陕北贾大峁遗址出土动物遗骸的锶同位素比值分析

史前时期动物驯养技术的跨大陆交流与传播是令人瞩目的 前沿课题.陕北地区位于欧亚草原早期青铜文化和中原地区古代文化交汇碰撞的前沿地带.贾大峁遗址位于陕西省横山县,年代为距今约4500～4300年的龙山早期.作为陕北地区目前发现的最早出现牛和羊的考古遗址之一,牛和羊是当地驯养抑或外来的,是值得我们探讨的问题.本文通过热电离...     

微生物磷脂脂肪酸单体碳同位素示踪碳循环过程

碳循环对于维持地球生命和调控气候变化具有重要意义。微生物是碳循环的关键驱动者之一,微生物群落结构和碳代谢活动的变化,能够影响温室气体的释放和碳储量,并进一步对气候变化产生反馈作用。在当前全球变化和人类活动加剧的背景下,需要进一步了解不同环境中的微生物群落组成和碳代谢活动的特征和响应。磷脂脂肪酸（PLFA）因其快速的周转速率和多样的分子结构,已经被广泛用于原位识别不同环境中活体微生物的生物量和群落结构。在此基础上,PLFA的单体碳同位素组成进一步指示了微生物利用哪些碳源,以及通过何种方式同化这些碳源,从而揭示微生物介导的碳流通和碳循环过程。本文综述了PLFA单体稳定碳同位素组成（δ¹³C）和放射性碳同位素组成（Δ¹⁴C）在示踪微生物碳循环过程中的应用。对比了农田、草地、森林、湿地以及海洋沉积物中活体微生物的碳源利用和碳同化途径的差异,这些差异可能与不同微生物对碳源的偏好以及不同环境中底物碳的可用性有关。对比了岩石、地下水、表层和深层土壤环境中微生物对化石碳源和年轻碳源的差异利用,化石碳是岩石和地下水环境中活体微生物碳源的重要组成部分,表明现代活体微生物可以直接利用部分老碳;相反,表层和深层土壤微生物倾向于利用现代碳源,这些碳源可能来自根系分泌物和从表面垂直输送的溶解有机碳。随着加速器质谱和单个化合物制备技术的进一步发展,预计PLFA单体放射性碳同位素将在微生物碳循环过程中发挥更重要的作用,值得在不同环境中进一步探索。

     

森林土壤微生物与植物碳源的磷脂脂肪酸及其单体同位素研究

森林生态系统的土壤微生物群落组成和活性,是影响生物地球化学循环、有机质代谢和土壤质量的关键因素.磷脂脂肪酸(PLFA)是一类可有效表征活体微生物群落结构的生物标志物,而其单体稳定碳同位素(δ13C)水平对土壤微生物植物碳代谢具有独特的指示作用.本次研究以土壤PLFA为对象,分析了我国位处纬度梯度带上(24°N～47°N...     

水中氯代烃单体碳同位素分析中预富集方法进展

高精度准确测定氯代烃单体碳同位素对示踪污染物来源,了解污染物的生物降解过程具有重要意义。在环境转化过程中,有机污染物的同位素组成可能是稳定不变的,也有可能发生改变。若污染物的同位素组成在迁移转化过程中不变,根据其同位素组成可以示踪污染物的来源;若同位素组成变化,根据同位素分馏结果,可以评价环境中有机污染物降解发生的可能性和程度。本文综述了固相微萃取、静态顶空进样、吹扫-捕集、多级串联技术等前处理方法与气相色谱-燃烧-同位素比值质谱仪(GC-C-IRMS)联用分析水中氯代烃单体碳同位素的研究进展,比较了分析方法的优缺点。液-液萃取较少用于水中氯代烃的单体同位素分析。静态顶空进样、固相微萃取、吹扫-捕集都是无溶剂富集技术,与GC-C-IRMS联用分析水中氯代烃单体同位素过程中不存在或存在小且恒定的可校正的同位素分馏,分析精度一般优于1‰,没有二次污染,降低了杂质干扰,提高了GC-C-IRMS的分辨率和分析精度,降低了检测限。从静态顶空进样、固相微萃取、吹扫-捕集,到多级串联等技术与GC-C-IRMS联用分析水中氯代烃单体同位素比值,检测限逐渐降低。目前,吹扫-捕集-GC-C-IRMS在分析水中氯代烃中应用最广泛,重现性好、检测限低。针内微萃取、管内微萃取、搅动棒吸附萃取和顶空进样吸附萃取等前处理方法与GC-C-IRMS仪联用具有一定的应用前景。     

有机单体同位素分析技术在地下水污染中的研究现状

有机单体同位素分析(CSIA)在地下水污染研究领域的测试数据主要应用于:确定污染物的来源;确定和量化污染场地的生物(或非生物)迁移反应;表征生成分子的元素反应机理.介绍了CSIA分析前处理技术及水污染研究领域中应用CSIA方法确定污染物来源和生物非生物降解分馏作用的研究进展,总结了CSIA技术在其他稳定同位素领域的研究进展和未来发展方向.     

河南博爱西金城遗址人和动物骨的碳氮稳定同位素分析

中原地区是中国文明起源和国家形成的核心区域,农业的发展在某种程度促成了中华文明在这一地区的最终形成.农业经济的转变对先民食物结构和动物饲养方式都产生了影响,但目前的研究多为某一时间段的研究,需要长时间段的考量.对西金城遗址(35°06′22″N,113°06′53″E)出土的龙山文化、汉代和唐宋时期的人和动物骨骼开展了碳氮稳定同位素分析,分析结果表明:龙山文化时期西金城先民(δ13C=-9.3±3.1‰,δ15N=8.5±1.3‰,n=3)的食物结构以C4类(粟、黍)为主,其生计方式是以粟等旱作农业为主,并辅以少量的稻作农业生产,兼有稳定的家畜饲养和捕捞业.就动物食物结构而言,龙山文化时期以猪、狗为代表的家畜的食物结构和人类相似,先民主要用粟黍类作物副产品喂养家畜;汉代随着小麦、大豆等C3类农作物的推广普及,家畜的δ13C值降低,更多的小麦等作物被用于喂养家畜.唐宋时期虽然小麦的地位进一步上升,形成了"粟麦并重"的农作物格局,但先民却仍然偏向于用C4植物(粟黍)喂养家畜.     

生物标志物藿烷类的单体碳稳定同位素研究

对 5个广东泥炭样品和 3个准噶尔盆地西北缘原油样品中支链烷烃和环烷烃进行了分离,应用色谱 -同位素比值质谱 (GC -IRMS)测定了其中藿烷类单体碳稳定同位素比值,研究它们的碳同位素组成变化,结果表明泥炭中藿烷类δ13C为 - 2 1.7‰～ - 34.4‰,与湖相页岩和原油中藿类相比,相对富集13C;同一样品中,不同碳数和不同构型的藿烷之间,δ13C相差 4.4‰～ 1 2.8‰,说明同一沉积环境中可能生长具有不同碳同位素组成藿类先质的多种微生物,相对亏损13C的C₂₉βα、C₂₉ββ、C₃₁βα藿烷可能来自甲烷菌,相对富集13C的C₂₉αβ、C₃₀ αβ藿烷可能来自化学自养型细菌;准噶尔盆地原油中藿烷类碳同位素δ13C为 - 30.6‰～ - 53.4‰,原油之间藿烷δ13C值具有明显差别,它们指示克乌断裂带东部原油来自二叠系,西部原油来自侏罗系与三叠系。     

石油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素分析与研究

80年代后期,随着国际上GC/C/MS在线(Online)碳同位素分析技术的建立,稳定同位素地球化学开拓了新的研究领域——液态烃及其他有机化合物单分子碳同位素地球化学,从而使液态烃等的碳同位素研究进入了分子级水平。我们在完成GC—delta S气体同位素质谱仪性能和各种分析条件试验后,率先建立了原油(凝析油)和天然气中轻烃单体、原油和沥青“A”饱和烃中正烷烃系列分子等的GC/C/MS在线碳同位素分析方法。条件方法试验如在线分析与常规双进样质谱分析的对比等,以及平行分析表明,GC/C/MS在线碳同位素分析可获良好的精度和精确度,具良好分离的质谱峰(单个化合物)的平行分析误差一般小于±0.5‰。其最大特点是实现了气相色谱分     

两种纯化方法获得脂肪酸的链长及碳同位素分布特征对比

饱和脂肪酸及其同位素组成是重建古环境和古气候的重要代用指标,目前存在多种提取及纯化流程。在全球变化研究中,基于不同原理的纯化流程得到的脂肪酸含量及其同位素组成是否一致,直接影响着该指标应用于不同区域重建结果的对比。本文用两种常见的脂肪酸纯化流程提取脂肪酸标准、现生植物和泥炭样品类脂物,通过对比发现:对脂肪酸标准两种流程都可以得到纯净的单体脂肪酸,而且回收率均较高(85%以上),都是较为可靠的脂肪酸纯化流程;然而对于天然样品,虽然高碳数脂肪酸(碳数>C₂₄)的回收率相近,流程1却能够获得相对较多的低碳数饱和脂肪酸,如泥炭样品中该流程获得的n-C₂₂脂肪酸是流程2的3倍;两种流程纯化狗尾草(Setaira viridis)和三叶草(Trifolium repens)得到n-C₁₆脂肪酸的δ¹³C不同,流程1分别为-21.1‰和-36.2‰;流程2分别为-23.3‰和-34.9‰,表明两个实验流程得到的低碳数脂肪酸的含量、脂肪酸链长分布模式以及碳同位素组成均存在明显的差异。实验结果显示,流程2分离纯化样品可得到几乎全部的游离态脂肪酸,而流程1可提纯样品中游离态和酯态存在的总脂肪酸。由于在沉积物中游离态脂肪酸和酯态脂肪酸可以相互转化,因此使用流程1分析样品中的总脂肪酸更为合适,也可以将类脂物皂化使酯态脂肪酸释放为游离态,然后使用流程2。     

南沙海洋和甘南沼泽现代沉积物中单个脂肪酸碳同位素组成及其成因

应用气相色谱－同位素质谱在线分析技术，分析了现代沉积物中单个脂肪酸碳同位素组成，研究了不同碳数脂肪酸碳同位素组成与其生物源之间的关系，探讨了脂肪酸的成因，从而找到了一种研究脂肪酸成因的新途径。     

陕西华阴兴乐坊遗址家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献

通过动物骨的稳定同位素(C、N)分析,揭示家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,是动物考古研究的重要组成之一。关中地区,是庙底沟文化(约5500年前)的主要核心分布区域之一。目前,对该地区和该时间段内家养动物的饲养模式及对先民肉食资源的贡献,尚缺乏足够的认识。为此,本文对陕西兴乐坊遗址出土动物与人骨开展了C、N稳定同位素分析,并对其中4个猪骨进行AMS-¹⁴C测年。同位素数据结果显示:野生动物(獐、青羊、梅花鹿)栖息于C₃类的植被环境,家养动物(猪、狗)和人,则主要以C₄类为食。3个猪个体的年代为5449～5300 cal.B.P.,而1个猪个体年代偏晚(4089～3985 cal.B.P.),其同位素数据也异于其他个体。结合该遗址的植物考古资料(粟和黍具有高的出土概率),认为:家养动物(猪和狗)饲喂了大量以粟类作物的副产品或者人类的残羹冷炙(粪便)。根据食物链从生产者至消费者的同位素分馏效应(δ¹³C值约富集1‰,δ¹⁵N值约富集3‰～5‰),比较了先民与野生动物以及家养...