 牛军峰和黄俊. 持久性有机污染物—新的全球性环境问题. 北京: 科学出版社, 2005, 254pp

    [2] 高丽荣,郑明辉,李敬光等.土壤中多氯联苯成分分析标准物质的研制与定值.分析化学.2006,34(11): 1579-1582

    [3] 刘现明,徐学仁,马永安等.牡蛎中多环芳烃(PAHs) 标准物质的研制.中国环境监测, 2001,17(1):33-37

    [4] 潘秀荣. 环境标准物质的作用与发展. 环境科学研究. 1990, 3(2): 29-37

    [5] 全国标准物质管理委员会. 标准物质目录. 北京: 中国计量出版社, 2007, 476pp

    [6] 王晓红,高玉淑和王毅民.超细地质标准物质及其应用.自然科学进展.2006,16(3):309-315

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