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一探前沿|环境研究顶级期刊,哪些技术备受青睐?重金属分析篇(上)

发布:赛默飞世尔科技(中国)有限公司
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重金属分析

随着环境学科在基础研究与应用基础研究中的不断深入,创新的分析技术也为环境研究注入新的活力,不仅助力拓宽学科广度-从大气、土壤、水质到固废研究;也助力学科间实现交叉,解决更为复杂的科学问题-如环境与健康关系、环境污染物暴露与毒理学研究等深层次探索。

环境研究中有哪些前沿方向值得重视?又有哪些值得借鉴的创新分析方法?我们仅以环境研究类顶级期刊Environmental Science & Technology近3年的文章为例,一探环境研究前沿:

1 创新联用技术,助力地下水中砷迁移研究

【前沿方向:水质】

【前沿方向:重金属形态价态】

【创新联用技术:阴离子交换色谱法+ICPMS】

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前沿概览

砷在地下水中的毒性和迁移性取决于其水中形态。在硫酸盐还原环境中砷形态检测方法的不确定性阻碍了对砷迁移、转化的研究,同时制约了对应原位修复方法的发展。研究团队通过创新的阴离子交换色谱法与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)联用可以实现样品/洗脱液的pH兼容,这样更有利于防止色谱分离过程中硫代砷类物质的转化。


2 创新技术,助力堆肥中活性锌形态模式研究

【前沿方向:土壤】

【前沿方向:重金属形态价态】

【创新技术:ICP-OES 、 HR-ICPMS】

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前沿概览 

关于有机物(organic matter)浓度和组成的研究对于预测土壤中锌的形态和生物利用度尤其重要,特别是对于低锌土壤。但是,关于堆肥等土壤有机改良剂对金属形态的影响的认识还是极为有限的。研究人员首次对堆肥进行了多表面建模,以研究固体和溶解的有机物组成对反应性Zn形态的影响,以及评估生物利用度。


3 创新联用技术,探索土壤中砷和铀的生物利用度

【前沿方向:土壤】

【前沿方向:重金属形态价态】

【创新联用技术:IC + ICPMS】

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前沿概览

对于根-土界面的纳米级化学转化的表征和机理研究对于如何安全高效地食品生产至关重要。这些转化通常控制了植物对大量必须的微量营养素以及潜在有害的微量元素(即污染物)的摄取。美国研究人员发现,活性铁矿物在主要不饱和土壤的缺氧环境内发生还原溶解,这可能对微量元素污染物(如砷和铀)在不饱和灌溉土壤中的迁移率有影响。


4 创新技术,助力固废元素组成表征

【前沿方向:固废】

【创新技术:ICP-OES、IC】

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前沿概览

塑料包装通常由多种聚合物组成,并包含各种成分,例如纸张,有机残留物,卤素和金属等,而这些成分则会在循环再利用时产生问题。然而目前对于塑料包装废弃物的聚合物成分的全面分析,包括(元素)杂质定量的研究数据非常有限。研究团队对欧洲分拣设施中常见的塑料包装废料流中的100多种不同的塑料包装产品进行聚合物和元素组成(包括C,H,N,S,O,金属和卤素)的深入分析。


5 创新联用技术,验证砷形态水稻富集新结论

【前沿方向:重金属形态价态】

【创新联用技术:IC+ ICPMS】

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前沿概览 

水稻根表铁膜通常对摄取无机氧化砷及其在稻谷中积累起到阻碍作用。尽管以前曾在水稻植株的木质部和籽粒中检测到这些有毒物种,但尚未有对甲基硫代砷酸盐的吸附研究。德国研究人员研究表明,根表铁膜并不是甲基硫代砷酸盐的有效屏障,尤其是DMMTA具有很高的移动性,水稻摄取的风险很高。


6 ICPMS 助力哺乳动物环境重金属暴露研究

【前沿方向:环境暴露】

【创新技术:ICPMS】

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前沿概览

陆生哺乳动物暴露于环境中化学污染物(如痕量金属(TMs))的方式被认为主要是基于营养转换(trophic transfer)。尽管已有对于TMs转移给动物和受污染食物的特性之间的关系的研究,但是关于饮食多样性对TMs转移的变化却鲜有记载。来自法国研究团队对小林姬鼠(Apodemus sylvaticus)TMs的口服暴露进行了研究,涉及不同饮食丰度和饮食组成。结果表明,饮食中某些特定饮食组成和饮食丰富度都是动物TMs暴露的重要决定因素,这与“饮食稀释假设”的预测相符。


总结

以ICP-OES、ICPMS为代表的元素分析方法因其可以快速准确定量无机元素浓度,在大气PM2.5、环境迁移、元素形态变化、环境治理中的营养元素、有毒有害元素的变化等多个环境研究方向发挥着越来越重要的作用。而色谱质谱联用,无需担心流动相的pH值变化,有机流动相变化,其灵活,操作简便的特点,同时帮助研究者节约方法开发时间。赛默飞凭借完善的产品组合,提供重金属分析全面解决方案,助您构建环境研究创新驱动力!

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参考文献:

1. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 20, 11684–11693

2. Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 4, 2467-2475

3. Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 21, 13839–13848

4. Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 20, 13282-13293

5. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 23, 13666–13674

6. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 10, 5977–5986

2021-01-06
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