同位素 专题练习 1、有六种微粒分别是4019X ，4020Y ，4018Z ，4019Q ＋，4020K 2＋，4020M ，它们隶属元素的种类 （ ） A ．2种 B ．3种 C ．4 种 D ．5种 2、4018Ar 、4019K 、4020Ca 三种原子, 它们具有相同的 （ ） A ．电子数 B ．中子数 C ．电子层数 D ．质量数 3、下列各组物质中，互为同位素的是 （ ） A ．O 2、、O 3 、O 4 B ．H 2、D 2、T 2 C ．H 2O 、 D 2O 、 T 2O D ．6329Cu 和6529Cu 4、下列关于原子的几种描述中，不正确的是 （ ） A ．18O 与19F 具有相同的中子数 B ．16O 与17O 具有相同的电子数 C ．12C 与13C 具有相同的质量数 D ．15N 与14N 具有相同的质子数 5、分析发现，某陨石中含有半衰期极短的镁的一种放射性同位素28Mg ，该同位素的原子核 内的中子数是 （ ） A ．12 B ．14 C ．16 D ．18 6、人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为今后核聚 变的重要原料之一。氦的这种同位素应表示为 （ ） A ．He 43 B ．He 32 C ．He 42 D ．He 3 3 7、2004上海据报道，月球上有大量3He 存在，以下关于3He 的说法正确的是 （ ） A ．是4He 的同素异形体 B ．比4He 多一个中子 C ．是4He 的同位素 D ．比4He 少一个质子 8、(1994上海)某微粒用R A Z n +表示，下列关于该微粒的叙述中正确的是 （ ） A ．所含质子数＝A －n B ．所含中子数＝A －Z C ．所含电子数＝Z ＋n D ．质子数＝Z ＋A 9、(1998上海)钛（Ti ）金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素Ti 4622、Ti 4722、Ti 4822、Ti 4922、 Ti 5022中， 中子数不可能为 （ ） A ．30 B ．28 C ．26 D ．24
第22卷 第4期世 界 林 业 研 究Vol.22 No.4 2009年8月World Forestry Research Aug12009 氢氧碳稳定同位素在植物水分利用策略研究中的应用3 徐 庆1 冀春雷1 王海英1 李 旸2 (1中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,北京100091; 2中国林业科学研究院木材工业研究所,北京100091) 摘要:综述了氢氧碳稳定同位素的概念、示踪原理及其应用于定量确定植物水分来源、水分利用格局和水分利用效率等方面研究进展。同时展望了全球气候变化条件下,氢氧碳多种稳定同位素联合示踪先进技术在定量研究植物水分利用策略以及植被对全球气候变化的响应机制研究中的应用前景。 关键词:氢氧碳稳定同位素,植物水分来源,水分利用效率,水分利用策略 中图分类号:S718.51 文献标识码:A 文章编号:1001-4241(2009)04-0041-06 Use of St able Isotopes of Hydrogen,O xygen and Carbon to I den ti fy W a ter Use Stra tegy by Pl an ts Xu Q ing1 J i Chunlei1 W ang Haiying1 L i yang2 (1Research I nstitute of Forest Ecol ogy,Envir on ment and Pr otecti on,Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091,China;2Research I nstitute of Wood I ndustry,Chinese Academy of Forestry,Beijing100091,China) Abstract:Stable is ot op ic technol ogy is a ne w method t o deter m ine s ources and utilizati on patterns of p lant water.The main advantage of this technol ogy is that it can p r ovide results of relatively high ac2 curacy and sensitivity.The pur pose of this paper is t o p resent an overvie w of the concep ts and theory of stable is ot ope tracing,and the methods of using stable is ot opes of hydr ogen,oxygen and carbon t o quantify s ources of p lant water and pattern and efficiency of p lant water use.This paper uses s ome exa mp les t o demonstrate how the stable is ot op ic technol ogy may be used t o address different issues re2 lated t o p lant water use strategies,and p r ovides s ome pers pectives on app licati ons of the advanced technol ogy of si m ultaneously tracing multi p le stable is ot opes(hydr ogen,oxygen and carbon)in stud2 ying mechanis m s of potential vegetati on res ponses t o gl obal cli m ate change. Key words:stable is ot opes of hydr ogen,oxygen and carbon,water s ource of p lant,water use effi2 ciency,water use strategy 水是植物生命活动中最活跃的成分之一,对植物生长发育、数量和分布具有显著影响,尤其在干旱和半干旱地区,水成为植物生长的主要限制因子[1]。全球气候变化的一个重要方面是区域降雨格局的变化[2],植物吸收和利用水分的模式一定程度上决定了生态系统对环境水分状况发生改变时的响应结果[3],因此,对植物水分利用策略及水分来源的了解,将有助于我们了解和预测降雨格局变化导致未来植被时空变化的规律[4],有助于林业科技人员根据生境选择合适的造林树种进行植被建设和恢复工作。氢氧碳稳定同位素示踪技术有较高的灵敏度与准确性,为定量研究植物水分来源,水分利用格局和水分利用效率等提供了新的技术手段。 3收稿日期:2009-04-30 基金项目:国家自然基金项目(30771712);“十一五”林业科技支撑项目(2006BAD03A04);948项目(2006-4-04) 作者简介:徐庆,女,中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所副研究员,博士,研究方向:稳定同位素生态学,E-mail:xu2 qing@https://www.doczj.com/doc/c25009683.html,
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 03 第三章(氢氧同位素) Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes第三章氢氧稳定同位素Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes 1/ 49
轻元素稳定同位素的基本特点1.原子量低，一般小于36。 2.同位素相对质量差大。 3.形成共价键，键性与同位素分馏有很大关系。 4.化学价可变，在化合价变化过程中会发生大的同位素分馏 5.小丰度同位素的相对丰度为千分之几到百分之几，便于精确测定。 研究稳定同位素的组成特征、变化机理、分馏原理并应用它们作为地球化学示踪剂研究各种地质过程Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Outline1.氢氧同位素概述 2.天然水的氢氧同位素组成及分布特征3.氢氧稳定同位素的应用Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes 3/ 49
稳定碳同位素在滨海湿地碳生物地球化学循环中的应用* 陈 菀 郗 敏 李 悦** 孔范龙 孔凡亭 (青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071) 摘 要 碳作为滨海湿地中重要的生命元素,其生物地球化学循环过程是滨海湿地研究的核心内容之一三稳定同位素技术越来越多地被应用到滨海湿地碳生物地球化学循环过程的研究中,提高了其研究水平,并推动了其研究的进程三本文从有机物质生产二土壤有机质来源二食物链传递二温室气体排放以及可溶性有机碳输出5个方面,综述了滨海湿地碳生物地球化学循环过程的稳定同位素研究进展三通过植物及土壤δ13C 值的测定进行有机质的生产机理研究及外源追溯,通过对比各生物种群的δ13C 值分析碳在生态系统中的流动过程,通过湿地排放温室气体及可溶性有机碳δ13C 值的测定揭示影响碳输出的环境因子三最后,文章总结了当前研究中存在的问题,并对其研究前景进行了展望三关键词 生物地球化学;稳定同位素;滨海湿地;碳循环 中图分类号 P597;X142 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2013)6-1613-07Applications of stable carbon isotope to the studies of carbon biogeochemical cycle in coast?al wetland :A review.CHEN Wan,XI Min,LI Yue **,KONG Fan?long,KONG Fan?ting (College of Chemical and Environmental Engineering ,Qingdao University ,Qingdao 266071,Shandong ,China ).Chinese Journal of Ecology ,2013,32(6):1613-1619. Abstract :Carbon is an important element of life,and its biogeochemical cycle is one of the core contents in the study of coastal wetland.Stable isotope technique is more and more applied in this domain,having improved the research level and promoted the research progress.This paper sum?marized the advances in the stable isotope research on the carbon biogeochemical cycle in coastal wetland from the aspects of organic matter production,soil organic matter traceability,transfer?ring process of food chain,greenhouse gases emission,and dissolved organic carbon output.The mechanisms and extraneous sources of organic matter production are investigated by the measure?ment of plant?and soil δ13C values,the carbon flow in the wetland ecosystem is analyzed through the comparison of the δ13C values of various species,and the environmental factors affecting the carbon output of wetland ecosystem are revealed via the measurement of the δ13C values of emit?ted greenhouse gases and dissolved organic carbon.By the end of this paper,the existing prob?lems and the future directions of related studies were discussed and prospected.Key words :biogeochemistry;stable isotope;coastal wetland;carbon cycle. *国家自然科学基金项目(41101080)二山东省自然科学基金项目(ZR2011QD009)二山东省高等学校科技计划项目(J12LC04)和青岛市公共领域科技支撑计划项目(12?1?3?71?nsh)资助三**通讯作者E?mail:qdenv@https://www.doczj.com/doc/c25009683.html, 收稿日期:2012?09?06 接受日期:2013?02?07 生物地球化学循环是指各种化学元素在不同层 次二不同大小的生态系统内,乃至生物圈里,沿着特定的途径从环境到生物体,又从生物体再回到环境,不断地进行着流动和循环的过程(熊汉锋和王运 华,2005)三碳元素在湿地中的生物地球化学循环过程可以简单地描述为初级生产者进行有机物质的生产,形成生物量的积累,然后通过食物链,经微生物分解排放到大气中(王红晋等,2006)三通常,自然湿地分为内陆湿地和滨海湿地两大类,滨海湿地作为海陆过渡带,是一个多功能的复杂生态系统,与周边生态系统间物质交换频繁,从而滨海湿地碳生物地球化学循环过程的研究工作存在许多困难(张 生态学杂志Chinese Journal of Ecology 2013,32(6):1613-1619
稳定同位素比例质谱仪（IRMS）的原理和应用 祁彪，崔杰华 （中国科学院沈阳应用生态研究所农产品安全与环境质量检测中心，沈阳，110016）同位素质谱最初是伴随着核科学与核工业的发展而发展起来的，同位素质谱是同位素地质学发展的重要实验基础。当前我国同位素质谱技术已深入到矿床同位素地球化学、岩石年代学、有机稳定同位素地球化学、无机稳定同位素地球化学等各个方面，并在国家一系列重大攻关和研究课题中发挥重大作用，如金矿和石油天然气研究、水资源开发等。稳定同位素技术的出现加深了生态学家对生态系统过程的进一步了解，使生态学家可以探讨一些其它方法无法研究的问题。与其它技术相比，稳定同位素技术的优点在于使得这些生态和环境科学问题的研究能够定量化并且是在没有干扰（如没有放射性同位素的环境危害）的情况下进行。有些问题还只能通过利用稳定同位素技术来解决。现在，有许多农业研究机构和大学，已经开始使用高精度同位素质谱计从事合理用肥、果实营养、固氮分析、农药毒性、家畜气候对作物的影响以及食品质量控制等多方面的研究工作。与原子能和地质研究工作相比较，在农业和食品方面应用同位素方法从事科研和检测工作，正处于方兴未艾阶段，随着人类社会发展，对农业的要求越来越高，今后大力开展和普及用现代化方法研究农业增产、改善果实质量以及进行食品质量控制检测的工作前途无限广阔。 一、有关同位素的基本概念 1、同位素（Isotope） 由于原子核所含有的中子数不同，具有相同质子数的原子具有不同的质量，这些原子被称为同位素。例如，碳的3个主要同位素分别为12C、13C和14C，它们都有6个质子和6个电子，但中子数则分别为6、7和8。 2、稳定同位素（Stable isotope） 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。例如206Pb 和87Sr等。另一大部分是天然的稳定同位素，即自核合成以来就保持稳定的同位素，例如12C和13C、18O 和16O等。与质子相比，含有太多或太少中子均会导致同位素的不稳定性，如14C。这些不稳定的“放射性同位素”将会衰变成稳定同位素。 3、同位素丰度（Isotope abundance）
氢氧稳定同位素在水团混合计算中的应用初探 氢氧稳定同位素作为天然示踪剂，研究降水与地表水的混合作用、地表水与地下水的补给作用以及地表水之间的相互作用等过程中具有重要作用，通过二源线性混合模型可以计算二源和三源水团混合过程中端元的贡献率，而在计算多源混合过程中，则需要采用局部分析或者补充其他示踪剂等方式来综合计算。 标签：稳定同位素；水体贡献率；二源线性混合模型 近年來，河流和湖泊水体的富营养化问题日益严重，尤其对于大中型水库而言，库区干流水体营养状态良好，而支流大多保持中营养状态或者富营养化状态，部分支流呈现重度富营养化状态。研究表明，水体富营养化状态主要由营养物质的输入以及水动力条件的变化两方面导致，水作为营养物质的载体以及藻类植物的生长繁衍环境，其自身的运动转移过程直接影响到水体中营养盐的迁移和转化，以及对藻类植物生长繁殖过程的控制，因此计算水体内不同水团的混合比率对于研究水体富营养化状态有着重要意义。目前，氢氧同位素作为一种稳定示踪剂，在河川径流、降雨径流、水源划分以及植物体水分输出等研究方面应用较广[1]，不同水体具有不同的氢氧同位素特征，因此可以利用氢氧稳定同位素来计算河流和湖泊不同水团混合过程中各水源的贡献率。 1 氢氧稳定同位素的天然示踪效果 氢氧同位素均称为稳定同位素，这是因为以水分子存在的D和18O在常温（低于40摄氏度）下非常稳定，很难与接触到的有机质或矿物发生反应，而影响其含量。氢氧稳定同位素在自然界中含量极低，一般的表达方式较为复杂，因此，国际上规定统一采用待测样品中某元素的同位素比值（R）与标准样品中的同位素的相应同位素比值（R标准）的相对千分差作为量度，记为δ（‰）值[2]，即 δ=（R/R标准-1）×1000 式中：R是样品中元素的重轻同位素丰度之比，如（D/H）和（18O/16O）；R标准是国际通用标准物的重轻同位素丰度之比，如（D/H）标准和（18O/16O）标准，一般水体中氢氧同位素测定标准采用国际原子能机构（IAEA）颁布的平均标准大洋水（Standard Mean Ocean Water，即SMOW），而后IAEA通过海水蒸馏后加入其他水配置的，非常接近SMOW的水样作为新的标准，称为VSMOW。由于水分蒸发和冷凝过程中同位素的分馏作用，使得自然界氢氧稳定同位素的分布具有如下效应：纬度效应、大陆效应、季节效应和高度效应，这也使得自然界中不同水体拥有不同的氢氧同位素特征。因此我们可以通过不同水团混合过程中端元水团氢氧同位素特征的变化来研究水团混合的详细过程，计算不同水团的混合比率等。 2 降雨与地表水的混合作用
核技术与核安全课程作业 稳 定 同 位 素 技 术 的 发 展 及 其 应 用
原子核内质子数相同而中子数不同的一类原子称为同位素，它们处在周期表上的同一位置，可分为稳定性同位素和放射性同位素。放射性同位素的原子核是不稳定的，它通过自发的放出粒子而衰变成另一种同位素。而不具有放射性的同位素称为稳定同位素，其中一部分是由放射性同位素通过衰变后形成的稳定产物，称为放射成因同位素；另一部分是天然的稳定同位素，是核合成以来就保持稳定，迄今为止还未发现它们能够自发衰变形成其他同位素。自然界中共有1700余种同位素，其中稳定同位素有270余种。有的元素由很多的稳定同位素组成，如第50号元素锡含有10个稳定同位素；而有的稳定同位素却仅仅只有一个稳定同位素，如元素氟、钠等。 稳定同位素较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点，在地质、生态、医药、农业等领域研究中得到广泛应用。 1.稳定同位素技术的发展过程 稳定同位素的发现比放射性同位素要晚一些，1912年汤姆孙用电磁分析器（近代质谱计的雏形）才第一次确定了氖-20和氖-22的存在；1927年发现了氧的稳定同位素O 17和O 18 ；1932年发现了重氢（D ）。1936年尤里等用精馏法从水中富集了O 18，随后又用化学交换法富集了Li 8，C 13，N 15和S 34，不但证实了早年发表过的有关分离的计算理论，同时也发现了化学交换法对大量分离轻同位素很合适的。与此同时也采取了几种物理方法分离了若干种同位素。 在1930-1941年期间稳定同位素分离还处于探索阶段，此时尚无工业规模的生产，少量分离物只是提供研究同位素本身的核性质以及作为示踪原子用。到20世纪50年代后期，由于科学技术的进步及稳定同位素特殊性质的逐步显示，才使之得以迅速发展。我国稳定同位素的研制工作起步于50年代中，60年代首先在农业上获得应用。之后，在医药学中的应用也取得初步成果。目前，我国已有一支稳定同位素的研究、生产机应用的技术队伍，个别产品进入了国际市场。 2.稳定同位素分析技术 稳定同位素分析是分离研究、生产和应用的前提，它是稳定同位素科学技术中不可缺少的组成部分。其中最重要的方法是质谱分析，它用于同位素分析已有70年历史，是经典、常用，准确的方法，适用于各种元素同位素质量和浓度测定以及物质成分和结构分析。近来在样品引入、离子源、分析器以及检出系统等四个主要方面都有重大的改进。在样品引入部分加上气相色谱，构成色质联用仪器，可以分析复杂混合物样品而不必转化为简单气体。此外，现在又出现高压液相色谱与质谱联用的更新技术。在离子化方面出现了许多新型离子化型式，如化学离子化，在离子源中产生的离子基本上是分子离子，谱线要比普通的电子轰击离子化单纯得多，大大提高了检测灵敏度。又如场致离子化和场解吸离子化，它们都是不直接轰击样品分子，是一种软离子化技术，不出现离子碎片，基本上没有同位素效应的干扰问题，可以直接分析多成分的混合物样品，而且不必像GC-MS 那样需要引入适合于气相色谱的诱导体，所以操作更为简单。这对多重标记物的分析十分有利，能测定稀释了一百万倍的样品，最小检测量可低到fs(1510 g)。此外，还有激光离子化、大气压离子化和多点场离子化等。在分析器方面，除了磁场偏转形式外，还有一种简便的四重极质量过滤器，它是用四根圆棒电极(最好是双曲线断面型式)代替了笨重的磁铁。对角线上两根电极互成一对，分别加上高
稳定同位素样品取样方法讲座大纲 林光辉陈世苹 中国科学院植物研究所北京100093 第一部分固体样品采集 1 植物水分利用效率的研究： 取样部位：叶片 测定指标：δ13C 基本原理：δ13C分析是评估C3植物叶片中细胞间平均CO2浓度的有效方法。根据Farquhar 等(1982)，植物的δ13C值可由下式来表示： δ13C p= δ13C a-a-(b-a)×C i /C a 式中，δ13C p和δ13C a分别为植物组织及大气CO2的碳同位素比率，a和b分别为CO2扩散和羧化过程中的同位素分馏，而C i和C a分别为细胞间及大气的CO2浓度。可明显看出，植物的δ13C值与C i和C a有密切的联系。植物组织的δ13C值不仅反映了大气CO2的碳同位素比值，也反映了C i /C a比值。C i /C a比值是一重要的植物生理生态特征值，它不仅与叶光合羧化酶有关也与叶片气孔开闭调节有关，因而C i /C a值大小也与环境因子有关。另一方面，根据水分利用效率的定义，植物水分利用效率也与C i和C a有密切的联系，这可由下列方程式中看出： A= g×(C a-C i)/1.6 E= g×ΔW WUE=A/E= (C a-C i)/1.6ΔW 式中，A和E分别为光合速率和蒸腾速率，g为气孔传导率，而ΔW为叶内外水气压之差。这样，δ13C值可间接地揭示出植物长时期的水分利用效率： WUE= 1313 [1()]/1.6 a p a C C a C W b a δδ -- -? - 由于植物组织的碳是在一段时间（如整个生长期）内累积起来的，其δ13C值可以指示出这段时间内平均的C i /C a值及WUE值。 注意事项： ?阳生叶片； ?光合活性强的叶片（避免新生和衰老叶片）； ?比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO2本底的δ13C值与气候和水 分条件是否接近。特别是在森林生态系统中，植物叶片δ13C值存在明显的冠层效应，即愈接近森林地表，植物叶片的同位素贫化（isotopic depletion）效应愈明显，产生这
气体稳定同位素比质谱仪介绍（Thermo Delta V Advantage） 清华大学环境学院公共研究平台文彦杰 2012年3月22日
Thermo Delta V Advantage 同位素质谱介绍清华大学环境学院文彦杰 一、概述 1.1 硬件部分 第一部分——质谱（桌面以下） 测：N2O、CO2，H2、CO，N2，SO2→ 计算出H、C、N、O、S同位素比第二部分——强大的前处理附件（桌面以上） 又分为三个独立部分（由左向右）： Precon（气体混合物中N2O、CH4、CO2的C、N同位素比）→ N2O、CO2 EA/HT（液体样品中的H、O同位素比）→ H2、CO （固态样品中C、N、S同位素比）→ N2、CO2、SO2 GC-Isolink（液态有机物中C、N同位素比）→ N2、CO2 （顶空进样，无机气体中C、N同位素比）→ N2、CO2
Thermo Delta V Advantage 同位素质谱介绍清华大学环境学院文彦杰 1.2 操作软件 操作界面概览：
二、Flash EA/HT 2.1 概述 2.1.1 可分析物质 ①固体进样，固体自动进样盘——无机或有机固体样品中总氮、总碳、总硫、总氢、总氧的同位素比。 ②液体进样，液体自动进样器——水或其它液体样品中总氢、总氧的同位素比。 2.1.2 流路 快速燃烧模式：产生和分离N2、CO2、SO2 高温裂解模式：产生和分离H2和CO 2.2 D/H和18O/16O的测定 高温裂解模式： 裂解管定量高温转换，1320℃，迅速定量地把样品中氧和氢转换为CO和H2。
CO和H2通过恒温色谱柱分离，按时间顺序进入质谱仪的离子源，被高速电子打为带电离子H2+（或CO+），通过磁场分离，被法拉第杯收集到2、3质量数的H2+（而后，收集到28、29、30质量数的CO+）。 特点： 陶管，内套玻璃碳管，内填充玻璃化碳粒。 陶管含氧，必须不能与样品气接触，以免发生氧交换。 实现单次同时测定D/H和18O/16O同位素比值。 亚微升进样量，5-6min测定完成。 应用： 有机物的H、O分析 H2O的同位素比分析 硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐的O同位素分析 硝酸盐的N、O同位素分析 页硅酸盐、闪石的H同位素分析 2.3 13C/12C、15N/14N和36S/34S的测定 快速燃烧模式： 固态有机物由固体进样盘进入燃烧管，转化为N2、CO2、SO2，经GC分离，进入IRMS。 特点： 氧气在预先设定的时刻自动注入反应炉，保证样品定量转换。 测量样品中的某元素总量的同位素比。 样品被锡杯包好，落入反应炉后燃烧。 燃烧产生N2和CO2，可能产生的N x O被燃烧管中的Cu还原为N2。
碳氮氢氧稳定同位素示踪技术在生态系统研究案例稳定同位素作为示踪剂广泛应用于生态循环和大气循环中的相关研究。研究人员通过测量空气、植物和土壤中的稳定性同位素组成，进而研究传统生态学无法解释的复杂生态学过程，例如：碳同位素用于分析生态系统CO2循环，区分碳通量研究中各组分的贡献率，确定不同物种对全球生产力的分配和贡献；氢氧同位素用于分析植物对土壤水分的利用效率，进而区分土壤水分的蒸腾与蒸散；氮同位素用于分析植物及生态系统的氮素循环，通过反硝化细菌转化成N2O，根据15N在N2O分子的不同位置，可以示踪N素循环的不同化学反应过程。在这些生态研究中，要求使用的设备同时具备高环境耐受性、高精度、高测量速度及宽量程等特点。 美国Los Gatos公司采用专利的OA-ICOS技术（第4代CRDS技术）设计的一系列稳定同位素分析仪，具有操作温度范围宽、量程宽、高速、高精度的优点。能够满足实验室野外多点长期同步监测、不同高度长期同步监测等研究的需要。其与其他传统测量方法相比，改进了对外界温度、压力变化比较敏感的缺陷，具备无法比拟的优势，适用范围也大大得到扩展。 一、测量原理 LGR：采用OA-ICOAS技术，符合Beer-Lambert定律，通过测量光损失来确定未知物质的浓度；通过改变入射激光的波长，一次扫描测量需要的全部光谱，每秒300次测量，做平均，从而保证了多点连续监测的同步性以及高精度性。 特点：1、测量速度非常快，每秒300次全光谱扫描取平均，测量速度及精度远超传统质谱仪； 2、一次扫描测量全光谱，实时显示光谱曲线，即使温度压力的变化引起峰漂移 也不会影响到峰面积的变化； 3、离轴的光腔设计，避免反射光与入射光直接的相互干扰，信噪比低； 4、通过峰面积来计算位置物质的浓度，所以测量范围很宽； 二、 试验方案 1、碳氧稳定同位素示踪设计方案 1.1土壤-植物根系呼吸的区分 利用土壤、植物根系呼吸产生的CO2中13C同位素信息，可以区分它们各自在总呼吸中所占的比例，同时对18O同位素进行监测，使得多混合源的同位素区分成为可能。
海淀区高三年级第二学期期中练习 理科综合能力测试 2018.4 1.向新鲜的苹果汁中接种酵母菌，一般不．用于 A.探究制作果酒的条件 B.验证酵母菌呼吸方式 C.观察原核细胞的结构 D.研究种群数量的变化 2.百合花（2n=24）花粉母细胞减数第一次分裂形成的两个子细胞中各含12条染色体。下列关于上述过程及子细胞的叙述，不正确 ．．．的是 A.染色体未复制就均分到子细胞 B.同源染色体分离，染色体数减半 C.着丝粒未分离，染色单体未分开 D.两个细胞中各含有一个染色体组 3. 在双子叶植物的种子萌发过程中，幼苗顶端形成“弯钩”结构。研究发现，弯钩 的形成是由于尖端一侧的生长素浓度过高，抑制生长。研究者探究SA（水杨酸）和ACC（ 乙烯前体）对弯钩的形成影响，结果如下图所示。下列相关叙述，不正确 ．．．的是 A.弯钩形成体现了生长素作用的两重性 B. ACC可能影响生长素在弯钩内外侧的分布 C.SA和ACC对弯钩形成具有协同作用 D.弯钩可减轻幼苗出土时土壤对幼苗的损伤 4.蛞蝓既取食牧草A也取食牧草B。为研究牧草间的竞争和蛞蝓的捕食对牧草A存活的影响，生态学家在牧场内选择多个样方进行实验，实验处理及结果如下图所示。据此作出的分析，合理的是 A.该牧场的群落仅包括牧草A、B和蛞蝓三种生物 B.应选取牧草生长状况差异较大的不同样方进行实验 C.没有蛞蝓捕食条件下，竞争对牧草A存活影响显著 D.去除样方中的牧草B减少了蛞蝓对牧草A的取食 5.研究者使用稳定同位素18O标记水和碳酸盐/碳酸氢盐中的氧，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸盐/碳酸氢盐中18O的比例，光照一段时间后，分别检测小球 藻释放的氧气中18O 的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述，不正确 ．．．的是
稳定同位素质谱仪的应用 一、地质地球化学：稳定同位素质谱仪的最早应用 主要研究轻元素（CHONS）的稳定同位素在自然界（岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈）的丰度及其变化机理、在各种天然过程中的化学行为，并以此为指导研究天然和环境物质的来源、迁移过程以及经历过的物理和化学反应。 研究领域： 固体地球学科：地球动力学、地质构造学、岩石学、矿床学、矿物学、沉积学。 其他：海洋学、水文学、冰川学、古气候学、天体学、天体化学、考古学、石油/石油相关。 二、农业、林业（起步也比较早） 稳定同位素技术在农业研究中的应用包括：科学施肥、作物营养代谢、生物固氮、土壤呼吸、农用化学物质对环境影响、饲料配方、水产养殖、林木果树、药材等。 ●肥料的利用/转化途径和利用效率（13C，15N）。 ●氮素的硝化、反硝化过程（2H，15N，18O）。 ●光合作用及同化产物的传导和分布研究 ●利用稳定同位素展开的固氮研究。 ●农业残留、代谢及降解研究。 ●土壤碳氮循环研究：有机质年龄及周转率的测定、土壤细根年龄测算、土壤呼吸 等。 三、生态 稳定同位素技术加深了对生态过程的研究，可以探讨一些其他方法无法研究的问题。 1. 植物生理生态学 稳定同位素（2H、13C、15N和18O）可对生源元素的吸收、水分来源、水分平衡和利用效率等进行测定，从而研究植物的光合作用途径； ●植物水分胁迫程度； ●植物水分利用效率：植物13C组成能够在时间尺度上反映植物的水分利用效率。 ●植物水通量检测：通过植物中水2H和18O组成，判定植物对表层水和深层水的依 赖程度。 ●确定植物的分布区域（15N,18O,2H） ●光合作用、呼吸作用研究：对生态系统CO2交换的相对贡献（13C，18O） ●蒸发和升腾作用研究：对生态系统水交换或蒸散（ET）的相对贡献（2H，18O） ●树木年轮同位素环境响应：通过年轮同位素比值变化，分析过去环境变化（湿度、 旱涝、气候特征）。 2. 生态系统生态学 稳定同位素技术可用来研究生态系统的气体交换、生态系统功能及对全球变化的响应
稳定同位素生态学及其应用最新论文推送（2018年第一周）为了更好地跟踪稳定同位素技术在生态学、环境科学和食品科学等领域的应用进展，我们实验室计划定期推送一些最新论文，因版权限制不能附上原文，如有需要其中的论文，请联系我们（isolab@https://www.doczj.com/doc/c25009683.html,）。 1、新方法、新理论： Evolutionary history biases inferences of ecology and environment from delta C-13 but not delta O-18 values 作者: Edgar, Kirsty M.; Hull, Pincelli M.; Ezard, Thomas H. G. NATURE COMMUNICATIONS 卷: 8 文献号: 1106 出版年: OCT 24 2017 Stable isotope discrimination factors and between-tissue isotope comparisons for bone and skin from captive and wild green sea turtles (Chelonia mydas) 作者: Tomaszewicz, Calandra N. Turner; Seminoff, Jeffrey A.; Price, Mike; 等. RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY 卷: 31 期: 22 页: 1903-1914 出版年: NOV 30 2017 Satellite tracking and stable isotope analysis highlight differential recruitment among foraging areas in green turtles 作者: Bradshaw, Phil J.; Broderick, Annette C.; Carreras, Carlos; 等. MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES 卷: 582 页: 201-214 出版年: NOV 6 2017 Tracing S dynamics in agro-ecosystems using S-34 作者: Chalk, P. M.; Inacio, C. T.; Chen, D. SOIL BIOLOGY & BIOCHEMISTRY 卷: 114 页: 295-308 出版年: NOV 2017 Carbon, nitrogen and sulphur isotopic fractionation in captive juvenile hooded seal (Cystophora cristata): Application for diet analysis 作者: Pinzone, Marianna; Acquarone, Mario; Huyghebaert, Loreen; 等. RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY 卷: 31 期: 20 页: 1720-1728 出版年: OCT 30 2017 Incremental analysis of vertebral centra can reconstruct the stable isotope chronology of teleost fishes 作者: Matsubayashi, Jun; Saitoh, Yu; Osada, Yutaka; 等. METHODS IN ECOLOGY AND EVOLUTION 卷: 8 页: 1755-1763 出版年: DEC 2017 A framework for evaluating food-web responses to hydrological manipulations in riverine systems 作者: Rolls, Robert J.; Baldwin, Darren S.; Bond, Nick R.; 等. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT 卷: 203 页: 136-150 子辑: 1 出版年:
稳定性同位素内标与质谱检测 稳定性同位素内标是质谱方法（稳定性同位素稀释法）独有的，没有别的临床检测方法用到同位素内标。比如光吸收和免疫的方法，都无法分辨出被检测物和同位素内标的区别，因为它们的理化性质太接近了。如果真的加进内标，那测出来的值肯定大大的偏高。只有质谱才能把同位素内标和要检测的物质分得开，虽然它们的差别只有几个道尔顿。现在的内标基本都是稳定同位素标记的，最常见的是D和13C。同位素内标和被检测物是同一个物质，但是其中的几个氢原子被氘所取代，或者是12C换成了13C，理化性质基本不变。 同样是标记，13C就比D要好。但是D要比13C便宜很多。绝大多数D做的内标性能是很好的。出问题的经常是一些疏水性比较差，保留时间比较短的物质。出峰的时候跟很多其它物质一起出来，些许的偏差就能引起浓度测不准。 临床检测的数据要想测的准，离不开一条好的标准曲线。通俗来讲，标准曲线就像一把尺子。只有把尺子做准确了，才能把未知物品的长度测准确。从科学上来讲，标准曲线就是检测物质的浓度和仪器读数的一种线形关系。一般是浓度越高，读数越大。标准品的浓度是已知的，高中低都有。测完标准品以后，把它们的浓度和仪器测得的读数在x/y的坐标纸上一画，连一条线就成了。测未知的病人样品时，浓度（x）是未知的，只有仪器的读数(y)，通过这条曲线可以把y 换算成浓度。 标准品应该怎么做，怎么用，这里面有很多学问。质谱是新鲜技术，大多的检测项目还买不到标准品，只能自己配。做标准品需要有纯样品。最好的纯样品应该是浓度和纯度都有保证书的，这样用起来放心。如果是液体的溶液就更好了，省去自己称量和溶解的麻烦。高浓度的纯样品要稀释到不同的低浓度才能使用。用什么来稀释是下一个非常关键的步骤，这里面牵扯到基质效应。因为基质效应这块儿瓦是质谱临床应用里比较难理解的一个概念。 目前同位素内标广泛应用于临床检测中：
第一部分固体样品采集 1 植物水分利用效率的研究： 取样部位：叶片 测定指标：δ13C 基本原理：δ13C分析是评估C3植物叶片中细胞间平均CO2浓度的有效方法。根据Farquhar 等(1982)，植物的δ13C值可由下式来表示： δ13C p= δ13C a-a-(b-a)×C i /C a 式中，δ13C p和δ13C a分别为植物组织及大气CO2的碳同位素比率，a和b分别为CO2扩散和羧化过程中的同位素分馏，而C i和C a分别为细胞间及大气的CO2浓度。可明显看出，植物的δ13C值与C i和C a有密切的联系。植物组织的δ13C值不仅反映了大气CO2的碳同位素比值，也反映了C i /C a比值。C i /C a比值是一重要的植物生理生态特征值，它不仅与叶光合羧化酶有关也与叶片气孔开闭调节有关，因而C i /C a值大小也与环境因子有关。另一方面，根据水分利用效率的定义，植物水分利用效率也与C i和C a有密切的联系，这可由下列方程式中看出： A= g×(C a-C i)/1.6 E= g×ΔW WUE=A/E= (C a-C i)/1.6ΔW 式中，A和E分别为光合速率和蒸腾速率，g为气孔传导率，而ΔW为叶内外水气压之差。这样，δ13C值可间接地揭示出植物长时期的水分利用效率： WUE= 1313 [1()]/1.6 a p a C C a C W b a δδ -- -? - 由于植物组织的碳是在一段时间（如整个生长期）内累积起来的，其δ13C值可以指示出这段时间内平均的C i /C a值及WUE值。 注意事项： ?阳生叶片； ?光合活性强的叶片（避免新生和衰老叶片）； ?比较不同种或不同地区植物的水分利用率时应注意大气CO2本底的δ13C值与气候和水 分条件是否接近。特别是在森林生态系统中，植物叶片δ13C值存在明显的冠层效应，即愈接近森林地表，植物叶片的同位素贫化（isotopic depletion）效应愈明显，产生这一效应的原因主要有两个：一个是林冠内部形成的光强梯度，光强下降导致较高的Ci/Ca；第二是林下植物和土壤呼吸释放含有较低13C的CO2。 前处理：尽可能立即烘干；测定前要粉碎过60－80目筛 难题：高大乔木取样；地理跨度很大或气候条件差异明显的地点间的比较 2 植物光合类型的判定 取样部位：叶片