硝酸盐中15N和18O测试新技术

最近40年,硝酸盐(NO-3)已成为最常见的地下水污染源之一.本文介绍了用CaO除去CO2与H2O的测定氮同位素比值的燃烧管方法和用AeNO3+C(石墨)生成CO2的测定NO-3中氧同位素比值的燃烧法,它们是1995年以后发展起来的最新测试技术.     

地下水中NO-3的15N和18O同位素测试新技术--密封石英管燃烧法

近40年来,硝酸盐(NO-3)已成为最普遍的地下水污染源之一。在本文中,介绍了在野外用阴离子交换树脂收集地下水中的NO-3的新技术;用AgNO3和氧化铜丝及铜颗粒燃烧反应测定氮同位素比值;用AgNO3 C(石墨)测定NO-3中氧同位素比值的密封石英管燃烧法,它们是1995年以后发展起来的最新测试技术。     

NO3-中15N和18O同位素新技术在岩溶地区地下水氮污染研究中的应用——以河南林州食管癌高发区研究为例

介绍了在野外用阴离子交换树脂收集地下水中的NO-3的新技术,以及用AgNO3 和氧化铜丝及铜颗粒燃烧反应测定氮同位素比值;用AgNO3+ C(石墨)生成CO2 测定NO-3 中氧同位素比值的密封石英管燃烧法。安阳和林州岩溶区饮用水中广泛的NO-3 - N污染大大超过饮用标准,食管癌的死亡率与饮用水中NO-3 、NO-2 、NH+4 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ18O和δ15N资料证实,饮用水中的NO-3主要来自农家肥和化肥,这个地区没有发生有意义的反硝化作用,而以硝化作用为主。在食管癌低发区(东部)存在反硝化作用而使该区地下水中硝酸盐含量降低。δ18O和δ15N资料还表明氧化环境中可能出现局部反硝化作用。      

硝酸盐中15N和18O的测试新技术及其在地下水氮污染防治研究中的进展

针对硝酸盐对地下水污染的严重性，介绍了用CaO除去CO2和H2O的测定氮同位素比值的燃烧等方法和和利用AgNO3 C(石墨）生成CO2的测定NO^-3中氧同位素比值的燃烧法，研究了用^15N和^18O同位素分析地下水中NO^-3来源和判断硝化作用和反硝化作用的发生机理。     

微量水δ(~(17)O)和δ(~(18)O)CoF_3法线外同时测试新技术

三氧同位素(16O、17O、18O)组成特征可有效示踪天然水循环及其环境效应,微量水δ(17O)和δ(18O)CoF3法同时测试新技术的建立,可为三氧同位素定量研究提供有效的分析手段,特别是能够捕捉到像光合作用、呼吸作用等生物过程中发生的同位素分馏现象。在国内首次建立了微量水δ(17O)和δ(18O)CoF3法线外同时测试新技术,样品量仅需2μL,整个制样时间约40min。采用在质谱测试前对待测样品在100℃下预热10 min,待O2完全解吸后再进行质谱测试的方法,避免了制样和测试过程中的记忆效应及分馏效应,δ(17O)和δ(18O)的分析精度分别达到±0.07‰和±0.14‰。该法使用固体试剂CoF3替代了剧毒的气态氟化物BrF5,使得制样流程更加安全可靠且样品量少,适用性强,具有很大的推广应用价值。     

硫酸盐17O和18O同时测试新技术：CO2-激光氟化法

目前的发现指出，硫酸盐的δ17O和δ18O值，特别是Δ17O值（＝δ17O-0.52δ18O）能够提供关于大气圈中和地表环境中硫酸盐的起源、混合和迁移的独特的信息，仅仅使用δ18O的测量结果不能圆满地解决相关间题。现有的分析硫酸盐的δ17O和δ18O的方法极其辛苦，而且要求高纯的BrF5。文中报道了从重晶石（BaSO4）中直接产生O2供同位素比值质谱计（IRMS）同时分析δ17O和δ18O的新方法。该方法使用了CO2-激光氟化系统，该系统也可用于从硅酸盐和氧化物中定量的产生O2。对于样品大于4 mg来说，可以获得部分的但是一致的来自BaSO4的氧的产量。每个工作日用该系统可以处理12个以上的样品。Δ17O的分析误差为±0.05‰, δ18O的分析误差为±0.8‰。该方法可有效和准确地研究硫酸盐的Δ17O值。     

δ^15N和δ^18O指标识别环境中N2O生成机理

δ＾１５Ｎ和δ＾１８Ｏ指标在识别环境Ｎ２Ｏ生成机理中具有重要的作用。本文主要讨论δ＾１５Ｎ指标在识别海洋,土壤和污染水染色体Ｎ２Ｏ生成机理中的作用。分析硝化和反硝化作用引起的同位素分馏特征,并对δ＾１８Ｏ指标的应用进行了探讨。     

广州夏季雨水硝酸盐δ~(15)N变化特征

通过对广州2007年夏季雨水硝酸盐δ15的研究,讨论了广州地区雨水硝酸盐的主要来源及与之有关的大气化学演变过程。雨水硝酸盐占δ15N的变化趋势与N2O5含量的相似。暗示雨水硝酸盐δ15N与氮氧化合物的大气化学过程之间存在某种联系。白天雨水硝酸盐δ15N值偏低,与OH自由基氧化NOx生成硝酸盐的“白天反应”为主要反应相一致;18：00以后硝酸盐δ15N值呈升高趋势,则与N2O5累积的“夜间反应”成为主导反应相一致。因“白天反应”生成的HNO3的δ15N值受同位素分馏影响较小,白天雨水硝酸盐占δ15N值更能准确反映大气NOx的来源。白天雨水硝酸盐占δ15N平均值为2．5‰±2．1‰,表明除火力发电厂和机动车尾气排放来源外,雷电以及海源对大气NOx可能也有潜在贡献。     

硝酸盐中15N和18O测试新技术

测定水和土壤的氮氧同位素组成能够识别硝酸盐来源和研究氮素的迁移转化过程,用在线高温热解法测试硝酸盐的¹⁵N和¹⁸O同位素是目前应用最广泛、最流行的高新技术。但是由于离子源内NO的干扰,使该方法测定的δ¹⁸O值不准确,而采用He稀释法则可有效减少该项干扰。本文选取4个国际标准样品(IAEA-No-3、USGS32、USGS34和USGS35)和一个实验室标准样品(CUGL-No-1),使用元素分析仪耦合MAT 253稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS),在8个月时间内对100多个地下水样品进行238次测试,对在线高温热解测试硝酸盐¹⁵N和¹⁸O技术进行了检验,验证其实用性。得到三点新认识：① 用KNO₃作为靶样品形式成本低,且便于和国际标准对比;② 在线高温热解法测定标准和样品中硝酸盐的¹⁵N和¹⁸O同位素组成需样量仅为500 μg的KNO₃,一次进样可同时测定NO₃^-的δ¹⁵N和δ¹⁸O,消耗时间仅720 s,δ¹⁵N和δ¹⁸O的测试精度分别为0.25‰、0.6‰,达到了国外相应水平,速度快,效率高;③ He稀释法可减少离子源内NO对δ¹⁸O测试的干扰,不必改变EA-IRMS系统的任何硬件。     

水环境硝酸盐氮污染研究新方法——15N和18O相关法

最近40年，硝酸盐已成为一个共同的地下水污染物。使用CaO定量地除云CO2和H2O的新的焊封管燃烧法分析了NO3^-中的氮同位素比值。应用AgNO3 C的新的焊封管燃烧法进行了NO3^-中氧同位素分析。安阳和林县饮用水中广泛的NO3^-N污染大大超过饮用标准是一个主要问题。食管癌的死亡率与饮用水中NO3^-、NO2^-、NH4^ 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ（^15N)和δ（^18O)研究资料指出，在这个地区饮用水中的NO3^-主要来自农家肥和化肥。地下水NO3^-的δ(^18O)明确地指出，在这个地区不存在有意义的反硝化作用发生。相反，由NH4^ 到NO3^-的需氧硝化作用可导致NO3^-中的氧1／3来自空气，2／3来自水。     

~(15)N Isotope Used for Study of Groundwater Nitrogen Pollution in Shijiazhuang City, China

Shijiazhuang City is the capital of Hebei province, China. Groundwater is the major water supply source for living and industry need of the city. Due to a rapid increase of population and development of industry and agriculture, a series of groundwater environmental problems are created. In the paper, the situation of groundwater pollution in Shijiazhuang city is reported. Based on the groundwater chemical data and ~(15)N measurement results both on groundwater and soils, the reason of groundwater nitrate pollution is studied.     

~3He/~4He比值质谱计的研制与应用

本文介绍了本课题组研制的国内第一台用于地学气体样品测定的NG 10 0 0型3 He/ 4He比值质谱计。该质谱计具有小的静态容积 ,分辨率和灵敏度高及重现性等良好的分析性能。利用该质谱计测定了我国一些地区气体样品中的3 He/ 4He、4He/ 2 0 Ne比值。所分析的3 He/ 4He结果与VG 5 40 0型、MM 5 40 0型质谱计外检结果相符。     

垃圾渗滤液污染场地NO_3~-、PO_4~(3-)和SO_4~(2-)对微生物活性的影响

通过实验研究垃圾渗滤液污染场地N、S、P和湿度等因素对微生物活性的影响.结果表明：同时添加N和P后,土壤和细砂中微生物活性分别在第7 天和第14 天达到最大值0.685和0.588,有机质质量分数分别降低了10.97%和22.1%,平均降解速率分别为0.405和0.190 mg/(kg·d);添加NO_3~-后,土壤和细砂中有机质质量分数分别减少了10.3%和28.9%;添加SO_4~(2-)后,土壤和细砂中有机质质量分数分别减少了8.87%和28.4%;另外,湿度为50%和60%时,土壤中微生物活性的最大值分别为0.259和0.266,有机质平均分解速率分别为0.195和0.305 mg/(kg·d).因此,N、S、P和湿度对地下环境中微生物的活性有重要影响.     

δ18O and yttrium zoning in garnet: time markers for fluid flow?

The relative timing of two discrete pulses of metamorphic fluid flow is constrained based on chemical zoning in several garnet crystals from Kvaløya, Troms, northern Norway. The garnet crystals measured 1–2 cm in diameter and were contained within c. 1.6 Ga, staurolite grade metasediments. Major element zoning indicates that garnet grew under normal prograde conditions in the garnet and/or staurolite zones. Timing constraints are based on comparisons between major and trace element chemical zoning, oxygen isotope (δ¹⁸O) zoning and deformational (inclusion trail) zoning in one of the garnet. We interpret at least two pulses of metamorphic fluid flow. The first pulse occurred during the syn‐tectonic growth interval. The δ¹⁸O zoning was reversed relative to ‘normal’ prograde zoning and the δ¹⁸O maximum was located within the syn‐tectonic growth zone, displaced 3–4 mm from the garnet core. The fluid might have been sourced in neighbouring calcareous pelites and may also have caused formation of an Y ring. The second (and subsequent) pulse(s) occurred during/after the post‐tectonic growth interval. δ¹⁸O was locally increased at the garnet rim, particularly where the rim was sheared. The incomplete rim was also enriched in calcium. Transport of oxygen and calcium by metamorphic fluids is well documented. Transport of Y is both problematic and poorly understood, but might have been facilitated by complexing with F and/or CO₂.