标准化二氧化碳还原反应中的同位素溯源方法

自工业革命以来,二氧化碳(CO_(2))排放量迅速增加.将二氧化碳通过催化反应转化为高附加值产物,被认为是重要的减污降碳策略.然而,由于CO_(2)还原反应产物的多样性以及催化剂制备过程中可能残留的有机物质,导致难以准确评估催化剂的真实活性.尽管13CO_(2)同位素溯源技术已被广泛用于确定还原产物的碳源,但其严谨性不足可能导致溯源结果失真,影响了CO_(2)还原领域的发展.为了解决CO_(2)还原反应中催化剂活性评估的难题,汪圣尧等深入研究了同位素示踪原理,提出标准化同位素追溯新方法(Nat.Commun.,2023,14,2534).尽管气-质谱联用技术被视为普适方法,但现有方法难以充分分离复杂混合气体样品,因此需要谨慎对待溯源结果.13C-NMR光谱法常用于液体产物示踪,但由于自然界中存在13C同位素,这在一定程度上影响了同位素示踪技术的精确性.而1H-NMR因能识别与13C同位素相关的氢原子的特征分裂模式,而成为一种可行的替代方案.研究指出,同位素追踪在CO_(2)减排中的应用复杂,需要选择合适的气相色谱条件实现产物的有效分离,以确保溯源结果的可靠性.该研究还建立了同位素溯源检测的标准方法,并提供了同位素标记物的质谱指纹图谱.对于理解同位素溯源过程和推动CO_(2)还原研究具有重要意义.综上,对于CO_(2)还原反应潜在产物的溯源研究已成为衡量催化剂真实性能的关键指标之一.文章提出的标准化同位素溯源方法可作为该领域研究的可靠标准,并为实现真实可靠的CO_(2)还原反应提供有力保障.

同位素溯源技术在土壤与地下水环境污染责任划分中的应用

近年来我国污染防治攻坚战取得重大胜利,作为污染防治最前沿的土壤和地下水环境污染状况调查及环境损害责任划分工作,面临着诸多技术方法的创新。污染物溯源、污染地块的损害鉴定,一直以来都是污染调查工作中的薄弱且争议较多问题。尤其是准确的判断污染扩散成因、环境特征参数、暴露受体参数、影响范围都是需要多学科相互验证才能实现的。利用同位素溯源测定技术可以追溯源头污染物,明确环境污染损害责任主体。本文以新疆某油气生产环境污染事故场地石油烃污染为例,基于同位素溯源测定技术建立污染物运移扩散模型,在调查区上游背景值土壤采集点采集28个样品进行δ^(13)C丰度分析,根据测定结果进行对比分析,对比不同的污染来源后确定污染源。结果显示:根据完成的数值模型预测评价结合稳定碳同位素比值验证,判定下游S04监测井中的石油烃与事故现场污染源并非同一来源,而与附近居民区渠系内地表水补给有很大的关联,渠系周边有机械维修厂和农机堆放区,水渠周边有排放废弃机油和其他类油污的痕迹。研究结论为后续的治理和责任主体划分提供技术依据和佐证。

同位素溯源技术在食品安全中的应用

疯牛病、口蹄疫、禽流感疫病等对食品安全管理带来新的压力,对人类健康构成了极大的威胁,给疫病发生国造成了严重的经济损失,并带来社会恐慌。同位素溯源技术是国际上目前用于追溯不同来源食品和实施产地保护的有效工具之一,在食品安全污染物溯源领域有着广阔的应用前景,一些发达国家纷纷开展此领域的研究。本文阐述了同位素溯源技术的基本原理,比较了同位素溯源技术与其他溯源技术的区别与联系,综述了国内外研究进展,提出了我国在同位素溯源技术方面应开展的研究工作,旨在推动我国食品安全追溯制度的建立与完善,保障食品安全,保证消费者身体健康。

稳定同位素质谱技术在马铃薯产品溯源和产地溯源中的应用综述

稳定同位素质谱在植物源性食品安全方面的应用主要包括产品掺假鉴别、有机食品认证和地标性食品溯源3大类。本文通过对稳定同位素溯源技术原理、当前国内外马铃薯产业发展现状和科研水平的阐述,分析了内蒙古自治区作为我国马铃薯的重要主产区,运用同位素溯源技术进行产品地理标志认证和预防马铃薯掺杂掺假的必要趋势。

肉类食品溯源技术的研究

随着经济的发展和人们生活水平的提高,人们对肉类食品的需求量在不断地增长.及时处理＂问题肉＂,对肉类食品安全进行可行有效的追溯,对于保障肉类食品的质量安全具有重要的意义.用于肉类溯源识别的方法主要包括3类方法即物理方法（如标签技术）、化学方法（如同位素溯源）和生物技术（如DNA标记）.

追溯技术在食品追溯体系中的研究进展

为应对公众对食品行业的担忧、不信任以及食品贸易全球化所带来的新挑战,建立一个完善、高效的追溯体系是保证食品安全不可或缺的一步,而选择应用合适的追溯技术又是重中之重。目前研究人员多采用多种追溯技术综合使用来弥补单一追溯技术的缺点,跨学科跨领域的合作使得追溯信息更加全面、更有深度,这也是未来追溯技术发展的方向。本文重点综述了目前食品追溯领域常用的追溯技术:无线射频、条形码、DNA指纹、虹膜识别以及同位素溯源技术,提出了目前我国建立食品追溯体系所需要解决的几个重点问题及解决方法。

秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响

在富含碳酸盐的石灰性土壤上,土壤本身CO_(2)释放不仅来自土壤有机碳(SOC)的分解,也源于无机碳(SIC)的溶解。在秸秆还田下,石灰性土壤CO_(2)释放来源达到三个(秸秆碳、SOC和SIC),由于区分技术的限制,当前区分CO_(2)释放三源的研究,尚少见报道。以华北石灰性农田土壤为研究对象,采用^(13)C标记玉米秸秆添加土壤进行室内培养32周,设置4个处理,分别为无添加对照(CK)、低量秸秆添加(S1,相当于田间秸秆还田量9.6 t·hm^(-2))、中量秸秆添加(S2,秸秆还田量28.8 t·hm^(-2))和高量秸秆添加(S3,秸秆还田量48.0 t·hm^(-2)),利用秸秆碳、SOC与SIC之间的δ^(13)C差异,借助稳定同位素溯源模型IsoSource,区分土壤CO_(2)的释放来源,明确秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响。结果表明,随着培养时间的进行,土壤释放CO_(2)中源于秸秆的贡献呈下降趋势;秸秆分解对土壤CO_(2)释放的贡献随着秸秆添加量增加而增加,对于S1、S2和S3处理,土壤释放CO_(2)中源于秸秆、SOC和SIC的贡献比值约分别为3︰3︰4、5︰2︰3和6︰2︰2;与CK相比,S1处理降低SOC分解的激发效应(程度为9%),S2和S3处理反而增加了SOC分解的激发效应(程度分别为22%和57%);秸秆和SOC矿化增加SIC溶解的释放,随秸秆添加量增加而增加,S1、S2和S3处理提高SIC源CO_(2)的释放程度分别为368%、561%和652%。因此,秸秆添加不仅影响SOC源CO_(2)的释放,也增加了SIC源CO_(2)的释放,若忽略SIC溶解对土壤CO_(2)释放的贡献,可能导致SOC矿化量的高估,进而影响SOC激发效应评估的准确度。

聊城市城郊浅层地下水硝酸盐污染特征与健康风险评估

运用氮、氧双同位素对聊城市城郊浅层地下水硝酸盐进行溯源,基于人类健康风险评估模型评估其健康风险。结果表明:研究区地下水中硝酸盐质量浓度在3.96 mg/L^38.9 mg/L之间,52%的监测点硝酸盐质量浓度超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中Ⅲ类水质限值(20 mg/L);地下水硝酸盐主要来源于化肥中的NH+4,其次为化肥中的NO-3和土壤中N的矿化作用;成年男性、成年女性和未成年人的非致癌风险值均处于可接受风险水平,区域人群硝酸盐暴露风险的主要途径为饮用区域地下水。

聊城市城郊浅层地下水硝酸盐污染源解析

为准确探究聊城市城郊浅层地下水硝酸盐污染来源,通过分析聊城市城郊区域25个监测点地下水硝酸盐含量,运用氮、氧双同位素追溯地下水硝酸盐污染来源,运用物质平衡混合模型计算各种源的贡献率。结果表明:(1)聊城市城郊的地下水硝酸盐含量介于3.96~38.88mg/L,52%的监测点硝酸盐浓度超过《生活饮用水卫生标准》中Ⅲ类水20mg/L的上限值;(2)聊城市城郊地下水中δ15N-NO3-介于-11.3‰~3.9‰之间,δ18O值介于-5.2‰~25.8‰之间,表明地下水硝酸盐污染与农业施肥密切相关,其主要来源为化肥中的NH4+和NO3-,其次为土壤中N的矿化作用;(3)通过物质平衡混合模型计算,化肥中的NH4+对硝酸盐污染的贡献率为82%,化肥中的NO3-贡献率为12%,土壤中N矿化作用贡献率为5%;(4)建议加强区域的的化肥施用管理和市政自来水管道建设,区域居民选择饮用市政供水。