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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(下)

发布:赛默飞世尔科技(中国)有限公司
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上一期,我们介绍了环境研究中元素形态变化、环境治理中的营养元素,有毒有害元素的变化等多个重金属分析方向的进展与前沿技术,本期我们同样以环境研究类顶级期刊Environmental Science & Technology近3年的文章为例,一探环境研究重点方向之一:颗粒物研究。其中,纳米颗粒(Nanoparticle)和微米大气颗粒物(PM)又为两大热点。

Nanoparticle

随着纳米科技的快速发展以及纳米产品的大量普及,纳米颗粒的环境行为、生态毒性、与人类健康的关系等都逐渐成为国内外研究学者关注的焦点之一。


1 创新技术,突破环境中nanoparticle 分析极限

【前沿方向:水质】

【前沿方向:nanoparticle】

【创新技术:ICP-OES / HR-ICPMS】

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前沿概览

分析技术的局限性导致测量到的纳米颗粒(NPs)浓度比环境中预期NPs浓度高几个数量级。为了突破该局限性,来自法国的研究团队提出了将非传统的稳定同位素示踪与HRICP-MS结合的方法,进行NP分析,并在量子点条件下对该方法进行了评价:通过合成多同位素标记的111Cd77Se/68ZnS量子点,并以极低的浓度(0.1至5000 ppt)模拟了它们在天然地表水基质(河流,河口和海水)中的迁移。其结果验证了不同浓度下稳定同位素标记的ENPs在大多数地表水环境中的行为和毒性。


2 ICP-MS 助力探索纳米硫化锌在有机固废中的变化

【前沿方向:固废】

【前沿方向:nanoparticle】

【创新技术:ICP-MS】

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前沿概览

锌(Zn)是一种潜在的有毒微量元素,以化肥形式广泛存在于农用地的有机废弃物(OWs)中。OW中锌的形态是了解其在土壤中迁移转化、评估OW农业循环相关风险的关键参数。法国研究团队研究了OW处理对Zn形态的影响,以及在厌氧条件下OW中形成的纳米ZnS的化学不稳定性。


3 ICP-OES 助力纳米零价铁颗粒吸附研究

【前沿方向:nanoparticle】

【创新技术:ICP-OES】

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前沿概览

在厌氧条件下,研究者对全氟烷基酸(PFAAs),特别是全氟辛烷磺酸(PFOS)在新合成的纳米级零价铁(nZVI)以及老化(氧化)的nZVI的吸附进行了研究。结果表明,nZVI的注入可以降低地下水中PFAA的浓度,其表面化学随老化而变化。


4 ICP-OES,助力零价铁纳米颗粒转化机制研究

【前沿方向:nanoparticle】

【创新技术:ICP-OES】

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前沿概览

研究人员探究了在水培和土壤条件下,黄瓜中的纳米级零价铁(nZVI)的转化。数据结果为黄瓜中两个潜在的nZVI转化机制奠定了研究基础:(1)与低分子量有机酸配体的相互作用以及(2)矿物质的溶解-沉淀。


5 ICPMS-探索大气PM与健康潜在关系

【前沿方向:大气】

【前沿方向:环境与健康】

【关键技术:ICPMS】

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前沿概览

颗粒物(PM)的源解析研究将化学成分与排放源联系起来,而健康风险分析则将健康结果与化学成分联系起来。然而将排放源与环境测量中的健康风险联系起来的研究很少。研究者对微粒痕量元素进行了深入研究。在北京冬季测量PM2.5中的元素,严重污染天的14种微量元素的总含量比低污染天高1.3-7.3倍。Fe,Zn和Pb是最丰富的元素,与PM污染水平无关。Pb,Mn,Cd,As,Sr,Co,V,Cu和Ni主要以生物可利用形态存在。微粒痕量元素的来源可以分为粉尘,燃油燃烧,燃煤和交通相关排放等因素。在低污染天,与交通有关的排放占被测元素总质量的65%。但是,在严重污染天中,煤炭燃烧占主导地位(58%)。通过结合特定元素的健康风险分析的研究发现,与交通有关的排放在低污染天主要是由微粒痕量元素引起的健康风险,而在中度和重度污染天燃煤同样重要,甚至更为重要。


总结

赛默飞成熟的Nanoparticle分析软件、超高的分析灵敏度和分辨率,以及从光谱到四极杆质谱再到磁质谱,全线无机产品全面支持Nanoparticle环境研究不断深入。

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参考文献:

1. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 5, 2586–2594

2. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 22, 12987–12996

3. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 11, 6300–6308

4. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 17, 10057–10066

5. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 19, 10967–10974

2021-01-11
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