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δ^17O和δ^18O值，特别是△^17O值（=δ^17O-0．52δ^18O）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δ^18O的测量结果不能圆满地解决相关问题。现有的分析硫酸盐的δ^17O和δ^18O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δ^17O和δ^18O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4mg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。△^17O的分析误差为±0．05％，δ^18O的分析误差为±0．8‰。该方法可有效和准确地研究硫酸盐的△^17O值。

极高温度下^(17)O(p,α)^(14)N与^(17)O(p,γ)^(18)F两反应道分支比的计算

本文计算在极高温度 (非共振能量情况 )下 1 7O(p,α) 1 4N与 1 7O(p,γ) 1 8F两反应道分支比。在 (2～ 3)× 10 7K温度范围内其分支比 R约为 5 .4× 10 - 8。这表明在 CN O循环中 ,核反应 1 7O(p,α) 1

闽西赖源溶洞群小流域河流δD、δ^(18)O时空特征及其水文学意义

基于2021年1月—2022年6月对闽西赖源溶洞群小流域河流的氢、氧稳定同位素比值开展连续观测的数据,本研究探讨了赖源溶洞群小流域地表河和地下河的补给关系,结果表明:(1)郑地溪上村段小流域内地表河和地下河的δ^(18)O表现出不同的时空变化特征,地下河δ^(18)O值较为稳定,时空变化幅度较小,平均值接近于大气降水氧同位素的加权平均值,而地表河时空变化较大,在地下河汇入点的上下河段存在明显差异,上段河道δ^(18)O响应降水δ^(18)O变化,但相较降水加权平均值显著偏正,下段受地下河δ^(18)O混合效应明显。(2)流域地表河和地下河δ^(18)O在不同程度上受蒸发作用的影响,但总体上较为微弱。地下河δ^(18)O与降水年加权平均值变化趋势一致,地下水δ^(18)O低于地表水表明研究区内地下水单向补给地表水。(3)在地下河汇入点的下游河段的δ^(18)O表现为上游河水与地下河混合的结果,可以利用δ^(18)O的二元混合模型估算地下河流量的贡献。

兴安落叶松过伐林水汽浓度与δ^(18)O变化特征及其对气象因子的响应

本研究揭示了兴安落叶松(Larix gmelinii)过伐林不同垂直高度水汽浓度及其氧同位素比值(δ^(18)O)生长季变化特征以及水汽浓度对气象因子的响应特征,为深入探讨兴安落叶松过伐林水交换过程及其机理提供了理论依据。通过使用氢氧稳定同位素技术廓线系统对兴安落叶松过伐林4个垂直高度水汽浓度及其氧同位素进行高频原位观测,同步观测空气温度、相对湿度、太阳辐射、风速、降水量、土壤温度、土壤含水率、饱和蒸汽压差等主要气象因子,采用通径分析法分析气象因子对水汽浓度的影响。结果表明:(1)在不同生长季中,水汽浓度和δ^(18)O都呈单峰型变化趋势。二者最高日均峰值都出现在6—7月,最低日均峰值都出现在10月,二者之间呈极显著正相关关系(P<0.001)。(2)水汽浓度的变化受土壤温度、空气温度、相对湿度、太阳辐射、风速、土壤含水率等气象因子的影响。5 cm土壤温度是控制不同高度水汽浓度变化的主要因子(0.910<PC<0.917)。空气温度对不同高度水汽浓度整体表现为促进作用,风速对不同高度水浓度整体表现为抑制作用。

极地雪冰中过量^(17)O研究进展

过量^(17)O是当前水体稳定同位素研究的前沿领域,在极地雪冰研究中备受关注。本文系统地介绍了水循环过程中过量^(17)O研究的基本原理和实验方法,在此基础上,重点评述了极地雪冰中过量^(17)O研究的最新进展,包括过量^(17)O的影响因素、空间分布特征、季节变化、末次冰盛期-全新世过量^(17)O演化特征,并针对极地雪冰过量^(17)O研究尚未解决的科学问题对未来的工作进行了展望。

二氧化碳非对称同位素^(16)O^(12)C^(17)O00011~00001跃迁带的高温谱线强度

利用本文计算所得配分函数和实验振动跃迁矩平方及Herman-Wallis因子系数,我们计算了二氧化碳同位素16O12C17O分子00011~00001跃迁在296 K和3000 K的线强度.结果显示,在296 K和3000 K时,计算所得线强度与HITRAN数据库提供的数据均符合较好.表明高温下的分子配分函数和线强度的计算是可靠的.从而进一步计算了二氧化碳同位素16O12C17O的00011~00001跃迁在4000 K和5000 K高温下的线强度及模拟光谱.

内蒙古额济纳盆地硫酸盐沉积物中δ^(17)O异常及其指示意义

为探析我国干旱地区地表硫酸盐沉积物中δ17O异常的存在及其变化特征,在西北额济纳盆地采集地表盐结层、现代风尘土、湖底沉积物和盐池土壤四种不同类型的硫酸盐沉积物样品。利用硫酸银(Ag2SO4)热解法同时测定硫酸盐样品中的δ17O和δ18O值,其δ17O、δ18O和Δ17O的分析精度分别为0.5‰、0.3‰和0.1‰。研究发现:(1)四种不同硫酸盐沉积物中均存在δ17O异常,其Δ17O值为0.2‰~1.0‰,这表明具有δ17O异常的硫酸盐能够从大气圈转移到陆壳矿物中,并在特定的地表环境中累积起来;(2)西戈壁的吉格德查盐池土壤剖面上硫酸盐Δ17O值随深度增加而增大,变化范围为0‰~0.6‰,这可能是干旱区极其有限的降水淋滤作用使具有较大Δ17O值的硫酸盐优先淋滤的结果,这种分离效应揭示的是在干旱的气候条件下,硫酸盐在土壤剖面上分离的过程。本研究证明我国干旱沉积环境中的硫酸盐δ17O异常的存在,为大气中臭氧(O3)和过氧化氢(H2O2)的氧同位素异常能够转移到地表矿物中提供新的证据,为地表沉积物中硫酸盐的来源、迁移、混合及沉积后的变化提供有效信息。

^(17)O系统的R矩阵分析

采用多道多能级R矩阵理论,全面系统地分析^(17)O系统中10.5 MeV激发能以下有关^(16)O(n,n)^(16)O·^(16)O(n,a)^(13)C和^(13)C(a,a)^(13)C的全部实验数据。有关^(16)O的中子反应截面计算值被收入中国评价数据库CENDL-2和美国的评价数据库ENDF/B-6。对在R矩阵分析中如何确定本底、道半径和边界条件等问题予以讨论。

^(17)O系统的约化R矩阵分析

用多道多能级约化Ｒ矩阵理论，综合分析了Ｅ＿ｎ＝６．２－１０．５ＭｅＶ之间中子全截面以及￣（１６）Ｏ（ｎ，ｎ）￣（１６）Ｏ和￣（１６）Ｏ（ｎ，ａ）～（１３）Ｃ的实验数据，发现和标定了一些能级参数，讨论了应用约化Ｒ矩阵理论涉及到的一些问题。

Cu_3O_(12)^(17-)模型簇的电子态

在铜氧基超导体中,超导电性与接近充满的Cu3d-O2p价带空穴浓度有关.若干研究表明,添加空穴进入CuO_2面σ(P_(x,y))轨道,但另外一些工作认为,空穴态存在于Cu-O面π(p_(x,y))或π(p_z)轨道,还有其它一些作者建议,空穴集居于BaO面上σ(p_z)轨道.通过理论计算来区分未占O2p态的特征具有重要意义.因此,本文对模型簇Cu_3O_(12)^(17-)进行了Fenske-Hall MO计算,探讨了添加空穴态的对称性和添加对Cu-O键强度的影响.

西北地区大气降水δ^18O的特征及水汽来源

根据2005年各月在中国大气降水同位素观测网(CHNIP)位于西北地区的阜康、策勒、临泽、海北、沙坡头、长武和安塞观测站点收集的降水样品,对其中的同位素的组分进行测定,分析了西北地区大气降水中!18O的时空分布特征。所建立的局地大气降水线方程"D=7.05#18O-2.17,反应了西北地区独特的局地气候特点。降水$18O的温度效应显著,而降水量效应只在夏季(6-8月)间存在。%18O的空间分布特征可以很好地反映西北地区的大气环流背景。应用瑞利分馏模型及动力分馏模型对阜康-安塞沿线降水&18O的定量模拟结果,揭示了西北地区降水水汽的分馏主要以动力分馏为主,雨滴在降落过程中历经了一定的二次蒸发过程,其降水水汽中也混入一定量的由局地再蒸发的水汽。此外,利用西北地区在全球大气降水同位素观测网络(GNIP)中的乌鲁木齐、和田、张掖、兰州、银川和西安6个站点的长时间序列的’18O与降水量、温度等气候因子建立的多元线性回归关系可以对降水(18O进行定量估算;基于乌鲁木齐站点12年的)18O资料对该地区的温度拟合,为历史气候的定量恢复提供了依据。

内陆河流域系统降水中的稳定同位素──乌鲁木齐河流域降水中δ^(18)O与温度关系研究

研究了乌鲁木齐河流域从下游乌鲁木齐站、中游跃进桥站和源头大西沟站降水中稳定同位素与温度的关系，揭示了内陆河流域系统降水中稳定同位素的变化规律，在乌鲁木齐河流域，降水中的δ(１８)Ｏ随海拔增高而减小， δ(１８)Ｏ与温度有密切的正相关关系，说明δ(１８)Ｏ是温度的可靠指标．在乌鲁木齐河流域，局地性降水的增加影响单个降水事件中δ(１８)Ｏ与温度的关系．在跃进桥站和大西沟站，因局地性降水增加，所以单个降水事件中δ(１８)Ｏ与温度的关系较乌鲁木齐站差．但在月平均以上时间尺度上，跃进桥站和大西沟站δ(１８)Ｏ与温度的关系反比乌鲁木齐站好，说明越往冰川区，δ(１８)

青藏高原纳木错流域夏、秋季大气降水中δ^(18)O与水汽来源及温度的关系

根据2005年8~10月在纳木错收集的降水样和相关气象观测,分析该地区降水中δ18O变化特征及其与水汽来源关系,揭示不同水汽来源降水中δ18O与温度之间关系。观测期间水汽来源以西南季风和青藏高原本地气团输送为主。结果表明,纳木错流域夏、秋季节历次降水中δ18O变化主导因素是水汽来源不同。远距离输送夏季风海洋性气团形成的降水1δ8O值较低,而局地大陆性气团降水δ18O较高。对同源的降水事件,气温和δ18O值有一定正相关性,因而可能是次一级的响因素。

雷州半岛造礁珊瑚Porites lutea月分辨率的δ^(18)O温度计研究

对雷州半岛西南部珊瑚岸礁区1995～1997年生长的造礁珊瑚Poriteslutea的骨骼密度、生长速度和δ18O分析表明：1）造礁珊瑚骨骼的密度、生长速度和δ18O与其生存环境的表层海水温度之间存在很好的相关性，高密度、低生长速率和高δ18O值对应于冬季；2）δ18O具有明显的年际和季节性变化。根据δ18O估计的表层海水温度变化范围与实测基本一致，进一步揭示了珊瑚骨骼δ18O可作为定量研究高分辨率表层海水温度变化的温度计。

应用~2H、^(18)O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定

采集2个不同深度包气带土壤水2 H、18 O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2 H、18 O示踪的方法,研究了华北山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m为取样间隔,δ2 H、δ18 O值可以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2 H、δ18 O值随着埋深的增大出现周期性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2 H、δ18 O值显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18 O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。

基于δD和δ^(18)O及水化学的永定河流域地下水循环特征解析

运用环境同位素和水化学成分作为水循环研究的示踪剂,揭示了永定河流域中下游地下水循环特征。通过现场调查并对浅层和深层地下水采样,进行室内水化学和氢氧同位素组成测定,分析了流域内深层和浅层地下水的氢氧同位素和水化学组成的空间分布规律和演化趋势,揭示了流域地下水循环特征。结果表明,降水是山前地下水的主要补给源,地下水在接受降水的补给后经过了不同程度的蒸发作用,山区受蒸发影响较小,平原区较大,尤其是平原区浅层地下水呈现出强烈的蒸发浓缩作用;水化学特征表现为自西部山区到山前平原至滨海平原,自浅层到深层,地下水的矿化度逐渐升高;平原区浅层和深层地下水含水层之间存在明显的越流补给现象;沿海地区未发现海水入侵现象。

末次冰期东亚季风气候的变迁:贵州都匀七星洞石笋的δ^(18)O记录

通过对贵州都匀七星洞4根石笋系统的31件TIMSU系及543件稳定同位素分析,揭示出其气候变化记录时限范围为1.1～8.5万a,相当于海洋同位素阶段的MIS2,MIS3,MIS4及MIS5a。根据δ18O的变化可以准确确定它们之间的界线,其年龄值为:MIS1/MIS211.3kaB.P.,MIS2/MIS328.7kaB.P.,MIS3/MIS459.6kaB.P.,MIS4/MIS5a78.5kaB.P.。研究表明,末次冰期相当于格陵兰冰芯记录、北大西洋沉积记录的YD、Heinrich事件等的气候跃变事件,几根石笋取得了非常一致的准确定位及定年。其中YD事件发生于12.76～11.52kaB.P.,Heinrich事件的H1～H6分别为15～17kaB.P.,24.6kaB.P.,30.5kaB.P.,39.3kaB.P.,46.8～47.8kaB.P.以及60.4kaB.P.。在MIS4阶段,石笋记录于66.4kaB.P.及73.8kaB.P.揭示了两次冷事件,也可于格陵兰冰芯记录中找到相对应的冷谷。通过与GISP2的对比研究,表明东亚季风气候的百年至千年尺度的气候演变,与北大西洋及格陵兰高纬度地区的气候变化具有非常协调的对应关系。它对研究季风气候的动力机制及其与全球变化的响应关系具有特别重要的意义。

桂林地区大气降水的D和^(18)O同位素的研究

研究了桂林地区近16年(1983-1998年)大气降水的氢、氧同位素组成,提出了大气降水线方程为δD=8.42,δ18O+16.28,并与全国及全球降水线进行比较,揭示了该降水线方程的特征。研究表明,桂林地区全年降水来源较为单一,主要为海洋性气团,夏季大气降水同位素组成主要受夏季风或夏季台风的影响,降水δ值与平均降水、气温均呈负相关关系;降水中δD与δ18O的降水量效应明显,且该影响远远掩盖了温度效应。

地下水中NO_3^-的^(15)N和^(18)O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。

青藏高原西部降水中δ^(18)O变化特征

根据青藏高原西部阿里地区狮泉河气象站和改则气象站取得的降水水样和降水气象资料,分析了该区域降水中δ18O的变化特征.结果表明:在长时间尺度上,狮泉河和改则两站点历次降水中δ18O和气温之间都有较好的正相关,尤其是降水中月平均δ18O与月平均降水温度之间相关性更加显著,降水中δ18O主要受"温度效应"的影响.而在其中的某一年,这种相关性不是很明显,而且在降水中δ18O和降水时温度之间的相关性很好的年份,在7月底或8月份初短期内降水中δ18O几乎都有一个突然降低的事件,这可能与印度季风水汽输送有关.与狮泉河站相比,在改则降水中δ18O和气温二者之间这种相关性相对较弱,这与改则当地内陆水循环特别是强烈蒸发引起的降水有关.