级联生产稳定同位素^(18)O的模拟优化研究

本工作利用已有的四塔级联设计方案,通过采用均匀设计方法对操作参数进行优化,并利用二项式逐步回归求取模型方程,同时利用遗传算法对模型进行了优化设计,综合分析了不同进料量及级间流量对18 O产品丰度的影响,得到产品18 O的丰度与进料量及级间流量和热量消耗与进料量及级间流量的数学关系式,并得出进料量与级间流量的单因素响应图。本研究采用的模拟优化方法可应用到18 O的产业化生产及推广至传统精馏过程的优化设计中。

基于稳定氧同位素的葡萄酒掺水鉴别方法研究

为了准确鉴别葡萄酒是否掺水,试验制备不同稳定氧同位素(δ^(18)O)分布范围的水,添加外源水发酵获取不同酒精度的葡萄酒,采用水平衡仪-稳定同位素质谱仪(EQ-IRMS)测定葡萄酒中水的δ^(18)O。结果表明:发酵前后葡萄汁中水的δ^(18)O仅相差0.03‰;掺入不同稳定氧同位素的外源水,掺水量与葡萄酒中水的δ^(18)O呈良好相关关系,当葡萄汁中水的δ^(18)O与外源水δ^(18)O的绝对值相差4.48‰时,模型可判断至少5.5%的掺水量。通过建立基于稳定氧同位素的掺水鉴别模型,可为葡萄酒掺水鉴别研究和相关标准的建立提供科学合理的技术手段及数据支持。

浓香型白酒中风味物质氧稳定同位素的检测方法

建立一种检测浓香型白酒中4种重要风味物质氧稳定同位素(δ^(18)O)的方法。用气相色谱仪将浓香型白酒样品中各风味物质与其他含氧物质分离,采用裂解转化装置GC Isolink将各风味物质转化为CO,最后利用稳定同位素比值质谱仪检测浓香型白酒中风味物质的δ^(18)O。结果表明,该方法能准确的测定浓香型白酒中4种重要风味物质(己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸和己酸)的氧稳定同位素比值,风味物质分离度佳、稳定性好、重复测定标准偏差均小于0.3‰,完全满足测定需求,为风味物质δ^(18)O在浓香型白酒鉴别领域的应用提供了技术支持。

塔里木河上游胡杨(Populus euphratica、柽柳(Tamarix ramosissima)水分来源的稳定同位素示踪

通过分析塔里木河上游胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)茎干水和各潜在水源(河水、土壤水、地下水)的δD、δ^(18)O同位素组成,应用多水源混合模型(IsoSource模型)研究了胡杨、柽柳的水分来源和对各潜在水源的利用比例。结果表明:0~100cm土壤水受蒸发影响大,土壤水δ^(18)O值偏大;100~300cm土壤水和地下水δ^(18)O值偏小且各点不存在显著差异。柽柳茎干水的δ^(18)O值小于胡杨,且均随河岸距离增加而减小;在河岸,胡杨最多能利用14.2%的河水,柽柳对河水的利用比例最大达到35.3%,二者对浅层0~100cm土壤水的利用比例较高;远离河岸,胡杨主要利用大于120cm的土壤水和地下水,对地下水的利用比例40%~50%,柽柳以地下水作为其主要水源,最大利用比例达到94.5%。胡杨生长需要适宜的地下水埋深条件(350~420cm),柽柳在浅地下水埋深和大于450cm的深地下水埋深条件下均能良好生长,对不同水分条件的适应能力优于胡杨。

科尔沁沙地丘间低地樟子松人工林水分利用来源的稳定同位素解析

20世纪50年代以来,樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)在中国北方干旱半干旱地区沙地广泛引种。近年来一些早期引种的樟子松人工林出现了早衰现象。分析生境水分条件变化、判断樟子松采取何种水分利用策略对于认识其早衰现象很有裨益。因此,本研究利用稳定同位素示踪技术,研究了科尔沁沙地东南缘固定沙丘丘间低地30年生樟子松人工林的水分来源及其利用的季节动态,分析了降水和土壤水分变化对樟子松水分利用的影响,阐明了樟子松与伴生植物(黄柳Salix gordeieril)在水分来源方面的异同。结果表明,樟子松及其主要伴生植物黄柳枝条水的稳定18O同位素组成(δ18O)存在明显的季节变化;樟子松的水分来源主要来自20～40cm或更深土层;樟子松和主要伴生植物黄柳之间存在明显的水分竞争,后者比樟子松先行利用最近较强降水(如降水量>10mm),从而影响樟子松水源的补给。本研究对于揭示沙地樟子松衰退与水分利用策略的关系具有重要意义。

青藏高原现代食草动物牙齿珐琅质稳定同位素特征及古高度重建意义

食草动物牙齿珐琅质具有非常强的抗成岩改造特征,被认为是研究生态环境变化和重建古高度的理想载体之一.对青藏高原腹地现代食草动物(牦牛、藏野驴、藏羚羊)牙齿珐琅质的稳定同位素进行了分析,拉萨地块和羌塘南部地区食草动物牙齿珐琅质δ13C(PDB)平均值为-11.3‰±1.1‰,羌塘北部和可可西里地区为-10.2‰±1.4‰,与高原以C3植物为主的植被景观是一致的;δ18O(PDB)值也同样表现出从南向北逐渐升高的趋势,喜马拉雅山地区吉隆盆地平均值最低,为-11.8‰±3.4‰,拉萨地块和羌塘南部地区平均值为-11.1‰±1.1‰,羌塘北部和可可西里地区最高,为-9.0‰±1.1‰.食草动物牙齿珐琅质氧同位素是河水(或降水)与食物(植物)氧同位素的混合,不适合直接用来进行高度预测.建立了高原现代食草动物牙齿珐琅质氧同位素对降水、植被及高度的响应关系,为利用食草动物牙齿化石氧同位素重建青藏高原古高度提供了依据.

黑河下游典型生态系统水分补给源及优势植物水分来源研究

通过对黑河源区降水、黑河下游河岸林生态系统、人工梭梭林生态系统梭梭及戈壁红砂生态系统土壤水和浅层地下水稳定氢氧同位素组成(δD、δ18 O)的测定,对黑河下游典型生态系统土壤水和浅层地下水的补给源进行了研究.同时通过对比分析河岸林生态系统胡杨和柽柳、人工梭梭林生态系统梭梭及戈壁红砂生态系统红砂等优势植物根系水及其对应的土壤水及浅层地下水的δ18 O,对黑河下游典型荒漠植物水分来源进行了研究,并对不同潜在水源对植物水分来源的贡献率进行了计算.结果表明:河岸林生态系统和人工梭梭林生态系统的土壤水和浅层地下水来自黑河源区的降水,源区降水通过黑河河道输水补给河岸林进而形成土壤水和浅层地下水,但人工梭梭林的土壤水蒸发作用强烈.戈壁红砂生态系统由于远离黑河,土壤水不受黑河源区中上游输水的补给.就植物水分来源而言,在河岸林生态系统中,乔木胡杨主要利用40～60cm的土壤水和地下水,灌木柽柳主要利用40～80cm的土壤水;人工梭梭主要利用200cm至饱和层土壤水和地下水;戈壁红砂主要利用175～200cm的土壤水.因此,在黑河下游极端干旱区,土壤水和地下水是维持荒漠植物生存、生长及发育的主要来源.

西藏雨季主要水体氢、氧同位素特征

通过对2014年雨季西藏境内63处水体中δD和δ^(18)O值的测定,分析其中氢、氧稳定同位素组成特征。结果表明:水体δD和δ^(18)O的取值范围分别为-152.06‰^-19.05‰和-16.96‰~4.66‰,δD较δ^(18)O的标准差大,平均值分别为-101.38‰和-9.67‰;3种水体的δD和δ^(18)O值关系为湖泊δD相对河流δD富集,河流δD相对沼泽δD富集,湖泊δ^(18)O相对河流δ^(18)O和沼泽δ^(18)O富集,河流δ^(18)O和沼泽δ^(18)O无差异;蒸发趋势方程分别为δD湖泊=6.14δ^(18)O-45.48(n=22,R2=0.855),δD河流=7.83δ^(18)O-26.22(n=32,R2=0.858),δD沼泽=5.93δ^(18)O-52(n=9,R2=0.723),河流相比湖泊和沼泽水体的δD与δ^(18)O更易受大气降水的影响;氘过量参数特征为湖泊-79‰^-17‰,河流-40‰^-5‰,湿地沼泽-34‰^-7‰,表现出蒸发强烈的水体特征;沼泽水体δ^(18)O与纬度的一元线性回归方程为y=1.67x-63.23。

青藏高原西部阿汝冰芯记录的近100 a气温变化研究

以2017年9月钻取自青藏高原西部阿汝冰崩区长度55.29m的阿汝冰芯为研究对象,通过冰芯δ18O记录与Nye模型重建了冰芯上部17.87m的时间序列是1917—2016年。结合冰芯邻近的改则、狮泉河气象站1973—2016年夏季平均气温数据,通过相关性分析及线性回归法、Mann-Kendall(M-K)检验分析,发现冰芯与气象站记录的过去44年气温显著升高;根据M-K突变检验得出,20世纪80年代是气温变化由高—低—高的转折时期,且阿汝冰芯记录的突变年份1981年前后气温上升约1.97℃。同样地,采用线性回归法、M-K检验分析阿汝冰芯与邻近的古里雅冰芯共同记录的1917—1991年气温变化情况,发现两支冰芯记录的75年间气温变化总体呈上升趋势;根据M-K突变检验得出,升温始于20世纪30年代中后期并于50年代达到显著升温的趋势,且阿汝冰芯记录的突变年份1949年前后气温上升了约1.1℃。阿汝冰芯与气象站和古里雅冰芯记录的气温变化具有一致的升温趋势,但阿汝冰芯记录的增温幅度比气象站记录高,同时比古里雅冰芯记录的增温幅度小。

MEWS

针对蛋白质组学研究中^18O标记存在的一些问题，北京放射与辐射医学研究所、蛋白质组研究中心、蛋白质组学国家重点实验室钱小红研究小组创新性地提出了一种基于酸酐双功能试剂修饰辅助的稳定同位素^18O标记的蛋白质组双重定量新方法。