水体中pops分析方法

1. 分析POPs在鱼类体内的富集过程

噗。。TT！！！

2. 持久性有机污染物

持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants,简称 POPs),是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,并通过各种环境介质能够长距离迁移并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。

1.持久性有机污染物 (PO Ps)的特征

根据POPs的定义,POPs 具有下列四个重要特征:①环境持久性,POPs 在自然环境中很难通过生物代谢、光降解、化学分解等方法进行降解,可以在环境中长期存在。②生物蓄积性,POPs大部分具有低水溶性、高脂溶性的特点,容易在脂肪组织中发生生物蓄积,并沿着食物链浓缩放大,对人体危害巨大。③半挥发性,POPs 能够从水体或土壤中挥发进入大气环境或通过大气颗粒物的吸附作用,在大气环境中可以远距离迁移;还可以重新沉降到地面,多次反复,造成全球范围内污染。④高毒性,POPs 大多具有致癌、致畸与致突变作用,对人类和动物的生殖、遗传、神经、内分泌等系统具有强烈的危害作用。

2. PO Ps的种类及来源

根据 2001年5月通过的《斯德哥尔摩公约》,决定禁止或限制使用 12 种持久性有机污染物,它可分为三大类。第一类为有机氯农药类:艾氏剂、氯丹、滴滴涕、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬和六氯苯 (既属于农药类,又属于工业化学品)。主要来源于农业、牧业和林业防治虫害的杀虫剂,部分来源于生活中用于防治蚊蝇传播疾病的药剂。第二类为工业化学品:六氯苯、多氯联苯。其中多氯联苯主要来源于变压器、电容器、充液高压电缆、油漆、复印纸的生产和塑料工业,以及有色金属生产、铸造和炼焦、发电、水泥、石灰、砖、陶瓷、玻璃等工业释放 PCBs 的事故。第三类为非故意生产的副产物:多氯代二苯并-对二恶英(简称“二

英”)、多氯代二苯并呋喃 (简称“呋喃”)。主要来源于不完全燃烧与热解、含氯化合物的使用、氯碱工业、纸浆漂白和食品污染等。

3. PO Ps的迁移特点

全球蒸馏 (global distillation)最早提出这个概念的是 Goldberg,他用这个概念来解释DDT通过大气传播从陆地迁移到海洋的现象。从全球来看,由于温度的差异,地球就像一个蒸馏装置,在低、中纬度地区,由于温度相对高,具有半挥发性的POPs 挥发速率大于沉积速率,使它们不断进入大气中,并随着大气运动不断迁移,当温度较低时,沉积速率大于挥发速率,POPs最终在较冷的极地地区积累下来。这就表明,不论在什么地方使用或释放POPs,两极地区都将成为全球POPs的汇。

蚱蜢效应 (grasshopper effect),Wania 等认为化合物的物理化学特性以及一些与冷暖有关的环境因素对POPs“全球分配”的影响甚至比POPs的排放地和传播途径更重要,尤其是POPs在向高纬度迁移的过程中会有一系列相对短的跳跃过程,因为在中纬度地区季节变化明显,在温度较高的夏季, POPs 易于挥发和迁移,而在温度较低的冬季, POPs又易于沉降下来,总体表现出跳跃式跃迁 (图8-27)。

持久性有机污染物通过“全球蒸馏效应”和“蚱蜢效应”可以长距离传输,在全球范围内迁移, POPs 现在已成为全世界广泛分布的环境污染物,从大气到海洋,从湖泊、江河到内陆池塘,从遥远的南极大陆到荒凉的雪域高原,从苔藓、谷物等植物到鱼类、飞鸟等动物,甚至人奶、血液中无处不在,含量从 10^-12 (pg)到 10^-6 (μg)量级不等,有的含量已远远超过美国食品和药物管理局 (Food and Drug Administration, FDA)的标准。

图8-27 全球蒸馏效应示意图

3. 环境中POPs 研究现状

1.2.2.1水体中的POPs研究现状

已知地表水体中的多环芳烃有20余种，它们通过吸附在悬浮性固体上、溶解于水和呈乳化状态这3种方式存在于水体中。PAHs进入水体主要通过城市生活污水和工业废水排放、地表径流、土壤淋溶、石油的泄漏、长距离的大气传输造成的颗粒物的干湿沉降及水气交换等方式。由于PAHs水溶性较差，水中溶解度很低，通常低环PAHs的检出率大于高环的PAHs，尤其是萘的检出率最高，菲、芘、荧蒽、芴及其他的化合物检出率较低，高环PAHs的检出率最低(杨清书等，2004)。杜兵等(2004)对北京市某典型污水处理厂进出水中的PAHs调查表明，检出的萘和菲占各个阶段PAHs总量的相对比例都相对稳定，均在60%～70%之间。张静姝等(2007)对某城市污水处理厂回用水处理工艺中的入水和回用水进行了PAHs的测定，结果表明，16种PAHs在入水、回用水水样中的总浓度分别为1777.9ng/L、1380.1ng/L，其中芴和菲含量最高，其次分别为萘、苊、芘、荧蒽、二氢苊、蒽等。

陈明等(2006a)对北京市5大城市污水处理厂———高碑店、北小河、酒仙桥、清河、方庄污水处理厂进出水水样中有机氯农药进行了分析，结果表明，在5个污水处理厂进水中检测到有机氯农药类化合物的总浓度∑OCPs为10.1～108.1ng/L，其中方庄污水处理厂的污水进水中∑OCPs最低。方庄污水处理厂主要处理来自方庄住宅区的全部生活污水，其他几个污水处理厂处理的是城市污水和工业废水。这说明生活污水引起的有机氯农药污染较少。污水处理厂出水中的有机氯农药类化合物的总浓度∑OCPs为8.93～70.7ng/L。徐艳玲等(2006)对北京市某污水处理厂的总泵进水、二沉出水中20种有机氯农药进行了测定，结果表明，进水中HCHs总质量浓度为13ng/L，以较稳定的异构体β-HCH为主要成分，出水中仅检测出4种HCHs异构体，其质量浓度在1～8ng/L之间。陈明等(2006b)分析了北京市燕山石油化工有限公司5个典型企业排放废水中有机氯农药的浓度，发现存在六六六(HCHs)、滴滴涕(DDT)等有机氯污染物，在5个采样点的水样中有机氯农药的浓度为0.76～14.8ng/L，其中六六六、滴滴涕的含量分别为0.76～10.5ng/L和4.89～14.8ng/L。

地下水中的POPs主要来源于污染的地表水体的渗漏或补给、污水灌溉、固体废物处置场地及污染土壤的淋滤。如田家怡等(1995)对小清河7个测点污灌水质、污灌区17眼地下水井水质监测表明，河水和地下水中分别检出93种和56种有机污染物，地下水中苯并［a］芘、四氯化碳浓度超过我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)。从河水和地下水检出的有机污染物的种类、浓度、来源、类别、测井分布分析，小清河污灌已造成了沿岸地下水的有机污染，污染程度与污灌强度有关。但是目前关于POPs在土壤系统中是如何运动和迁移的，以及它是通过什么机理渗透进入地下水的等问题研究较少，能够查阅到的资料也较少。在美国已公布的地下水中致癌PAHs的浓度在0.2～6.9ng/L范围内，而在地表水中相应的浓度为0.1～800ng/L，大多数在2～50ng/L范围内(Menziesetal.，1992)。我国在《城市供水水质标准》(CJ/T206—2005)中规定了PAHs总量(苯并［a］芘、苯并［g，h，i］苝、苯并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽、荧蒽、茚并［1，2，3-cd］芘)的限值为0.002mg/L，其中苯并［a］芘的限值为0.01μg/L。从这里可以看出，地下水中PAHs的污染比较少见，即便有，含量水平通常也不高。

地下水环境中有机氯农药的研究同样也相对较少。表1.3列出了3个地区地下水中部分有机氯农药检出情况。可以看出，相对于1995年时孟加拉国的地下水，珠江三角洲地区地下水中的七氯和DDT的四种异构体两种有机氯农药含量普遍偏低，珠江三角洲(黄冠星等，2008)地区地下水中有机氯农药含量要远小于苏锡常(中国地质大学(北京)，2006)，但两地区地下水中有机氯农药中只有4，4'-DDT在这两个地区的地下水中没有检出，而在1995年时，孟加拉国的地下水中却有相当高含量的4，4'-DDT检出，根据该地区DDT四种异构体检出情况可知，这个地区有机氯农药仍在使用。另一个原因，我国在1982年之后就明文规定停止使用滴滴涕、毒杀芬、六氯苯以及七氯等有机氯农药，而孟加拉国则在1993年之后才停止这些有机氯农药的使用(Matinetal，1998)。

表1.3 不同地区地下水中有机氯农药的含量情况(单位:ng/L)

1.2.2.2土壤中的POPs研究现状

POPs由于具有低溶解性和较强的疏水性，能强烈地分配到土壤有机质中，土壤已成为其重要归宿，它可以通过挥发、扩散、质流转移至大气、地表水和地下水，并且可以通过生物富集和食物链对人体健康产生威胁。因此土壤中POPs的残留及其迁移转化规律已成为国内外广大学者研究的热点。

我国不同地区的土壤都含有一定种类和数量的POPs，其中工业发达区土壤中的PAHs污染尤为严重。刘瑞民等(2004)通过对天津市区土壤多环芳烃含量与国外若干城市的比较结果发现，工业化、城市化水平高的地区，土壤PAHs含量的总体水平较高，城市地区土壤PAHs污染一般以燃烧为主要来源，某些情况下，油矿类污染也是主要的污染源之一。葛成军等(2006)对南京某大型矿业、企业周边农业土壤(0～20cm)中15种多环芳烃的残留量进行了调查。结果表明，PAHs的检出率为100%，总残留量范围为312.2～27580.9μg/kg，且以4环以上多环芳烃组分为主。

污水灌溉是我国土壤POPs污染的最主要方式，长期污水灌溉造成污灌区土壤POPs含量明显升高，严重的会超过环境标准。彭华等(2009)对河南省典型农业区域土壤中PAHs污染状况的初步研究表明，污水灌溉区土壤PAHs污染最为严重。曲健等(2006)研究了沈抚灌区上游土壤中PAHs的含量，结果表明，土壤中PAHs含量在787～24570μg/kg，明显高于清水灌溉土壤。张晶等(2007)对沈抚污水灌区的研究表明，稻田土壤PAHs含量在319.5～6362.8μg/kg之间。肖汝等(2006)研究了有污水灌溉历史的沈抚灌区、浑浦灌区和清原对照点3个土壤剖面中16种多环芳烃(PAHs)含量的分布特征，结果表明，沈抚灌区和浑浦灌区检出PAHs的种类数目明显大于清原灌区。宋玉芳等(1997)研究表明水稻生长期污水灌溉可明显增加土壤中多环芳烃总量，且多环芳烃在土壤中行为与污染物理化性质有关。Khanetal.(2008)对北京和天津的污水灌溉区土壤(0～20cm)中16种PAHs进行了研究，结果表明，天津土壤的PAHs总量达1304～3369μg/kg，北京土壤的PAHs总量为2687～4916μg/kg。2～4环的PAHs占主要的比例，总的PAHs与土壤有机碳(SOC)显着相关。张枝焕等(2004)研究表明，天津污灌区土壤中多环芳烃含量明显高于非污灌区，且4环以上的PAHs含量要明显升高。

有机氯农药的研究主要集中在表层土壤中，对于土壤剖面上有机氯含量的研究不多，已有的研究成果表明，有机氯农药在土壤剖面上的迁移能力较差，它们主要累积在表层土壤中。如李常亮等(2008)研究结果表明，某企业污染场地∑HCH的最大值为271.72mg/kg，主要集中在土壤表层(0～20cm)、亚表层(20～40cm)土壤，表层、亚表层土壤中HCH含量远高于深层(40～150cm)土壤中HCH含量。赵娜娜等(2007)研究结果表明，在土壤表层，生产车间周围DDT的含量高达104mg/kg以上，在土壤深层，浓度随深度增加迅速降低，含量梯度变化最大深度为0.2～3m，3m以下土壤中检出值较小，10m深处浓度最高不超过8.89mg/kg。从他们的研究结果可以看出，HCH和DDT主要累积在土壤表层，且它们向下迁移的能力较差。长期污水灌溉很有可能造成表层土壤OCPs的累积污染。龚钟明等(2002)研究表明，在天津郊区污灌区农田土壤中HCH及DDT等8种有机氯农药检出率为100%，有机氯污染物以β-HCH和4，4'-DDE为主，β-HCH的最高残留量达到了12.87mg/kg，常年污灌的旱地污染程度最严重，而无污水灌溉的旱地污染较轻。孙立波等(2006)对某污灌区的土壤剖面进行采样研究，结果表明，所有土壤样品中HCH和DDT含量均未超过《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)。对照当地土壤背景值，少数土壤样品中HCH和DDT的含量有上升趋势，超过了当地的土壤背景值。上层土壤(0～60cm)中两种污染物的含量明显超过底层土壤(60～100cm)。

总结近年来国内外公开发表的资料，土壤中PAHs的残留情况见表1.4，OCPs的残留情况见表1.5。

表1.4 国内外土壤中PAHs的检出情况

续表

表1.5 国内外浅层土壤中有机氯农药残留情况(单位:μg/kg)

综上，国内外学者对土壤中的POPs进行了大量的研究工作，但大都处于POPs污染水平背景调查阶段，且主要集中在表层土壤的研究，对深层土壤中的POPs的迁移变化规律鲜有报道。研究工作大都集中在一个独立的环境，没有把地表、土壤、地下水作为一个联系的系统来研究。此外，研究范围过于狭窄，多限于农业土壤和不同类型的菜地中的POPs残留，而对污灌区土壤中的POPs的研究主要集中在天津和沈阳两地，其他地方几乎还没开展系统研究，对再生水灌溉产生的土壤中的POPs污染在国内外相关研究领域更少。前已述及，由于我国水资源短缺问题日益突出，且污水灌溉会导致土壤环境质量的日益恶化，严重危害人体健康。因此，近年来逐步采用再生水来代替污水灌溉农田，以节约水资源。然而，由于我国对城市再生水的利用和研究都极为缺乏，且再生水中仍然含有大量持久性有毒物质，是否会造成土壤污染，已经引起了广大学者的关注，但这方面的研究非常薄弱，相关报道很少。因此，研究再生水灌溉是否会造成土壤、地下水中的POPs污染具有重要的意义。

4. 持久性有机污染物的性质

一般可以将POPs的性质简单概括如下：
1高毒性
POPs物质在低浓度时也会对生物体造成伤害，例如，二恶英类物质中最毒者的毒性相当于氰化钾的1000倍以上，号称是世界上最毒的化合物之一，每人每日能容忍的二恶英摄入量为每公斤体重1pg，二恶英中的2,3,7,8-TCDD只需几十皮克就足以使豚鼠毙命，连续数天施以每公斤体重若干皮克的喂量能使孕猴流产。POPs物质还具有生物放大效应，POPs也可以通过生物链逐渐积聚成高浓度，从而造成更大的危害。
2持久性
POPs物质具有抗光解性、化学分解和生物降解性，例如，二恶英系列物质其在气相中的半衰期为8～400天，水相中为166天到2119年，在土壤和沉积物中约17年到273 年。
3积聚性
POPs具有高亲油性和高憎水性，其能在活的生物体的脂肪组织中进行生物积累，可通过食物链危害人类健康。
4流动性大
POPs可以通过风和水流传播到很远的距离。POPs物质一般是半挥发性物质，在室温下就能挥发进入大气层。因此，它们能从水体或土壤中以蒸气形式进入大气环境或者附在大气中的颗粒物上，由于其具持久性，所以能在大气环境中远距离迁移而不会全部被降解，但半挥发性又使得它们不会永久停留在大气层中，它们会在一定条件下又沉降下来，然后又在某些条件下挥发。这样的挥发和沉降重复多次就可以导致POPs分散到地球上各个地方。因为，这种性质POPs容易从比较暖和的地方迁移到比较冷的地方，象北极圈这种远离污染源的地方都发现了POPs污染。

5. 样品分析

3.2.3.1土壤的理化性质分析

土样带回实验室，进行风干，达半干状态时把土块压碎，除去石块、残根等杂物后铺成薄层，经常翻动，在阴凉处使其慢慢风干至完全。进行实验前，取出一定量的土样做颗粒分析。然后将风干样品放在木板上碾碎，经反复处理使土样全部通过2mm孔径的筛子，将土样混匀存于清洁纸袋内，用作土壤理化性质测定。对于粘土矿物的分析，需用研钵继续将土样研细，使其全部通过200目的尼龙筛。

土壤的理化性质测定指标与方法见表3.3。

表3.3 土壤理化指标测试项目及方法

3.2.3.2POPs的分析

本次POPs前处理及分析测试方法如下。

(1)土样的前处理

采集的土壤样品，在阴暗处风干，磨碎过20目筛，存放在棕色玻璃瓶中，在14d内完成提取步骤。依据USEPA方法3550，称取15g土壤样品和3g无水硫酸钠置于40mL棕色玻璃瓶，加入20mL的提取溶剂(1∶1的丙酮+正己烷混合溶剂)，于50℃在400W功率下超声提取20min，将超声后的棕色瓶于3000r/min下离心3min，转移有机相至100mL的磨口玻璃瓶。重复提取两次，合并提取液。针对有机氯农药的分析，提取液需过无水硫酸钠脱水，在35～40℃的水浴中旋转蒸发浓缩至约1mL，留待下一步净化。针对多环芳烃的分析，过无水硫酸钠脱水，而后用0.4μm的PVDF滤膜(有机相)过滤。在35～40℃的水浴中旋转蒸发浓缩有机相，当浓缩至约1mL时，留待下一步净化。

(2)水样的前处理

依据USEPA方法3510，用APFF玻璃纤维滤膜过滤水样，量取1L水样放入分液漏斗中，再向分液漏斗中加入20mL环己烷，液液萃取10min，静置10min，转移有机相。重复萃取两次，合并有机相。针对有机氯农药的分析，提取液需过无水硫酸钠脱水，在35～40℃的水浴中旋转蒸发浓缩至约1mL，留待下一步净化。针对多环芳烃的分析，过无水硫酸钠脱水，而后用0.4μm的PVDF滤膜(有机相)过滤。在35～40℃的水浴中旋转蒸发浓缩有机相，当浓缩至约1mL时，留待下一步净化。

(3)样品的净化

1)有机氯农药的净化。采用艾杰尔科技有限公司的商业成品柱进行净化，填料为3g弗罗里硅土与0.5g石墨化炭黑。净化步骤为如下。

*活化:先用10mL正己烷+丙酮(1∶1)淋洗SPE柱，当液面达到柱床上沿时，再用10mL正己烷淋洗，平衡体系。

*上样:SPE柱平衡后，将约1mL的样品提取液转移到SPE柱上，用2mL正己烷-乙酸乙酯(8∶2)完成定量转移。

*淋洗:样品提取液全部转移后，当上样溶液液面接近柱床上沿时，用20mL正己烷-乙酸乙酯(8∶2)淋洗SPE柱。

*收集:从第一次上样时开始收集全部淋洗液，直到淋洗液全部流出。将淋洗液先旋转蒸发浓缩，而后用氮气吹脱定容至1mL，将样品转移至2mL棕色小瓶冷藏保存，留待进行有机氯农药的分析。

2)多环芳烃的净化。参照USEPA方法3630，采用自填的硅胶层析柱进行净化。

*在干净的长为25cm内径为10mm的层析柱中用湿法(溶剂采用正己烷)按顺序装填2cmNa₂SO₄固体，10g活化硅胶，2cmNa₂SO₄固体。

*用25mL正己烷淋洗硅胶柱，将样品用滴管移入层析柱中，浸泡5min以上，保证样品与层析柱充分接触交换，加入25mL正己烷淋洗硅胶柱，弃去流出液。

*用25mL二氯甲烷+正己烷(2∶3)淋洗硅胶柱，将淋洗液收集在浓缩瓶中旋转蒸发浓缩，而后用氮气吹脱浓缩定容至1mL，将样品转移至2mL棕色小瓶冷藏保存，留待进行多环芳烃的分析。

(4)样品的分析方法

1)有机氯农药分析方法。用气相色谱(GC-ECD)对有机氯农药进行分析。仪器参数和测定条件控制如下。

*色谱条件:毛细管色谱柱HP-5(30m×0.32mm×0.25μm)，进样口温度:250℃，无分流进样，进样量1μL，载气为氮气，恒流模式，流速为1.0mL/min，ECD检测器温度:300℃。

*色谱柱程序升温条件:始温80℃保持2min，30℃/min升至185℃，3℃/min升至215℃保持4min，1℃/min升至225℃保持2min，20℃/min升至290℃保持2min。

*检出限和方法:仪器检出限和方法检出限，见表3.4。

*分离效果图:14种有机氯农药混合标样的分离效果如图3.3所示。

表3.4有机氯农药的检出限

图3.3 有机氯农药的色谱图

2)多环芳烃分析方法。用气相色谱-质谱联用仪(GC6890-MS5975)对多环芳烃进行分析。仪器参数和测定条件控制如下。

*色谱条件:毛细管色谱柱HP-5MS(50m×0.25mm×0.25μm)，进样口温度:250℃，无分流进样，进样量1μL，载气为氦气，恒流模式，流速为1.0mL/min。

*色谱柱程序升温条件:始温80℃保持1min，30℃/min升至215℃保持1min，5℃/min升至255℃保持1min，1℃/min升至263℃保持1min，25℃/min升至300℃保持3min。

*质谱条件:接口温度280℃，离子源温度230℃，四级杆温度150℃，离子源EI，电子能量70eV，电子倍增器电压1906V，溶剂延迟3min。

*定性分析采用全扫描方式，扫描范围为40～450amu，定量分析采用SIM选择离子扫描方式。

*仪器检出限和方法检出限见表3.5。

*16种多环芳烃混合标样的分离效果如图3.4所示。

表3.5 16种多环芳烃的检出限

图3.4 16种PAHs的色谱图

6. POPs在环境中是如何转化和降解的

天然环境介质中发生的主要的降解过程是光解过程，而微生物降解的速率相对而言极为缓慢。
直接光解反应——化合物分子直接吸收光能，由基态变为激发态，然后在激发态下发生改变原来分子结构的一系列反应。间接光解反应又称光敏化反应，间接光解对化合物在天然水体中的光降解起主导作用。中持新兴处理垃圾焚烧、钢铁冶炼、殡葬等烟气中所含二恶英。

7. 怎样进行POPs的污染控制

斯德哥尔摩公约强调持久性有机污染物的生产者在减少其产品所产生的有害影响并向用户、政府和公众提供这些化学品危险特性信息方面负有责任的重要性，意识到需要采取措施，防止持久性有机污染物在其生命周期的所有阶段产生的不利影响，重申《关于环境与发展的里约宣言》之原则16，各国主管当局应考虑到原则上应由污染者承担治理污染费用的方针，同时适当顾及公众利益和避免使国际贸易和投资发生扭曲，努力促进环境成本内部化，和各种经济手段的应用，鼓励那些尚未制订农药和工业化学品管制与评估方案的缔约方着手制订此种方案。··中·持·新·兴··拥有催化降解二恶英的系统 ；用于处理烟气的持久性有机污染物催化降解装置 ；催化降解装置。催化降解系统去除效果好、使用寿命长、运行费用低、无二次污染，达到国际先进水平，可以高效去除垃圾焚烧、钢铁冶炼、殡葬等行业烟气中所含二恶英。

8. 国土资源部重点实验室

1. 国土资源部同位素地质重点实验室

主要研究方向：大陆科学钻探（板块会聚边界动力学；现代地壳作用）；中国巨型超高压变质带及南北板块汇聚；青藏高原的地体拼合及碰撞动力学。

2014年度同位素热年代学实验室（氩—氩年代学实验室和（U-Th）/He年代学实验室）承担了同位素测年实验技术方法研究和地质应用研究项目多项，其中：地调项目1项、公益性行业专项1项、国家自然科学青年基金1项、所基本科研业务费项目1项，结题国家科技基础性工作专项项目1项。第一作者发表论文8篇，其中国际SCI检索论文2篇，国内SCI检索论文3篇，国内核心期刊论文3篇。

重要成果

金属矿床勘查急需的同位素测年技术方法研究初步建立了单颗粒锆石氦气提取和净化实验流程、含超细矿物样品Ar气提取—净化—质谱分析实验流程，4He分析精度优于千分之五，40Ar峰值质谱测量精度最高可达十万分之五。（U-Th）/He低温热年代学技术在含油气盆地应用研究中取得重要进展，研究表明（U-Th）/He低温热年代学技术在油气勘探中具有可观的应用潜力，相关成果已经在《Tectonophysics》上发表。西准噶尔晚石炭世洋脊俯冲过程研究，厘定出特殊岩墙组合（320～290Ma），结合同期其他特殊岩石组合，指示西准噶尔地区晚石炭世为伸展、高热环境，与新生代环太平洋俯冲带内洋脊俯冲环境下形成的岩浆岩组合相一致，西准噶尔地区晚石炭世同时出现的上述特殊岩浆岩组合为洋脊俯冲的产物，同时提出洋脊俯冲在西准噶尔乃至中亚造山带的大陆地壳生长、铜金成矿中可能发挥了重要作用，相关研究成果在国际地学期刊《Gondwana Research》等公开发表。南天山洋古生代期间俯冲作用过程研究初步认为塔里木板块北缘至少在志留纪时期已由被动大陆边缘转变成活动大陆边缘，中泥盆世开始又转变为被动大陆边缘；早古生代阶段南天山洋的演化以双向俯冲为主，向南为短期、脉冲式或间歇式的正常高角度俯冲过程，至中泥盆世结束；向北则为长期、多阶段性的俯冲。同位素热年代学实验室完成了纳诺帕高真空熔样炉的改造、气体净化系统的改造和验收、配置了偏光立体显微镜。

库车盆地单样品（上1）及多样品（上2）热演化史模拟（QTQt软件模拟）

库车盆地热史、生烃史演化（依南2井）

库车盆地吐孜洛克气田油气成藏事件图

2.国土资源部地层与古生物重点实验室

主要研究方向：立足于地球科学前沿和社会发展的需求，发展地层与古生物学重大基础理论，解决国土资源调查中的关键地层古生物问题，建立和完善新的技术方法体系；开展生命早期演化过程、生物更替与地质环境变迁、重要地层断代对比等基础研究。

截至2014年底，实验室共有在职人员19人，其中研究员7人（博士生导师2人、硕士生导师3人）、正高 1人、副研究员2人，博士后4人。承担地调计划项目1项“全国重要区域地层系统与关键生物群系统演化调查”，新开项目3项、续作项目1项，获国家自然科学基金项目5项，其中面上基金2项，青年基金3项。出版专着2部，发表论文28篇。邀请国外专家做学术报告1人次、出国主持或参加学术会议2人次，参加在国内召开的国际学术会议和全国学术会议约30人次并做报告约20人次。

重要成果

最新发现喀左甲龙类化石和建昌奔龙类化石；在辽西建昌义县组地层中发现朝阳喜水龙化石群；新确立甘肃鸟属新种——甄氏甘肃鸟，为研究中生代鸟类分化提供了重要信息；初步提出峡东地区埃迪卡拉纪年代地层划分方案，建立了目前全球最为完整的单剖面埃迪卡系碳同位素变化曲线及疑源类生物地层；“江南造山带”板溪群和冷家溪群SHRIMP U-Pb同位素年代地层学研究取得新进展，为武陵运动和四堡运动的年代学研究提供了新的时代证据；在新疆准噶尔盆地西北缘晚泥盆世—早石炭世菊石动物群研究上取得新进展，建立7个菊石组合带，与西欧同时代地层可对比，在西准识别出Hangenberg及Annulata地质事件；根据小壳类化石的研究提出早寒武世镇巴—房县地块生物古地理的新认识，是独立地台而不是扬子板块边缘；通过牙形石研究在革吉县文布当桑地区发现二叠—三叠系界线剖面；在贵州铜仁首次发现圆盘状完整的似Kulingia碳膜化石，可以对比国外伊迪卡拉纪广泛出现的盘状印痕化石，对重新厘定其生物属性和国内外地层对比意义重大；在措勤盆地东缘班戈县保吉乡地区新发现含有沥青脉的上侏罗统礁滩相地层，这是继海相上二叠统和三叠系发现之后的又一重大地层发现，极大提升了措勤盆地的油气勘探的价值和地位。

建昌奔龙类化石

甄氏甘肃鸟化石

措勤盆地东缘班戈县保吉乡地区上二叠统和下三叠统地层接触界面

3. 国土资源部深部探测与地球动力学重点实验室

定位：发展深部探测技术，进行地球深部结构探测与地球动力学研究，为资源勘查、防灾减灾及地学理论创新提供科技支撑，其特色与优势在于运用深部探测技术集成，开展重要构造单元、成矿区的深部结构精细探测，建立自地表至地幔的三维结构与动力学模型。

2014年，承担各类项目26项，其中国家专项1项，“973”项目1项，国家自然科学重点基金项目2项、面上基金项目5项、青年基金项目6项，5个公益类行业科研专项，7个地调项目。发表SCI检索论文23篇，其中国际SCI检索论文9篇，国内SCI检索论文4篇，核心期刊论文10篇。

依托已有项目经费设立了8项开放项目，累计经费达500万元。培养博士后4人、博士生7人、硕士6人。引进中美联合培养博士后郭晓玉归国工作，聘请澳大利亚Mckay Brooke Resources 矿业公司高级地质师Zhuwei Jiang为客座研究员、高级访问学者。

重要成果

“深地震反射剖面探测实验与地壳结构”项目，完成了深地震反射剖面数据采集实验4552 千米和数据处理实验4952千米，大幅度提高我国深地震反射剖面探测工作程度。首次获得青藏高原腹地巨厚地壳精细结构与连续展布的深反射Moho，为青藏高原地球动力学研究提供新的约束；建立了青藏高原东缘地壳块体侧向挤压高角度仰冲变形的动力学模型；获得青藏高原正以地壳尺度低角度逆冲作用向北部外围克拉通扩展，已经越过青藏高原北边界海原断裂的反射地震学证据；发现四川盆地下古老的俯冲构造，为恢复扬子克拉通形成、再造华南大陆复杂构造格局，提供出重要证据；解释了古亚洲洋沿索伦缝合带关闭、陆陆碰撞和碰撞后地壳增生的深部过程；发现松辽盆地处于两个板块汇聚作用的中心，提出松辽盆地的形成受到蒙古—鄂霍茨克洋和太平洋板块的汇聚影响。

“宽频带地震观测实验与壳幔速度研究”项目完成宽频地震观测实验剖面13条，共计599个台（点），获取连续记录波形数据4532.6 GB。根据接收函数获得我国大陆Moho深度和地壳平均Vp/Vs比值，通过走时层析成像方法获取了P波速度模型和Sv波速度模型以及我国大陆上地幔各向异性特征。制作深部探测技术与成果科普视频一部，科普读物5册。

深地震反射剖面发现四川盆地下古老的俯冲构造

宽频带观测发现华南大陆沿海带地壳与岩石圈厚度均减薄

4. 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室

重点实验室学术委员会会议

申报国家重点实验室进展汇报会

第十二届全国矿床会议

定位及研究方向：紧密围绕国家目标和经济社会需求，研究成矿作用过程和成矿背景，发展矿床成矿理论；开展区域成矿规律研究，发展区域成矿理论，进行区域矿产资源潜力评价和成矿远景区划；研究解决矿产资源调查评价中的重大科学问题，研发矿产资源调查评价的新技术、新方法；开展大型典型矿床的勘查示范研究；矿产资源战略研究。

实验室学术委员会顺利换届。面向国家建设，增设矿产资源战略研究新方向，为国家矿产资源宏观决策提供支撑。成功举办重点实验室进展汇报会，成果得到专家高度评价，并被推荐申报国家重点实验室。

成功举办了第十四届国际矿床成因协会大会，第十二届全国矿床会议（矿床学界最大的一次盛会，与会代表千余人）。

毛景文任国际经济地质学家协会理事，这是中国学者首次在该组织任职，并应邀出任《Journal of Geochemical Exploration》副主编；程彦博博士任国际矿床成因协会稀缺金属委员会秘书长。

发表SCI检索论文69篇，其中国际SCI检索论文40篇，国内核心论文116篇，出版专着7部；获国家发明专利3项；获国土资源科学技术二等奖1项，中国黄金协会科学技术一等奖1项。

实验室科学家基于理论创新，与地勘队伍和矿业公司密切合作，推动找矿实现重大突破。在川西甲基卡矿山外围探明了60万吨锂矿，达到超大型规模；在西藏甲玛矿区外围的逆掩断层之下发现和探明大型富铜矿体；在新疆东准琼河坝预测探明隐伏大型铜铁金矿；在滇西北衙金矿增储黄金80吨；2003年实验室科技人员在豫西鱼库铅锌矿坑道内发现的矽卡岩型钼矿化，迄今已经探明为一个具有80万吨储量的超大型矿床。

5.国土资源部盐湖资源与环境重点实验室

主要研究方向：盐湖与盐类矿产的成矿规律、资源评价和综合利用的理论与方法研究；盐湖（湖泊）环境与全球变化研究；盐湖农业、盐湖生态与健康研究。

2014年，共承担项目22项，其中国家自然科学基金项目6项，“973”课题3项，公益性行业科研专项1项，“钾盐资源调查评价”地调计划项目1项，承担地调工作项目9项，其他项目3项，经费2700万元。发表论文44篇，其中SCI（EI）检索论文9篇，会议论文22篇。出版专着1部，获国家发明专利1项。

在柴达木盆地西部阿尔金山前、塔里木库车凹陷、四川盆地、滇西南勐野井等取得找钾突破。“科技引领钾盐找矿突破取得重要进展”获中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展。

“科技引领钾盐找矿突破取得重要进展”获2014年度地质科技十大进展

国际盐湖会议专家在考察运城盐湖时体验古代铲盐工艺

承办了第十二届国际盐湖会议。来自中国、俄罗斯、澳大利亚、美国、以色列、巴西、伊朗、克罗地亚、埃及、西班牙、阿根廷及哈萨克斯坦等国家的200多名与会专家学者，紧紧围绕“未来盐湖—全球可持续性研究与发展”这一深刻而长远的主题展开探讨，对全球变化与盐湖记录、盐湖生态与生物资源、盐类地质学与资源勘查及盐类化工等内容进行了研讨，共同为盐湖未来的科学研究、资源综合利用及保护建言献策。会后还组织了青海盐湖和山西运城盐湖地质考察。

承办第12届国际盐湖会议

6. 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室

实验室主要从事新构造与活动断裂、重大地质灾害形成机理与成灾模式研究，探索重大地质灾害预测评价理论与技术方法，建立活动构造与地质灾害减灾防灾科技交流平台和研究基地，为国家减灾防灾战略提供决策依据和技术支撑。目前已初步形成新构造运动—构造地貌—活动断裂—地震地质—现今构造应力场—区域地壳稳定性—重大地质灾害成灾模式与风险控制系统研究特色和平台。

2014年，主持中国地质调查局工程1项，项目3项，子项目20个；国家自然科学基金项目14项，科技支撑项目4项，基本科研业务费项目15项，公益性行业科研专项7项，海保工程项目4项，横向项目16项；新获批国家自然科学基金项目8项。获国土资源科学技术一等奖1项。参加国内外学术会议56人次；出国合作交流3批6人次；举办7次学术沙龙活动；邀请国外专家来访3批38人次。发表论文82篇，其中SCI检索论文22篇，EI检索论文11篇，核心期刊论文29篇，出版专着3部，获批国家专利4项。实现我国远海海域第一次深孔地应力测量——三沙石岛西科1A井千米深孔地应力测量；研发工程滑坡灾害快速评估方法，提出了地震扰动区泥石流早期预警指标体系。

西科1A井千米深孔地应力测量现场

张永双研究员参加IAEG2014会议

蔡家坡工程扰动区滑坡活动强度及危险性评估图

7.国土资源部古地磁与古构造重建重点实验室

古地磁实验室是1963年在李四光教授亲自指导下创建的国内第一家古地磁实验室。研究方向：继承与发扬李四光先生地质力学理论，应用古地磁学方法，结合野外地质学、地球物理学、地球化学等多学科交叉为手段，继续深入研究古构造重建、古环境重塑、典型地层磁性定年以等基础地质问题。

2014年1月召开了实验室学术年会，会议分别由地质力学研究所马寅生副所长和学术委员会主任郑绵平院士主持。实验室主任杨振宇研究员首先就实验室的工作进展做了总结，对一年来实验室在发展和古地磁学等领域做出的研究成果上作了回顾和梳理，并对实验室的工作环境和运行管理机制进行了详细汇报。

重要成果

阿拉善地块前中生代构造归属新认识：对河西走廊带—阿拉善地块中晚泥盆世—早中三叠世沉积地层进行了碎屑锆石U-Pb同位素测年、Hf同位素分析和古地磁研究，指示阿拉善地块在晚古生代很可能不是华北地块的组成部分。该项成果对华北地块构造格局传统认识提出了挑战。

野外考察华南板块前寒武莲坨组地层顶部

野外工作

实验室年会和第一届学术委员会会议

8.国土资源部生态地球化学重点实验室

定位及研究方向：以生态地球化学理论为指导，以国民经济建设和社会发展需求为导向，以生态地球化学基础理论研究和应用研究为主体，以促进人类生态地球化学良好环境，促进和谐科学发展为宗旨，建立国内一流、世界知名的生态地球化学实验室。拥有生态地球化学研究团队和生态地球化学研究技术支持团队。

2014年共发表论文25篇，其中SCI（EI）检索论文7篇。获授权专利1项。

重要成果

公益性行业科研专项《金属矿山重金属污染土壤的地球化学工程控制修复技术开发与示范》，在材料开发、工艺流程和修复机理等关键科学问题上有所创新，在矿山酸性废水的源头控制技术上作了新的尝试，成为利用地球化学工程技术对酸性矿山废水重金属污染控制和防治的典范。

有机污染物的生态地球化学行为研究认为，季风环流对POPs在我国高海拔地区的大气长距离迁移过程中扮演着重要的角色。以宇宙射线成因核素7Be作为大气环流的参照系，可以得出东亚季风区大气环流可影响持久性有机污染物纬度分布的结论。

完成了地下水中主要有机污染物分析方法体系建设；建立了地下水中94种农药、42种半挥发性有机污染物分析方法。

利用地球化学工程技术治理酸性矿山废水示范工程取得显着效果，处理后的水可以用来养鱼。

处理后的水可以养鱼（鱼苗（a），5个月后的鱼（b））

示范工程现场

9．国土资源部地下水科学与工程重点实验室

定位及研究方向：面向国家重大需求和学科发展前沿，研究地下水可持续利用方面的重大前沿基础科学问题和关键科学技术问题，形成自主创新成果，引领我国地下水循环演化和地下水可续性前沿基础科学研究，推进国内、国际科技合作，营造有利于促进创新人才成长的环境，为提高区域地下水利用的安全性和保障能力以及相关国土资源环境问题提供重大科技支撑。

共承担各类项目22项，其中牵头“973”项目1项，公益性行业科研专项1项，承担国家自然基金项目11项，地质调查项目9项。参加国际学术会议和技术培训10人次，国内外知名学者来访7次。通过多学术交流，及时了解国内外研究动态，学习先进经验，取得了良好效果。

牵头的首个地下水领域国家重点基础研究发展计划（973）“华北平原地下水演变机制与调控”项目通过科技部组织的验收。复建了华北平原60年来地下水动力场演变特征，识别了地下水动力场对人类活动和自然变化的响应规律，构建了地下水危机临界识别指标，提出缓解华北平原地下水危机的调控措施，显着提升了我国大型盆地地下水系统研究的整体水平，为缓解华北平原水资源紧缺提供了重要的科技支撑。

国家自然科学基金重点项目“群矿采煤驱动下含水层结构变异对区域水循环影响机制研究”，基本掌握采空区裂隙发育特征及渗透性变化规律，建立了典型矿区含水层空间结构变异数值模型，创造性提出采空区渗透性跃变曲面“椭抛凹形体”概念。

陈宗宇研究员参加IAEA-CRP项目工作会议（奥地利维也纳）

中国科学技术大学胡水明教授到实验室进行学术交流

“华北平原地下水演变机制与调控”（973）项目课题结题讨论会议（石家庄）

10.国土资源部地球化学探测技术重点实验室

定位及研究方向：面向国际学科前沿和经济社会发展中的重大科学问题，开展勘查地球化学领域创新性、基础性、公益性研究，培养创新人才，建成国际领先水平的地球化学探侧技术研究基地。开展全球地球化学基准研究，从事地球化学调查与填图技术研究，发展深穿透地球化学探测理论与技术，为覆盖区和深部矿产勘查提供技术支撑。

2014年4月9日，在北京召开了首届实验室学术委员会会议。学术委员会成员对实验室已取得的研究成果给予了肯定，对重点实验室及国际研究中心的发展目标、研究方向、运行机制、成果科学凝练等提出了许多宝贵意见和建议。

积极推进《全球多尺度地球化学填图》立项工作，服务国家“一带一路”战略。与国际地科联全球地球化学基准值工作组合作，建立全球地球化学填图国际合作网络平台，开展全球地球化学基准网建立，重要资源国家的国家尺度地球化学填图，积极推进“一带一路”沿线国家地球化学填（编）图工作的开展。国际地科联罗兰德·奥博汉斯利主席在访问重点实验室时表示：全球尺度地球化学填图工作是一项非常重要的工作，国际地科联作为全球性的国际地学组织，将尽其所能支持全球地球化学填图工作，积极协调会员国地质调查机构参与全球尺度地球化学填图的国际合作，鼓励相关机构支持全球一张地球化学图“化学地球”的建立。

国际地科联罗兰德·奥博汉斯利主席访问实验室

学术年会上院士和专家积极建言献策

11.国土资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室

研究方向：重点开展航空电磁探测、地面电磁探测、井中电磁探测和电磁探测多元信息处理等基础研究，为承担国家地质调查基础性、公益性、战略性研究任务提供技术支撑。

重要成果

固定翼时间域航空电磁系统全状态集成调试试飞取得成功。在国家“863”计划和地质调查专项的共同支持下，固定翼时间域航空电磁系统在硬件系统研制及地面、半航空测试取得成功之后，研究团队经过1年多的努力，成功地进行了系统全状态集成调试试飞工作。

固定翼时间域航空电磁系统全状态吊挂调试试飞

2000米深井地—井TEM三分量测量系统自主研制成功，为我国深部找矿再添新装备。在公益性行业科研专项支持下，经过3年多的技术攻关，先后突破了井下三分量探头、大功率整流器、三通道接收机以及2000米下井深度等关键技术难题，集成开发出我国第一套适合2000米深井的大功率地－井TEM三分量测量系统，经测试各项技术指标达到了设计要求。

地－井TEM三分量测量系统

12.国土资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室

定位及研究方向：以岩溶生态系统研究为核心，确定研究方向为，揭示岩溶生态系统的结构、功能及其运行规律；科学分析我国岩溶区石漠化、水土流失、植被退化等主要生态问题；探索脆弱岩溶生态系统石漠化综合治理、水土保持和植被恢复与重建的模式、技术。

2014年，承担科研项目33项，其中国家科技支撑项目4项，公益性行业科研专项1项；发表论文28篇，其中SCI、EI检索论文13篇。组织承办了国土资源部第三批重点实验室建设进展交流会，举办了实验室2014年学术委员会会议；邀请中国地质大学郭益铭教授、王红梅教授等来实验室进行学术交流，并分别作专题报告；8人次分别参加6个国内外学术会议。

南洞地下河流域水文地质综合调查，利用地球物理勘探和钻探技术，初步查明了南洞地下河下游主管道地段岩溶发育规律、岩溶水文地质条件和地下河主管道分布规律，通过连通试验，对南洞地下河系统各子系统的边界及范围重新进行了划分，对南洞岩溶水系统的基本格局有了新的认识；对典型岩溶山区植被及土壤团聚体稳定性的分析表明，草地和灌丛可以作为岩溶山区水土保持的主要植被类型；对广西平果果化岩溶峰丛洼地土壤侵蚀和地下漏失的研究表明，不同地貌部位水土流失差异较大，且不同土地利用方式下的土壤侵蚀存在差异；探索岩溶区土壤属性与地形因子、遥感影像光谱指数的关系，并分别以土壤厚度、土壤有机质和土壤全氮为例，进行了土壤属性的空间预测研究。

实验室2014年学术委员会会议

13 .国土资源部岩溶动力学重点实验室

定位及研究方向：继续发挥我国岩溶研究的地域优势和国际影响，以国际岩溶研究中心（IRCK）为依托，地球系统科学为指导，完善岩溶动力学理论，搭建系列研究实验平台，培养高水平的科技人才，为IRCK目标的实现做出贡献，研究岩溶动力系统对全球变化的响应，为岩溶区生态环境问题对策提供科技支撑、为岩溶区国土资源管理提供科技创新。

2014年，参加国内外交流共计30人次、境外科研地调2次，主办国际会议1次、国内会议1次，共承担各类项目50项，公开发表论文40篇，其中SCI检索论文17篇；出版专着《西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究》（袁道先），对广大的西南岩溶石山地区的各种环境地质问题进行了科学的论述和因地制宜的对策探讨，将岩溶动力系统的理论鲜活地运用在广袤的西南岩溶石山地区。

重点围绕岩溶石笋古环境重建，岩溶碳汇与全球变化，岩溶生物地球化学循环过程开展深入研究，代表性成果有：利用石笋氧同位素与当地器测气温和降水数据、旱涝指数对比分析，发现平均分辨率1. 5年的石笋氧同位素响应了区域夏季风强弱变化特征；通过对岩溶区水库的不同深度水体研究，加深对溶解无机碳在水库水体中的循环过程的理解，为岩溶碳汇的研究提供新的思考；利用典范对应分析对尾矿砂的土壤重金属进行研究，指出重金属污染通过影响土壤微生物群落而间接影响了土壤碳循环等。

访问泰国地下水资源厅（境外地质调查）

莲花洞LHD1石笋δ18O记录的极端干旱事件及形成大气环流背景

《西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究》出版

9. 水体中什么是POPs重要的贮存库

沉积物。
1、水体中的沉积物，是pops中的重要的储存库。
2、沉积物可以有效的保护水体流失，过滤身体中的杂质。

10. POPs容易存在于哪些环境介质中

杀虫剂类POPs：由于其较多地被直接喷洒在农田土壤中。由于其环境持久性，即使相关杀虫剂已禁用多年，目前在土壤中还能够频繁检出POPs。同时，通过雨水的冲刷作用，大量的杀虫剂会被雨水造成的
地表径流
携带进入水体。
工业产品类POPs：高浓度的工业产品类POPs主要是从
电力设备
（如变压器和电容器）泄漏所造成的，其首先进入的
环境介质
通常是土壤和地下水。
无意排放类POPs：主要来自于各种工业过程
副反应
的无意排放类POPs一般首先随烟气排放进入大气。吸附在大气颗粒物上的POPs又会随着干沉降和湿沉降过程而沉积回地面。
由于POPs强烈的憎水亲脂特性，进入水体后的POPs容易蓄积在有机质含量较为丰富的
底泥
、水生生物体内，并通过
食物链
传递到更高
营养级
的动物和人体内。