同位素荧光仪

记者从中国计量科学研究院获悉，国家“十一五”科技支撑计划项目《以量子物理为基础的现代计量基准研究》中的“同位素丰度基准的研究”课题，日前通过国家质检总局组织的专家验收。该课题形成了具有自主知识产权的同位素计量基标准，填补了我国同位素丰度基准研究空白，建立了锌、钐、硒、镉、镱5种元素的同位素基准测量方法，研制了锌、钐、硒、镉4种元素同位素系列基准物质共计152种、系列标准物质共计50种，测定了硒、镱的原子量。 　　元素的同位素组成被认为是其特有“指纹”。中国计量科学研究院联合中科院地质与地球物理研究所等3家单位开展同位素丰度基准方面研究，在国际上首次在宽泛的锌、钐、硒、镉4种元素的同位素比值变化范围内，研究了多接收电感耦合等离子体质谱的质量歧视效应变化规律 首次建立了使用3种以上浓缩同位素配制校正样品的硒、镱同位素的绝对质谱测量方法 推导出不确定度灵敏系数的计算公式 锌、钐、镉、硒、镱主同位素丰度比测量值的不确定度，达到国际领先或先进水平。

全球变暖增加了当地大气对水分的需求，导致许多地区降水减少，两者都会导致干旱。水汽可以在辐射冷却到露点温度以下的表面凝结成露水。露水因其对地表水平衡的重要贡献而被认为是一个重要水源，尤其是在半干旱和干旱地区。干旱地区，年露水量占降雨量的9%-23%。在热带岛屿旱季，露水可以作为一种替代水源。露水对干旱地区或干旱期植物的生存、生长和发育十分重要，例如带来夜间水分以及通过植物气孔或特殊的物理特征（如气生植物）直接被叶片吸收利用。因此，露水可以增加叶片的净光合产物积累，提高植物水分利用效率。露水还参与了大气中的化学过程，例如亚硝酸盐氧化物的昼夜（和夜间）循环。从1961-2010，中国露水频率降低了5.2天/10年，这主要是因为近地表增温和相对湿度（RH）下降。此外，中国干旱区露水频率下降率（50%）高于半湿润和湿润地区（40%和28%）。因此，随着全球气候变化，不同地区露水具有不同的趋势，需了解不同气候区域的露水特征以更好地预测未来露水动态变化。图片来源于网络，如有侵权请联系删除δ2H和δ18O是天然和传统的水文示踪剂，在追踪与不同类型水（例如降雨、降雪、露水、雾、地表水、植物水和冰芯）相关的不同水文气象过程中发挥着重要作用。两种质量分馏过程，平衡分馏和动力学分馏，是水相变过程中同位素差异的根本原因。它们分别由饱和水汽压和不同同位素的扩散速率决定。17O-excess（17O-excess = ln（δ17O + 1）-0.528×ln (δ18O + 1）），作为一种新的示踪剂，可用来提供有关水分输送、降雨和蒸发的额外限制，以探测水文和气象过程。与传统的依赖于温度和RH的同位素相比，17O-excess主要对10-45℃的RH敏感。δ′18O（δ′18O = 1000×ln（δ18O + 1））和 δ′17O（δ′17O = 1000×ln （δ17O + 1））之间的关系可用来更好的解释自来水和降水形成机制，区分干旱类型和纳米布沙漠不同类型的凝结。此外，利用17O-excess与δ′18O（或 d-excess）之间的关系（如实验室模型试验、降水和天然水体（河流、渠道、水井、泉水、地下水、湖泊和池塘））来推断经历平衡分馏或动力学分馏的不同水分蒸发过程是一种有效的方法。然而，到目前为止，还没有公布δ2H，δ18O，δ17O，d-excess和17O-excess日露水同位素记录。图片来源于网络，如有侵权请联系删除基于此，在本文中，作者于2014年7月-2018年4月从3个不同的气候区域（纳米布沙漠中部的戈巴布（沙漠气候）、法国尼斯（地中海气候）、美国中部印第安纳波利斯（湿润大陆性气候））收集了黎明前日露水。利用基于离轴积分腔输出光谱技术的三参数水汽同位素分析仪（T-WVIA-45-EP）同时分析了露水的δ2H，δ18O，δ17O，然后计算了d-excess和17O-excess。该报告介绍了3个气候区域的日露水同位素数据集。在研究全球露水动力学和露水形成机制时，研究者可以利用该数据集作为参考。【结果】表1 戈巴布（2014年7月-2017年6月）、尼斯（2017年12月-2018年4月）和印第安纳波利斯（2017年1月至2017年10月）的每日露水记录汇总。图1 戈巴布（紫色）、尼斯（蓝色）和印第安纳波利斯（红色）露水的稳定同位素变化。图2 基于戈巴布、尼斯和印第安纳波利斯每日露水的δ18O和δ2H之间的关系及δ′18O和 δ′17O之间的关系（b）。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650310465&idx=2&sn=e1d3675059e7a6e4221f5633291cd304&chksm=bee1abbe899622a8ec8b2b200b841a8a8def0dc591af3b2ae6543b52a6c03d08f7ce4fd95b10&token=234254584&lang=zh_CN#rd

单体稳定碳同位素分析(C-CSIA)技术是示踪温室气体与环境有机污染物来源和过程的有力工具。目前，气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)是C-SIA的主流技术。近年来，光谱同位素分析技术进步飞速，且具有高效、便携、可现场布控、分析成本低等特点，在现场实时测量温室气体和二氧化碳地质封存场地逸散气体的同位素指纹方面优势明显。但是，该项技术目前主要应用于甲烷、乙烷、丙烷等小分子气体的碳同位素分析。适用于不同环境介质样品中各类化合物的碳同位素光谱分析技术仍缺乏方法优化和系统验证，主要技术难点是衔接混合样品的高效色谱分离和光谱同位素的同步分析。近期，中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室博士研究生张霁云及导师金彪、张干研究员、王强工程师与苏州冠德能源科技有限公司史哲工程师及齐鲁工业大学朱地教授联合攻关，采用气相色谱-中红外同位素光谱联用技术，在水中苯系物的单体碳同位素组成分析方面取得了突破。这项工作聚焦水中挥发性有机污染物的C-CSIA分析测试需求，联用气相色谱和中红外光谱，通过调节、优化气路设计以及光谱参数，采用固相微萃取(SPME)和预热顶空两种进样方式，实现了微克每升浓度级别水溶液样品中的苯、甲苯、乙苯、三甲基苯等物质的色谱分离与单体δ13C高精度分析。通过与GC-IRMS技术的分析结果对比表明此方法对于各目标单体的分析误差均在0.5‰以内。另外，我们应用这个方法观测到了页岩气水平钻井过程钻井液中三甲基苯的稳定碳同位素分馏。该方法稳定性强、精度高、并以氮气为载气降低了污染物C-CSIA的分析成本，更利于污染场地现场布控和现场测试(图1)。图1. 气相色谱-中红外同位素光谱联用方法建立、优化与页岩气开发场地应用图2. 测量系统构成与原理(左)及JAAS期刊封面(右)该项成果近期以主封面(Front Cover)文章发表在Journal of Analytical AtomicSpectrometry (JAAS) 杂志(图2)，该研究获得国家重点研发计划“页岩气开采场地特征污染物筛查和污染防控”(2019YFC1805500)和中国科学院仪器研发攻关预研项目(282021000003)资助。