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本研究以天然水体中胶体态痕量金属的分离富集检测研究为切入点,系统分析了山东半岛近岸及河口区内多种胶体态痕量金属的含量、分布,初步得到了北黄海近岸海域、烟台市城市河流系统、黄河口以及牟平海洋牧场水域的一般特征,并结合其他环境因素(如有机质、颗粒物及盐度等)的相关性研究,分析了颗粒物浓度、有机质浓度及形态、盐度等因素对痕量元素在水体中迁移的影响。由此获得了一系列新结果及认识:(1)建立了两种分离检测天然水体中胶体态痕量金属的方法,并成功应用于实际样品的检测。首先,建立了基于切向超滤法(CFUF)和液液萃取法分离富集检测水体中胶体态(1 k Da~0.22μm)痕量金属的方法。该方法的检出限为:Cu 1.18 pmol L-1;Cd 0.68 pmol L-1;Pb 0.13 pmol L-1。方法对三种金属有较好的回收率,富集倍数为40,该方法已成功应用于北黄海实际样品中胶体态Cu、Cd和Pb的分离检测。其次,建立了一种结合离心超滤法(CUF)、酸萃取和ICP-MS分离测定水体中胶体态Cd、Cu和Pb的方法。通过调节离心时间和离心力,可以在70 min内有效分离水样中不同分子量的胶体态Cu、Cd和Pb。此外,方法检出限低,为0.005~0.131 nmol L-1,回收率为85.3%~100.8%。此外还进行了膜校准实验。(2)本研究选用1、3和10 k Da三种规格的再生纤维素膜CFUF装置对北黄海近岸海水样品进行尺寸分级后,然后结合液液萃取、ICP-MS对其中的痕量元素进行了富集并检测。结果表明,北黄海两近岸点海水中胶体态(1 k Da~0.22μm)Cd浓度分别为0.098和0.037 nmol L-1,胶体Cu浓度分别5.35和5.19 nmol L-1,胶体Pb浓度分别为2.75和8.20 nmol L-1,三种金属的胶体态约占总溶解态的30.9%~50.8%。此外,1~10 k Da分子量区间的胶体部分可能是该地沿海生态系统中Cd、Cu和Pb迁移过程的关键部分,也可能是影响痕量金属在各个分子量区间中迁移的主要因素。另外,总溶解浓度的变化不一定影响<1 k Da真溶解态以及1~3 k Da、3~10 k Da和10 k Da~0.22μm三种胶体分级浓度的变化。烟台市城市河流系统6个站位中,<1 k Da Cd、Cu和Pb占各自总溶解态的58.1%~90.2%,胶体Cd浓度为0.02~0.05 nmol L-1,胶体Cu浓度为0.24~6.88nmol L-1,胶体Pb浓度为0.23~1.11 nmol L-1。Cd和Pb更可能与10 k Da~0.22μm分级的胶体结合,而Cu更可能与1~3 k Da低分子量胶体有关。溶解态Cd在低盐区的添加行为涉及Cl络合物的形成以及颗粒物的解吸或降解,并且这种添加行为在冬季更为明显,并且与1~10 k Da胶体的行为密切相关。逛荡河口1~10k Da Cd的去除行为则可以归因于胶体的凝结/絮凝。Cu在逛荡河口的去除行为可能是强Cu配体的减少和胶体的凝结/絮凝,而辛安河口的添加行为可能与沉积物中强Cu配体的引入有关。Pb在两个河口的去除行为可能受到Fe氧化物的凝结/絮凝作用的显着控制。(3)对牟平海洋牧场海域中痕量元素的生物地球化学行为进行表征,考察了人类活动影响区域各环境因素对痕量金属在水体中迁移的综合影响。采用建立的CUF法研究了该区域表层水中7种痕量元素,并对溶解相的五个分级,即<1 k Da真溶解态以及1~3 k Da、3~10 k Da、10~100 k Da和100 k Da~0.7μm四个胶体态分级与各个环境参数之间的相关性进行了研究。结果表明,7种胶体态目标元素在9月主要以100 k Da~0.7μm大分子为主,11月目标区域内胶体态Cu、Cd和Pb仍以100 k Da~0.7μm大分子为主,胶体Ca和Mn主要为10~100 k Da,Al和Fe则主要为1~3 k Da。从目标元素与各环境因子的相关性来看,Al、Ca、Mn、Fe、Cu、Cd、Pb在不同分级与不同种类的营养盐的相关性之间出现了显著性差异。9月水体温度较11月偏高,浮游植物的快速生长繁殖引起的营养盐浓度降低使其与Fe、Mn等生物易利用金属呈显著性相关。11月气温降低不利于浮游植物的生长及大量繁殖,以及由此引起的低生物量以及有机质对胶体配体的贡献程度减小,引起了胶体态金属比例的整体降低。此外,Cd、Pb等亲有机金属在研究区域与无机因素(如Si、P等)也显示出显著性相关,表明其来源并非单一的有机来源,风浪及洋流引起的沉积物再悬浮所释放的无机配体也可能影响其空间及尺寸分布。(4)采用建立的CUF法研究了黄河口表层水中7种痕量元素,并对溶解相的四个分级,即<1 k Da真溶解态以及1~3 k Da、3~10 k Da和10 k Da~0.7μm三个胶体态分级与颗粒物、有机质等环境参数之间的相关性进行了研究。Al、Mn、Fe、Cu、Cd和Pb与10 k Da~0.7μm尺寸分级的胶体相关,而溶解态Ca在丰水期与3~10 k Da尺寸分级的胶体有关,在枯水期则与10 k Da~0.7μm的胶体相关。枯水期胶体Cu、Cd和Pb的来源主要可能为陆源输入;胶体Ca的浓度在两个季节中均与悬浮颗粒物(SPM)浓度呈显着负相关,表明胶体Ca的主要来源可能来自颗粒物表面的解析;胶体态Pb在四个溶解态分级中的迁移主要受水体溶解有机物的影响,而颗粒物对胶体态Ca的影响更大。