同位素分析法测定硝酸盐氮预处理方法研究

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地下水硝酸盐污染的氮氧环境同位素分析

地下水硝酸盐污染的氮氧环境同位素分析

地下水硝酸盐污染的氮、氧环境同位素示踪齐孟文 中国农业大学1.背景地下水硝酸盐污染的广度和程度日益加剧,其不但引起水质生态的恶化,饮用水中硝酸盐污染还容易引起高铁血红蛋白症,并在人体内形成亚硝胺类物质,从而引发食管癌、胃癌等,因此硝酸盐污染是一个备受关注的环境问题。

人为活动是造成地下水氮污染的主要原因,包括过度垦荒使土壤有机氮加速氧化、酸雨、工业和生活污水、农药和化肥,以及家畜粪便均构成潜在的污染源,其中尤以土地利用、化肥、污水和粪便是最主要的污染来源。

含氮污染物中,硝酸盐因为渗滤移动性强,以及化学性质稳定,因此是地下水中氮的主要赋存形式,同时随着迁移过程会发生化学转化,如反硝化去除过程。

研究地下水硝酸盐的污染途径、消除机制,对于水资源的评估和治理具有重要意义。

2.原理2.1硝酸盐污染源的溯源分析不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧同位素值,即污染源有特征的同位素取值范围不同,或者说同位素指纹,根据实测的氮、氧同位素值就可以判断其污染来源。

尽管单个氮同位素在许多定情况下,就可以判定硝酸盐污染来源,但一般情况下,由于不同端源氮同的位素值域范围过大,存在重叠现象,因此常需要联合氧同位素才能将不同来源污染相互区分。

端源的特征值-3NO N 15δHeaton总结出3种主要人为来源的特征值,其中:土壤有机氮矿化所形成的为+4‰~+9‰,无机化肥中和的为一4‰~+4‰,动物排泄物和污水转化的则几乎都大于+10‰。

Wilson等 后来介绍了第4种人为来源的特征值,即合成氨肥发生硝化作用所生成的为一16‰~+6‰。

-3NO N 15δ-3NO -3NO +4NH -3NO -3NO N 15δ-3NO 端源的特征值-3NO O 18δ来源于大气沉降硝酸盐的值范围较大,最大范围可达+18‰~+70‰。

化肥中硝酸盐的值一般在+22‰±3‰,微生物硝化作用所形成的值一般为10‰~+10‰。

O 18δO 18δ-3NO O18δ由于环境及土地利用方式不同,相同成因的硝酸盐中的同位素也会存在区域性差异。

同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究

同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究

同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究地下水作为重要的水资源之一,被广泛应用于供水和灌溉等领域。

然而,由于人类活动和自然原因,地下水污染问题日益严重,给人们的生态环境和健康带来了严重威胁。

因此,地下水污染溯源研究具有重要的科学和应用价值。

其中,同位素示踪方法作为一种有效的技术手段,被广泛应用于地下水污染溯源的研究中。

同位素示踪法是利用元素同位素的特点来追踪和确定地下水中各种污染物的来源和流动路径。

同位素指的是同一个元素的原子个数相同但质量不同的不同原子,例如氢同位素有氢-1、氢-2、氢-3等等。

不同的同位素的比例在不同的物质来源中也不相同,这就成为追踪物质来源的一种指示。

首先,同位素示踪法可以通过分析地下水中污染物的同位素组成,确认污染物的来源。

不同地质环境中地下水的同位素特征有所差异,各种污染源也具有不同的同位素组成。

通过对地下水样品中的同位素进行测定分析,可以确定污染物来自哪个或哪些污染源。

例如,氮同位素在化肥和污水中的同位素组成有所不同,可以通过测定地下水中氮同位素组成的差异来追踪和识别化肥和污水对地下水的污染。

其次,同位素示踪法可以揭示地下水中污染物的迁移和转化过程。

污染物在地下水中的迁移过程中,会发生一系列的生物、物理和化学反应,导致同位素组成的变化。

通过对地下水样品中不同位置及不同时间的同位素进行测定,可以揭示污染物在地下水中的迁移路径和转化过程。

例如,硝酸盐是地下水中常见的污染物之一,硝酸盐在地下水中的转化过程中,氮同位素的比例会发生变化,通过测定地下水中硝酸盐氮同位素比例的变化,可以推断硝酸盐的转化过程和迁移路径。

此外,同位素示踪法还可以评估地下水的补给来源和补给速率。

地下水的补给来源和补给速率对地下水的质量和数量具有重要影响。

通过测定地下水中同位素的组成和比例,配合水文地质调查资料,可以评估地下水的补给来源和补给速率。

例如,氢氧同位素在降水中的比例与地下水中的比例具有明显的相关性,通过测定地下水中氢氧同位素的组成和比例,可以揭示地下水的补给来源和补给速率。

化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值-概述说明以及解释

化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值-概述说明以及解释

化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硝酸盐是重要的氮源物质之一,广泛存在于自然界的水体中。

其氮氧同位素比值可以提供关于水体起源、污染源和生物转化过程的有价值信息。

因此,准确测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值对于了解水体生态环境和水质状况具有重要意义。

目前,化学转化法被广泛应用于测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值。

该方法主要基于硝酸盐的还原氮同位素比值与盐酸溶液反应,生成氮化氨气体。

经过适当的净化和分离,得到的氨气样品可用于进行氮氧同位素比值的测定。

本文的目的是介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法,并探讨了测定结果在生态环境监测和水质评估中的意义。

通过深入了解水体中硝酸盐的氮氧同位素比值,可以更好地理解水体的来源和变化过程,为保护水资源和生态环境提供科学依据。

接下来,本文将首先介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理,并详细描述实验方法。

然后,将探讨硝酸盐的氮氧同位素比值在生态环境监测和水质评估中的应用价值。

最后,本文将总结目前的研究成果,并对未来的研究方向进行展望。

通过本文的阐述,相信读者能够全面了解化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的重要性和应用价值,进一步加深对水体生态环境和水质状况的认识,并且为水资源的管理和保护提供科学依据和技术支持。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:文章结构部分:本文主要包含以下几个部分:引言:概述了本研究的背景和意义,并介绍了文章的目的和结构。

正文:主要分为两个部分,第一部分是介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法;第二部分是探讨硝酸盐的氮氧同位素比值在生态环境监测和水质评估中的意义。

结论:总结了本研究的主要结果和发现,并对未来可能的研究方向进行了展望。

在本文中,我们将首先介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法。

硝酸盐氮氧同位素

硝酸盐氮氧同位素

硝酸盐氮氧同位素引言:硝酸盐氮氧同位素是指硝酸盐分子中的氮原子的同位素,其中最常见的是硝酸盐中的氮氧同位素氮-14和氮-15。

硝酸盐是一种常见的氮素化合物,在自然界中广泛存在,对环境和生态系统具有重要影响。

通过研究硝酸盐氮氧同位素的组成和分布,我们可以了解氮循环、水体污染以及气候变化等环境问题。

一、硝酸盐的形成和来源硝酸盐是由硝酸根离子(NO3-)和阳离子组成的盐类化合物。

硝酸盐的形成主要与氮素的氧化过程有关。

在自然界中,硝酸盐是通过氮气固氮和氮化细菌作用而生成的。

此外,农业活动、工业排放和化肥施用也是硝酸盐的重要来源。

二、硝酸盐的同位素组成硝酸盐中的氮原子存在两种同位素:氮-14(14N)和氮-15(15N)。

氮-14是最常见的氮同位素,占自然界氮的99.63%,而氮-15的丰度相对较低,只占0.37%。

硝酸盐的同位素组成是由氮源和氮转化过程共同决定的。

三、硝酸盐氮氧同位素的研究意义1. 追踪氮源污染:通过测量水体中硝酸盐氮氧同位素的比值,可以确定硝酸盐的来源,追踪氮源污染的来源和扩散路径,为保护水资源和防治水体污染提供科学依据。

2. 研究氮循环过程:硝酸盐氮氧同位素的组成可以揭示氮在环境中的转化过程,包括氮的固氮、氨氧化、硝化还原等反应,有助于深入了解氮循环的机制和影响因素。

3. 借助硝酸盐同位素研究气候变化:硝酸盐氮氧同位素的组成可以用于重建古代气候变化的信息。

通过分析古代沉积物中硝酸盐的同位素组成,可以了解过去气候变化的特征和模式,为预测未来气候变化提供参考。

四、硝酸盐氮氧同位素的分析方法硝酸盐氮氧同位素的分析主要采用质谱技术,包括稳定同位素质谱仪(IRMS)和高分辨质谱仪(HRMS)。

这些仪器可以测量硝酸盐样品中氮氧同位素的比值,并计算出硝酸盐氮氧同位素的δ值。

五、硝酸盐氮氧同位素在环境研究中的应用案例1. 水体污染源追踪:通过测量河流、湖泊和地下水中硝酸盐的氮氧同位素比值,可以确定农业、城市排污和工业废水等污染源的贡献程度,为制定水资源管理和保护策略提供依据。

一种海水硝酸盐氮氧稳定同位素测定的方法等

一种海水硝酸盐氮氧稳定同位素测定的方法等

67许爱华,等:JJG 823-2014《离子色谱仪检定规程》解读地对常用泵流量值进行检定。

(3)柱箱温度设定值的变化。

旧规程中柱箱温度设定值为20℃和35℃,而新规程中柱箱温度设定值为30℃和40℃。

实际应用时离子色谱仪的柱箱温度设定值一般为30~40℃,因而新规程的设定值更贴近实际。

(4)基线噪声和基线漂移的表述更加全面、合理。

新规程规定对配有紫外可见检测器和电化学检测器的离子色谱仪,基线噪声为30 min基线中噪声最大峰–峰高对应的信号值,基线漂移为30 min内基线偏离起始点最大信号值表示。

配有电导检测器的离子色谱仪分两种情况,一种是可以直接输出电导值的,基线噪声和基线漂移同上。

另一种是不能输出电导值的,主要是国产离子色谱仪(输出值大多选择mV为单位),需要以相当于25 µL定量环仪器的0.5 µg/mL Cl–或者0.2 µg/mL Li+的峰高为满刻度。

上述测得基线噪声值和基线漂移值除以该满刻度值即为仪器的基线噪声和基线漂移。

需要注意以下两点:一是标准溶液的浓度是固定的;二是满刻度要以25 µL定量环的仪器为准,即如果仪器用的是25 µL定量环,此时该浓度下满刻度的峰高即为规程中公式(6)的分母,如果用的不是25 µL定量环,则需要进行转换。

此时新规程公式(6)中的分母应该为“实际定量环/(25×实际峰高)”,这点需要特别注意。

引入定量环的概念可以避免采用加大定量环降低基线噪声和基线漂移的现象。

新规程的计量性能中基线噪声也由旧规程的不大于1.5%FS改为不大于2.0%FS,基线漂移由旧规程的不大于3.0%FS改为不大于20%FS。

这些改变得到了用户的一致认可,更加符合国产离子色谱仪的现状。

(5)最小检测浓度的检定中引入了进样量。

新规程颁布前,在进行最小检测浓度的检定时,由于没有进样量的限制,用户为了使仪器实现较低的检出限,往往会使用大容量定量环以增大进样量,从而提高检测离子峰高、达到降低最小检测浓度的目的。

水样硝酸盐氮同位素分析预处理方法探讨

水样硝酸盐氮同位素分析预处理方法探讨

水样硝 酸盐氮 同位素分析预处理方法探讨
肖化 云 , 丛 强 刘
( 国科 学 院地球化 学 研究所 环境地 球化 学 国家重点 实验 室 , 中 贵州 贵 阳 50 0 ) 5 o2
摘 要 :采用 离子 交换 色层 法和扩散 法进 行 水样 硝 酸 盐 8

分 析预 处 理 。所 用 的 D we*1 o x
0 04mm)对 树脂 分别 用 1mo L Ha、 o .7 : l / 1t l o /
L Na H 溶 液及 无氮水 ( l ̄r 超 纯水设 备 制 O MiI eQ l 备) 进行 充分 地 清洗 后 , 树 脂 和水 混合 物 加入 含 将
1 3柱高 水 的上粗 下细两 段 圆柱 形 色层 柱 ( 段 内 / 上
细屑, 流速 为 0 5 1/ u , . ~1rL n n 回洗 时间约 3 r 0mi。 n
氮 同位素分 析预 处理 方 法是其 广泛 应用 的基础 。 传 统 的水 样 硝酸 盐 氮稳 定 同位 素分 析 预处 理 方法 是 e at L 这 种方 法 要求 事 先 对 样 品 l h 法 。 d 进行酸 化浓缩 富集或 亚 沸点浓 缩 富集 , 要大 量的 需 操作 时问, 不能在 野 外进行 。 目前多 使用离子 交 且 换色层 法取 代浓 缩 富 集, 用 真 空过 柱 富 集, 以 采 可 在较短 的时问 内( ~5h3) 成 。 然而 在 野 外 长 4 l 完 时 间的真 空 条 件 难 以 获 得 , 且 容 易 造成 树 脂 脱 而 水。过 柱 富 集 洗 脱 后 一 般 采 用 e al Ke— l h 法, jl d d h 法同样 费时 费力 , a1 又容 易引起 交 叉污染 J 。本

利用氮、氧稳定同位素识别地下水硝酸盐污染源研究进展

利用氮、氧稳定同位素识别地下水硝酸盐污染源研究进展
i u t tego n w tr Sn e5 N a d 8 0 v le a iee t o re o i a , tben r e (l ) n x g na O n to h ru d a . ic 1 n a s r i d f n u cs f t t Sa l i o n B N a do y e ( ) p e 5 u vy n f r s nre tg 5
p o l msi e t c t n o i a es u c sn u l s t p t o s a d q a t ain o r b e n i n i ai f t t o r e u i g d a o o e meh d n u n i t fNO3s u c n u sa d as r p s s d i f o nr I z o o r e ip t n lo p o o e s me a p c s e e v n a eu t d . o s e t s r i gc r f l u y d s

要: 氮污染特别是地下水硝酸盐污染已成为一个 相当普遍 而重要 的环境 问题 。地下水硝 酸盐 污染与人类健康 和环
境 安全密切相关 。为控制地下水硝酸盐污染 , 最根本 的解决办法就是找到硝酸盐 的来源 , 减少硝态氮向地下水的输送 由于不 同来源的硝酸盐具有不 同的氮 、 氧同位素组成 , 人们利用 N ; 8 N和 80开展 了硝酸盐污染源识别研究 。 义 O中 本 综述 了利用 氮 、 同位素识别地下水硝酸盐污染源及定量硝 酸盐 污染 源输入的研究进展及 目前存在的 问题 , 氧 并提 出儿
Ab t a t Ni o e p l t n a iu a y i a e ol t n f g o n wae h s e o a e y o s r c : t g n ol i p a c ld n t t p l i o r u d tr a b c me v r c mmo a d i o a t r uo r u o n n mp r n t e vr n n a s e . taep l t no r u d t r s l s l n e t u nh at n n i n n a e u i . nO d r o n i me t l s u s Ni t ol i f o n wae o e yl k dwi h ma e l a d e vr me tl c r y I l e o i r uo g ic i h h o s t l

氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用

氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用

第22卷 第12期2007年12月地球科学进展A DVAN CE S I N E AR T H S C I E N C EV o l.22 N o.12D e c.,2007文章编号:1001-8166(2007)12-1251-07氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用*陈法锦1,2,李学辉3,贾国东1(1.中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广东 广州 510640;2.中国科学院研究生院,北京 100039;3.神华乌海煤焦化有限责任公司项目研发中心,内蒙古 乌海 016000)摘 要:多年来,世界各地河流普遍存在硝酸盐污染问题。

为控制河流的硝酸盐污染,确定河水中硝酸盐的来源以及研究氮的循环过程就显得尤为重要。

由于在不同成因下,硝酸盐的δ15N和δ18O 存在着较大差异,因此利用氮、氧同位素方法研究河流硝酸盐问题正日益受到国内外研究人员的重视。

综述了用硝酸盐中氮、氧同位素来研究河流硝酸盐的不同来源(大气沉降、化肥、牲畜粪、土壤硝酸盐等)和示踪其地球化学循环过程,特别是反硝化过程,这两方面的研究进展,并对我国河流硝酸盐研究现状进行了讨论及提出今后的研究方向。

关 键 词:河流;硝酸盐;氮同位素;氧同位素中图分类号:P332.7 文献标识码:A 随着工农业生产的迅速发展,大江大河的营养元素氮、磷的含量有升高的趋势。

氮、磷的流失,不仅影响河水的水质,而且对河口及近海环境造成很大的影响。

我国长江口及其邻近海域生态环境参数的背景值(20世纪50~60年代)和现状值(1997—2003年)的比较显示,长江向长江口海域输送总氮和总磷通量持续增大[1];2002年的研究结果显示,珠江口海域的溶解无机氮(D I N)含量普遍超过0.30 m g /L的国家二类海水水质标准,大部分水域D I N>0.50m g /L的四类海水水质标准[2]。

这些无疑是20世纪80年代以来导致长江口、珠江口海域赤潮频发的重要原因。

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9 .0 , 8 6 % 洗脱 率可达到 9 .0 4 3 %。该方法可同时处理多个 水样 , 方法 简单 , 率高 , 效 且不会 引起氮 同位素分馏 。 应用此方法对 引黄水库水样进行 了分 析 , 果表 明 : 一方 法可 以用于 黄河下 游水域 中硝酸 盐氮 的 同位 素分 结 这
析, 为水体 中硝酸盐氮的来源分析提供 了有效信息 。 关键 词 : 预处理方法 ; 酸盐 ; 硝 氮同位素
Absr c :o c e c n e c r mao r p c a d ditlain meho r s d t r pa e n tae i tr t a t Ini x ha g h o t g a hi n si t t d a e u e o p e r i t n wa e l o r s mp e o a l sfr 8坫N n lss i h sa tce T e b s e p r n a o d t n i d s u s d o e in c e . a ay i n t i ril h et x ei me tlc n i o s ic se f h o i x i t
b it lto t o y d si ai n me h d,t e d silto i s5 l h it ai n tme i 0mi l n,t ea u to v r ’ a ly i 7g,t e z o i h mo n fDe a dS l s0. o h e le t do a e i 5mg,t e v l meo s g s7 h ou fHC1a s r to o u in i 5 b o p in s l t s1 mL.I h s x e i n a o d t n o n t e ee p rme t lc n ii s,t e o h ni ae ni o e ds r to ae a e c 8.6 t t t g n a o i n r t c n r a h 9 r r p 0% a d t e l to rt c n r a h 9 n h eu in ae a e c 4.3 0% . Th s i meh d c n p o e sma y dfe e ts mp e tt e s me tme smpl n fi in l t o tn to e — t o a r c s n i r n a l sa h a i i y a d efce t wih u ir g n i f y s tp r cinain.Th sme h d i s d t n y e Yelw v rRe ev i trs mp e o o e fa to to i t o su e o a a z lo Rie s r orwae a ls,t e r s ls l h e u t s o t a h s meho a e us d f rioo c a ay i fn ta e n to e n t o sr a wae s o h w h tt i t d c n b e s tpi n lsso ir t i g n i he d wn te m tr f o r
同 位 素 分 析 法 测 定 硝 酸 盐 氮 预 处 理 方 法 研 究
吴 俊 森 王 丽 丽 贾瑞 宝 , 培 刚 , , 李
(. 1 山东建筑大学 市政与环境工程学院 , 山东 济南 20 0 ;. 5 112 济南市供排 水监 测中心 , 山东 济南 2 0 3 ) 50 3
摘要 : 采用离子交换 色层法 和蒸馏法结合 的方式进行水样 中硝酸盐 8 N的分 析预处理方法研 究。实验探讨 了 离子交换色层法和蒸馏法 的最佳实验条件 。实验采用 O H型 阴离子交 换树脂 , 柱长 3 0 c 水 样流速 9 0 L .0 m, 0m / h用 K 1 , C 做洗 脱液 , 1 m / 在 5 L h的洗脱流速 下洗脱 , 水样的洗脱 液用蒸馏法进 一步处理 , 蒸馏 时间为 5 mn 定 0 i, 氮合金用量 07 , . g沸石用量为 7 m , 1 5 gHC 吸收液用量为 1mL 5 。在设 定的实验条件下 , 硝酸盐氮的吸附率可达到
9 0mL/ 0 h. KC1i e seue t h l t n f w a e i 5mL/ sus d a l n ,t e e u i o r t s 1 o l h. Th l ae i h n f rh rte td e e u t s t e u e r ae t

c a g h o tg a h c a d ditl to t o n t e e p rme t h n e c r ma o p i n sil in me h d i h x e i n .Th r a e OH y e a in e c a g e i tp n o x h n e r sn i s d i he e p rme ,t e c l mn i 00 m n l n t nd t e wae o r t o a l s a e s u e n t x e i nt h ou s 3. c i e gh a h tr f w ae f s mp e l r
第2 7卷
21 0 2年
第 1期
2月
山 东 建 筑 大 学 学 报
J OUR NAL OF HANDO S NG JAN HU I Z UNI ERST V IY
V0. 7 1 2 No. 1
F b e.Leabharlann 2 1 02文 章 编 号 :6 3— 64 2 1 ) 1 0 8— 3 17 7 4 (0 2 O —00 0
中 图 分 类 号 :5 2 X 2 文献 标 识 码 : A
S ud n pr t e t e tf r m e s e e ta e n t o e n s t p c t y o e r a m n o a ur m ntnir t r g n i io o i i a a y i eho n lss m t d
WU J n s n ,W ANG L .. JA i a t 1 u .e i. 1 i, I Ru . o ,e . b a
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