中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室知识库

本研究通过建立海水中铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）的富集方法，检测了渤海海域海水及沉积物、牟平海洋牧场海域海水中Pt、Pd、Rh的含量，得到了Pt、Pd、Rh在渤海及牟平海洋牧场海域中的一般分布特征。并通过研究Pt、Pd、Rh在海水无机颗粒物、有机质中的分配，分析了颗粒物组分、有机质组分以及两种物质联合作用对海水中Pt、Pd、Rh迁移转化的影响。获得了一系列的新的结果和认识：

（1）修正并建立了富集检测海水中Pt、Pd、Rh的固-液萃取和液-液萃取方法，实现了对海水实际样品中痕量Pt、Pd、Rh的检测。

修正了一种固-液萃取海水中痕量元素的实验条件，使其可用于富集检测实际海水样品中的痕量Pt、Pd、Rh。该方法使用的萃取质为Nobias-chelate^® PA1树脂，定量检测限为：Pt，0.28 pmol kg^-1；Pd，0.52 pmol kg^-1；Rh，0.85 pmol kg^-1。该方法对Pt、Pd的回收率分别为Pt，92.2~98.3%；Pd，94.5~98.3%，富集因子可达200。利用2-巯基苯并噻唑（2-MBT）对Pt、Pd、Rh的螯合选择性，建立了富集海水中Pt、Pd、Rh的液-液萃取方法，实现了实际海水样品中的痕量Pt、Pd、Rh的检测。该方法使用的螯合剂为2-MBT，定量检测限为：Pt，0.20 pmol kg^-1；Pd，0.43 pmol kg^-1；Rh，0.46 pmol kg^-1。该方法对Pt、Pd、Rh的回收率分别为：Pt，93.6~99.5%；Pd，96.2~101.2%，Rh，97.2~100.4%，富集因子可达200。

（2）渤海海域表、中、底层水体中Pt、Pd、Rh的含量分别为：Pt：0.27~1.36、0.50~1.65、1.59~8.85 pmol kg^-1；Pd：0.50~4.73、0.53~4.82、0.47~7.69 pmol kg^-1；Rh：0.46~2.51、0.46~4.85、0.46~2.86 pmol kg^-1。渤海海水中Pt、Pd、Rh的含量高于大洋，说明人为输入是近海海水中铂族元素的重要来源。三种元素含量的极大值点都出现在受黄河输入影响的海域，基本遵循离岸越近，含量越高的分布特征。但一些离岸较远的高值区域说明，大气输入和海水动力也可能是影响海水中Pt、Pd、Rh分布的因素。

（3）渤海表层沉积物中Pt、Pd、Rh的含量分别为：Pt，4.12~9.65 µg kg^-1；Pd，6.71~12.60 µg kg^-1；Rh，0.66~2.04 µg kg^-1；含量顺序为Pd > Pt > Rh。Pt和Pd含量的极大值出现在渤海海峡南岸地区，极小值出现在渤海湾湾口地区，说明Pt和Pd在海水中的沉积受到水动力学和人为输入的双重影响。Rh的极大值出现在近岸地区，说明近岸输入是渤海沉积物中Rh的主要来源。

（4）牟平海洋牧场表、中、底层水体中Pt、Pd、Rh的含量分别为 ：Pt，0.43~4.58、0.65~4.20、0.74~4.99 pmol kg^-1；Pd，0.90~4.79、0.99~3.68、0.69~4.82 pmol kg^-1；Rh，0.85~1.17、0.85~1.19、0.85~1.40 pmol kg^-1。Pt的含量随水深的增加而增大；Pd和Rh与水深之间关系不明显。在牟平海洋牧场靠近岸和附近岛屿的区域，Pt、Pd、Rh的含量明显高于牟平外海区域以及渤海近岸水体，说明牟平海洋牧场中铂族元素受到更强的人为因素干扰。

（5）两处海域海水中Pt、Pd、Rh的分布与海水生物场因子之间存在明显的相关性。总有机碳（TOC）促进了Pt、Pd、Rh向底层水中的迁移，且不同海域不同水层中TOC的影响程度不同。磷酸盐和硅酸盐对渤海海水中Pt、Pd、Rh的行为影响较大，而牟平海洋牧场地区则主要为含氮营养盐产生的影响。Pt、Pd、Rh的分布与海水温度呈正相关，与盐度呈负相关，但牟平海洋牧场海域的表层水中，Pd出现了与Rh和Pt相反的相关性。渤海与牟平海洋牧场海域Pt、Pd、Rh与生物场因子关系的差异与受到的人为活动的影响程度有关。

（6）无机颗粒物的化学组成及有机质影响了对海水中的Pt、Pd、Rh的迁移转化。矿物颗粒（Fe₂O₃和MnO₂）是清除海水中Pt、Pd、Rh的主要无机颗粒物，其次是生物无机颗粒（SiO₂和CaCO₃）及高岭石，最后是Al₂O₃。海水有机质，腐殖酸（HA）、卡拉胶（APS）、牛血清蛋白（BSA），阻碍了无机颗粒物对海水中Pt、Pd、Rh的吸附，说明有机质是影响无机颗粒物清除海水中Pt、Pd、Rh的重要因素。Pt、Pd、Rh同一系统不同溶液基质中吸附行为差异，说明海水中的其他无机阴离子也参与了Pt、Pd、Rh在颗粒物上的分配。

（7）天然有机质（NOM）主要通过低分子量组分影响海水中Pt、Pd、Rh的迁移转化。Pt和Rh主要分配至1~3 kDa的NOM组分中。Pd先分配至1~3 kDa和3~10 kDa NOM组分中，再迁移至 <1 kDa NOM组分中。Pt在天然有机质中的分配可能与NOM中的HA和BSA组分有关；而Pd与HA有关；Rh的分配没有呈现明显特征，可能是多种有机组分共同作用的结果。