固相微萃取/气相色谱/燃烧-同位素比值质谱技术测定水体中微量苯系物单体碳同位素方法研究

该文建立了固相微萃取/气相色谱/燃烧-同位素比值质谱(SPME/GC/C-IRMS)技术测定水体中7种苯系物碳同位素(δ^(13)C)的方法。实验结果表明,萃取温度30℃,萃取时间60 min条件下萃取效果最佳,萃取温度(30~60℃)和萃取时间(15~60 min)对顶空萃取(HS-SPME)过程中的碳同位素分馏无影响。最佳萃取条件下,利用HS-SPME和直接萃取(D-SPME)方法分别测试7种苯系物的δ^(13)C值,标准偏差分别为0.08‰~0.45‰和0.05‰~0.39‰,测试误差分别为-0.16‰~0.33‰和-0.41‰~0.46‰,两种SPME方式在萃取过程中均未发生明显碳同位素分馏,HS-SPME的灵敏度比D-SPME方法高1~2个数量级。通过移动平均值算法计算苯、间/对二甲苯、异丙苯的检出限为1μg/L,甲苯、乙苯、邻二甲苯、苯乙烯的检出限为2μg/L。测得江苏某废弃农药场地下水中7种苯系物δ^(13)C值的标准偏差为0.01‰~0.43‰。该方法样品前处理简单、灵敏度高、准确性好,适用于水体中痕量苯系物单体碳同位素的检测。

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δ1 3C为 - 2 1 .7‰～ - 34.4‰ ,与湖相页岩和原油中藿类相比 ,相对富集1 3C ;同一样品中 ,不同碳数和不同构型的藿烷之间 ,δ1 3C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1 3C的C2 9βα、C2 9ββ、C31 βα藿烷可能来自甲烷菌 ,相对富集1 3C的C2 9αβ、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δ1 3C为 - 30 .6‰～ - 53.4‰ ,原油之间藿烷δ1 3C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 。

类脂化合物单体碳稳定同位素在古气候环境研究中的意义

类脂化合物极大地扩展了全球变化研究的深度,尤其是单体碳稳定同位素技术在古气候、古环境重建上有着重要作用。基于近些年来国内外的最新研究成果,就类脂化合物单体碳同位素在古气候环境方面的应用研究进行了较为全面的评述。已有研究表明利用类脂化合物单体碳同位素组成可以追溯到海洋和湖泊环境中陆源有机质的物源,其母源区历史时期C3、C4植被的变迁以及区域性的古气候、古环境重建。

吹扫捕集/气相色谱-同位素比值质谱联用测定水体中痕量苯系物单体碳同位素

建立了吹扫捕集(P&T)/气相色谱-同位素比值质谱(GC/C-IRMS)联用测定水体中痕量苯系物单体碳同位素的方法。优化了吹扫时间、吹扫温度和干吹时间,确定最优吹扫捕集效率,并通过测试不同质量浓度的苯系物水溶液,计算水体中痕量苯系物的检出限。结果表明,在35℃下吹扫捕集13 min,干吹时间3 min条件下,水样中苯、甲苯、乙苯、间/对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、异丙苯的吹扫捕集效率分别为95.0%、90.2%、71.3%、59.1%、69.4%、50.8%和70.1%,7种苯系物单体碳同位素的标准偏差(STD)为0.06‰~0.29‰。7种苯系物的质量浓度在0.50~20.00μg/L范围内与峰面积的线性关系良好,相关系数(r2)为0.998 6~0.999 5,在各浓度下7种苯系物单体碳同位素值的标准偏差为0.090‰~0.48‰,进样量及进样方式的差异不会导致碳同位素分馏。水样中苯、甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯和苯乙烯的检出限为1.00μg/L,乙苯和异丙苯为0.50μg/L。该方法可以极大提高水体中苯系物单体碳同位素的检出限,结果准确可靠,满足水体中痕量苯系物单体碳同位素分析的需求。

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(δ^(13)C)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)的9个高山森林的土壤PLFA组成、丰度及其δ^(13)C水平,以此表征土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌4种生物群落的生物量、微生物生物量、微生物的群落结构、植物碳源特征及其与环境因素的关系。土壤中PLFA总量为28.2~253μg/g,不同森林土壤中四类微生物群落PLFA含量和PLFA总量以及革兰氏阳性与阴性菌比值等指标存在显著差异(p<0.01)。处于相对高纬度–低海拔和相对低纬度–高海拔的森林土壤PLFA的组分相似,说明其微生物群落结构相似。土壤pH值、总有机碳(SOC)和总氮(TN)与土壤PLFA含量显著相关(p<0.01),年均温、土壤碳氮比和土壤温度是影响土壤微生物群落结构的主要因素(p<0.01),可见森林土壤微生物生物量主要由土壤性质决定,而微生物的群落结构受气候因素和土壤性质共同影响。森林土壤PLFA的单体δ^(13)C范围为−35‰~−17‰,整体上接近C_(3)植物,说明这些森林土壤中微生物的植物碳源主要来自C_(3)植物。四类微生物群落PLFA和PLFA总量的δ^(13)C与年均温、年降水量、土壤总有机碳、总氮显著相关(p<0.05),表明土壤微生物对植物碳源的选择可能受到气候因素和土壤肥力的共同影响。

GC－IRMS技术在地球化学中的应用现状与前景

ＧＣ－ＩＲＭＳ技术在地球化学中的应用现状与前景熊永强，耿安松（中国科学院广州地球化学研究所．广州５１０６４０）关键词色谱－同位素质谱，地球化学，单体稳定碳同位素有机质的碳同位素组成特征含有丰富的母质来源和沉积环境等信息，一直是有机地球化学的重要研究领...

基于多参数指标的长江口滨岸多环芳烃来源辨析

在长江口滨岸及临近排污口、滨岸河流、城市中心城区采集悬浮颗粒物、表层沉积物、街道灰尘等样品,分别利用GC-MS和GC-C-IRMS定量分析了不同环境介质中的多环芳烃(PAHs)与有机单体化合物稳定碳同位素(!13C),开展了基于PAH环数、分子量特征比值和有机单体化合物稳定碳同位素组成等参数指标的长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中PAHs源解析研究。研究结果显示,长江口滨岸悬浮颗粒物与表层沉积物中的PAH化合物主要以3￣4环为主,与吴淞排污口、石洞口污水处理厂、黄浦江、滨岸小河流以及上海中心城区等潜在来源区域不同环境介质中的PAHs组成特征相似,主要来源于汽油、柴油、煤炭和木材的不完全燃烧以及石油残余物的混合。其中,木材和煤炭不完全燃烧形成的PAHs以及石油残余物,枯季经过滨岸河流及排污口直接输入,洪季则为城市街道灰尘被暴雨冲刷,随地表径流最终汇入河口;汽车排放(汽油、柴油不完全燃烧)产生的PAHs主要富集在城市交通区和商业区的街道灰尘中,枯季借助区域盛行风迁移至河口区,洪季则主要通过暴雨径流冲刷进入河口。

甘肃酒泉西沟村魏晋墓铜甑釜残留物的脂质分析

残留物分析可为器物用途提供直接证据。铜甗是古代重要的炊具之一,其用途在文献上有较多记载,但残留物分析甚少。甘肃酒泉西沟村魏晋墓M5出土铜甑釜(分体甗)下半部分的釜内存有一些白色膏状残留物,为了解其生物来源和该器物的功能,本工作利用红外光谱、脂质分析及单体脂肪酸稳定碳同位素等方法进行了综合分析。结果表明,这些白色膏状残留物应为反刍动物油脂,推测是蒸制铜甑中的牛肉或羊肉时渗流下来而成,这为该釜甑组合作为炊蒸器用于加工肉食提供了有力证据。鉴于墓M5具有浓郁的游牧文化风格,而铜甗是典型的中原汉人炊具,这也反映了魏晋时期当地汉人与北方游牧民族在饮食文化方面的交流与融合。