苯并萤蒽同位素

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。

水分是植物生长不可或缺的因素，水分有效性的波动直接影响植物的生长、数量和空间分布。在全球气候变化下，区域降水格局已经发生了改变。植物不同水源的贡献率反映了生态系统对气候变化的响应程度。因此，追踪和分析植物水源可以为研究全球气候变化提供参考。祁连山位于青藏高原东北缘，是中国西北地区重要的生态屏障。因此，研究亚高山生境植物水源对于理解祁连山生态和水文过程具有重要意义。已有很多学者利用氢氧稳定同位素（δ2H和δ18O）进行了诸如此类的研究，但关于亚高山生境不同坡向植物水源的研究鲜少报道。基于此，在本研究中，来自西北师范大学和中科院西北生态环境资源研究所的研究团队监测了青藏高原东北缘祁连山东段冷龙岭北坡的上池沟（37°38′10″N，101°51′9″E，3080 m a.s.l.，图1）的降水、土壤水、木质部水、降水和泉水的稳定同位素组成以及相关环境变量（气象和土壤水变量），利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取土壤和木质部中的水分，并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液态水同位素分析仪测定所有水样的δ2H值和δ18O值。基于这些数据，分析了不同水体稳定同位素的变化，并利用多源线性混合模型（IsoSource）计算不同水源对植物的相对贡献率。本研究目标是：（1）观察相同和不同生境下亚高山灌木的水源以及（2）研究亚高山灌木对水源变化的适应性。图1 研究区和采样点位置。【结果】图2 不同水体δ2H和δ18O之间的关系。图3 半阳坡和半阴坡不同亚高山灌木的水源。表1 亚高山灌木主要水源及其贡献率。图4 5-12月半阳坡不同亚高山灌木的植物水源。图5 5-12月半阴坡不同亚高山灌木的植物水源。【结论】青藏高原东北缘的亚高山生境中灌木的水分吸收特征相似。特别是灌木木质部水分主要来源于0-30cm土壤水。在降水量少或需水量大的月份，同一生境的亚高山灌木争夺浅层土壤水。在此期间，为了满足生长所需的水分，一些亚高山灌木增加了对深层土壤水的利用，导致同一生境中亚高山灌木水源存在明显差异。同样，在旱季或生长季，半阳坡或半阴坡的亚高山灌木对深层土壤水的利用增加，导致不同生境中同一亚高山灌木物种水源存在显著差异。与其他亚高山灌木相比，杯腺柳（Salix cupularis），山生柳（Salix oritrepha），金露梅（Potentilla fruticosa），硬叶柳（Salix sclerophylla），烈香杜鹃（Rhododendron anthopogonoides）和 陇蜀杜鹃（Rhododendron przewalskii）根据降水和土壤水条件改变了其水分利用模式，表明其具有较强的环境适应性。在全球变化背景下，为了恢复亚高山生态环境，应选择能够在旱季或生长季调整其水分利用策略的灌木树种。请点击下方链接，阅读原文https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650310499&idx=1&sn=50381317af5c0f25d0739b6cbcdcfa3f&chksm=bee1ab9c8996228a367dd8cc6f778f80a7deff7b49c807bac194f912428231318b4544693e27#rd

p 　　质谱技术成为分析科学的重要组成部分是从同位素的发现开始，并伴随同位素分析、研究和应用而发展。从1912年汤姆逊研制第一台简易同位素质谱仪到现在，共有13个诺贝尔奖授予了在质谱技术的诞生、发展以及应用方面有杰出贡献的科学家。可见，质谱技术在推动人类社会进步中发挥了重要的作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 一.质谱技术相关的诺贝尔奖获奖人及其成就： /strong /span /p p style=" text-align: justify " 　　1. strong 约瑟夫· 约翰· 汤姆逊， /strong strong 1906年诺贝尔物理奖 /strong 。揭示了电荷在气体中的运动。 /p p style=" text-align: justify " 　　2. strong 威廉· 卡尔· 维尔纳· 奥托· 弗里茨· 弗兰茨· 维恩， /strong strong 1911年诺贝尔物理奖 /strong 。1893年，维恩提出波长随温度改变的定律，后来被称为维恩位移定律。1894年发表了一篇关于辐射的温度和熵的论文，将温度和熵的概念扩展到了真空中的辐射，在这篇论文中，他定义了一种能够完全吸收所有辐射的理想物体，并称之为黑体。1896年发表了维恩公式，即维恩辐射定律，给出了这种确定黑体辐射的关系式，提供了描述和测量高温的新方法。虽然后来被证明维恩公式仅适用于短波，但维恩的研究使得普朗克能够用量子物理学方法解决热平衡中的辐射问题。 /p p style=" text-align: justify " 　　3. strong 弗朗西斯· 威廉· 阿斯顿 /strong ， strong 1922年诺贝尔化学奖 /strong ，汤姆逊和阿斯顿使用威廉· 维恩发明的方法，通过磁场使阳极射线的粒子发生偏转，并通过电场使具有不同电荷和质量的离子分隔开，发现了同位素。 /p p style=" text-align: justify " 　　4. strong 哈罗德· 尤里， /strong strong 1934年诺贝尔化学奖 /strong 1931年年底，尤里教授及其团队发现了重氢。根据尤里的建议，重氢被命名为DEUTERUM(中文译为氘)，符号D，在希腊语中是“第二”的意思。后来英、美的科学家们又发现了质量为3的tritium，中文译为氚，符号T,是具有放射性的另一重要氢同位素。 /p p style=" text-align: justify " 　　5. strong 乔治· 佩杰特· 汤姆生 /strong strong ， /strong strong 1937年诺贝尔物理学奖 /strong 证实电子是一种波而被授予诺贝尔物理学奖。 /p p style=" text-align: justify " 　　6. strong Hans Georg Dehmelt /strong ， strong 1989年诺贝尔物理奖 /strong ，发明离子阱技术。 /p p style=" text-align: justify " 　　7. strong 沃尔夫冈· 鲍尔，1989年诺贝尔物理奖 /strong ，发明离子阱技术,并于1947年成功建成一台6mev的电子螺旋加速器。 /p p style=" text-align: justify " 　　8. strong 小罗伯特· 卡尔，1996年诺贝尔化学奖 /strong ，发现C60。1985年9月与美国人斯莫利(R.E.Smalley)、英国人克鲁托(H.W.Kroto)一起，在氦气中气化石墨，产生碳原子束。从气化中他们获得了一些与含40-100个以上偶数碳原子相应的未知形式碳的谱线。从而他们发现了碳元素的第三种存在形式—C60(又称“富勒烯”“巴基球”)，他们命名为“富勒烯”。这种独特结构的发现创立了一个崭新的化学分支。为此，他与克罗托、斯莫利三人共获1996年诺贝尔化学奖。 /p p style=" text-align: justify " 　　9. strong 哈罗德· 克罗托，1996年诺贝尔化学奖 /strong ，发现C60)。 /p p style=" text-align: justify " 　　10. strong 里查德· 斯莫里，1996年诺贝尔化学奖 /strong ，发现C60)。 /p p style=" text-align: justify " 　　11. strong 中国化学家李远哲，1996年诺贝尔化学奖 /strong ，将交叉分子束实验方法应用于一般的化学反应，特别是研究较大分子的化学反应，并利用激光激发已被加速但尚未碰撞的分子或原子，以此控制化学反应的类型。 /p p style=" text-align: justify " 　　12. strong 约翰· 本内特· 费恩，2002年诺贝尔化学奖。 /strong 发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法。 /p p style=" text-align: justify " strong 　　13. strong 田中耕一 ，2002年诺贝尔化学奖 /strong ，发明基质辅助激光解吸离子化。 /strong /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 二. 有关同位素的基本概念 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 1、同位素(Isotope): 具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素。 /span /p p style=" text-align: justify " 　　2、稳定同位素(Stable isotope) /p p style=" text-align: justify " 　　同位素可分为两大类：放射性同位素(radioactive isotope)和稳定同位素(stable isotope)。凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者为放射性同位素，无可测放射性的同位素是稳定同位素其中一部分是放射性同位素衰变的最终稳定产物。 /p p style=" text-align: justify " 　　3、同位素丰度(Isotope abundance) /p p style=" text-align: justify " 　　①绝对丰度：指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额。 /p p style=" text-align: justify " 　　②相对丰度：指同一元素各同位素的相对含量。例如12C=98.892%，13C=1.108%。大多数元素由两种或两种以上同位素组成， 少数元素为单同位素元素 例如19F=100% /p p style=" text-align: justify " 　　4、R值和δ值 /p p style=" text-align: justify " 　　①一般定义同位素比值R为某一元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比.例如D/H、13C/12C、34S/32S等，由于轻元素在自然界中轻同位素的相对丰度很高，而重同位素的相对丰度都很低，R值就很低且冗长繁琐不便于比较，故在实际工作中通常采用样品的δ值来表示样品的同位素成分。 /p p style=" text-align: justify " 　　②样品(sq)的同位素比值Rsq与一标准物质(st)的同位素比值(Rst)比较。比较结果称为样品的δ值其定义为： /p p style=" text-align: justify " 　　δ(‰)=(Rsq/Rst-1)× 1000 /p p style=" text-align: justify " 　　即样品的同位素比值相对于标准物质同位素比值的千分差 /p p style=" text-align: justify " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 三. 常见同位素质谱仪分类: /strong /span /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span & nbsp img title=" 同位素质谱仪分类.png" alt=" 同位素质谱仪分类.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7e26b4f3-9621-458b-b490-ee4ea2da4065.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 此处列出部分在仪器信息网参展同位素仪： /p p style=" text-align: center " img title=" 赛默飞Delta V.jpg" alt=" 赛默飞Delta V.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/3044fd02-6b97-427e-b37e-765456c1a477.jpg" / /p p style=" text-align: center " 赛默飞 DELTA V Advantage气体同位素质谱仪 /p p 　　可与元素分析仪、GasBench、气相色谱或液相色谱等装置联用，用于测定C、N、S、H、O等多元素的稳定同位素比值，可用于食品安全、农业、环境、地质、海洋等领域，进行食品真实性鉴定、原产地判别以及环境污染物溯源等研究。 /p p 详情请点击： a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C112805.htm" target=" _blank" https://www.instrument.com.cn/netshow/C112805.htm /a /p p style=" text-align: center " 　 img title=" Elementar isoprime.jpg" alt=" Elementar isoprime.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/32f67b6c-2e35-4b2a-8f7d-810262f5faad.jpg" / /p p style=" text-align: center " Elementar isoprime 100r稳定同位素质谱& nbsp /p p 　　100V超宽动态范围信号放大器，有利于高C:N， C:S 比样品的测定 离子源底置分子涡轮泵、源内磁铁以及氧化钍保护灯丝，确保离子源长期在零交叉污染、高灵敏度、长寿命下连续工作，提高质谱耐用性 可扩展多杯接收器，最多可扩展至10杯，用于二元同位素特征表征(clumped Isotope) 快速质谱峰跳跃，可以胜任CHNS四元素同时测定 标配皮拉尼真空规和潘宁真空规，实时反馈系统真空状态，进行自动诊断以及安全锁定保护 IonVantage质谱工作站软件，兼容可控全部外设，项目组管理模式，方法设定简便易行，支持脚本控制，增加第三方外设。 /p p 详情请点击： a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C181402.htm" target=" _blank" https://www.instrument.com.cn/netshow/C181402.htm /a /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span & nbsp 其他未列入本文的仪器信息可点击此处了解： a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/49.html" target=" _blank" https://www.instrument.com.cn/zc/49.html /a /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /strong /span /p p style=" text-align: justify " & nbsp /p