稳定同位素示踪技术
稳定同位素示踪技术在环境污染研究中的应用
稳定同位素示踪技术在环境污染研究中的应用稳定同位素示踪技术是一种先进的环境污染研究手段，其基本原理是利用稳定同位素在生物和环境中的代谢、转化和迁移过程中的分馏现象来追踪化学物质的来源、迁移和去向。
本文将就该技术在环境污染研究中的应用进行探讨。
一、稳定同位素示踪技术的基本原理稳定同位素示踪技术主要是利用不同元素的重量相同而化学性质不同的同位素，在生物和环境中的代谢、转化和迁移过程中的分馏现象来追踪化学物质的来源、迁移和去向。
例如，氢同位素稳定示踪技术常用于研究地下水的来源和迁移路径，氮同位素稳定示踪技术常用于研究土壤和水体中氮素的来源和迁移途径，碳同位素稳定示踪技术则广泛应用于研究污染物的分布、迁移和去向等问题。
利用稳定同位素示踪技术，可以对环境中化学物质的迁移、归宿、生物转化和去向等过程进行研究，从而揭示化学物质在环境中的行为和影响。
二、稳定同位素示踪技术在土壤污染研究中的应用土壤是生态系统的底层基础，土壤污染则对人类健康和生态环境造成严重影响。
稳定同位素示踪技术在土壤污染研究中有着广泛应用。
一方面，它可以通过研究污染物在土壤-植物系统中的稳定同位素分馏现象，了解污染物的迁移途径和去向；另一方面，它可通过研究不同稳定同位素比值和组成变化来揭示污染物的生物降解和转化过程。
三、稳定同位素示踪技术在水环境研究中的应用水是人类生命和工业生产不可或缺的重要资源，但水环境的污染也给人类和生态环境带来了巨大的压力。
稳定同位素示踪技术在水环境研究中的应用主要包括追踪水体中有机和无机物的来源与污染物的迁移和去向，揭示生态系统中物质循环的实际过程。
例如，氧同位素示踪技术可用于研究水体和地下水中氧的迁移途径，分析氧的同位素组成变化来推断水体的年际变化和人类活动对水体的影响；氢同位素示踪技术可用于研究地下水的年际变化、河流水文过程和降雨循环等问题。
四、稳定同位素示踪技术在空气环境研究中的应用空气环境对于人类健康和生态系统的保护至关重要，空气污染则是现代城市所面临的主要环境问题之一。
稳定同位素示踪技术在生态学中的应用
稳定同位素示踪技术在生态学中的应用生态学是关于生物和环境互动关系的科学，它研究的核心问题之一是物质循环的过程和机制。
而稳定同位素示踪技术（Stable Isotope Tracing Technology）则是生态学中的一个重要工具，它通过对生物体内稳定同位素的监测和分析，揭示了生态系统中不同生物群体之间和物质之间的相互作用与循环过程，为我们深入了解生物和环境互动关系提供了有力支撑。
本文将从稳定同位素示踪的原理、示踪技术的种类以及它们在生态学中的应用等方面进行探讨。
一、稳定同位素示踪的原理稳定同位素示踪技术利用天然界中稳定同位素的相对丰度差异，来揭示各种生物或化学物质在环境中的循环和转化过程。
通俗地讲，自然界中存在着多种同种元素的同位素，其中相对丰度较高的同位素数量比较多，而相对丰度较低的同位素数量相对较少。
因为不同的同位素性质各异，所以它们在物质的各种过程中表现出不同的稳定性和反应活性。
比如水分子中氢原子的同位素就有稳定的氢-1、氘-2和氚-3，其中氢-1相对丰度最高，氚-3相对丰度最低。
同样，空气中的二氧化碳分子中碳原子也有稳定的碳-12、碳-13和碳-14，其中碳-12相对丰度最高，碳-14相对丰度最低。
这种差异可以利用质谱仪等仪器对稳定同位素进行检测和分析，从而揭示物质在生命体内和生态系统中的各种过程和转化。
二、示踪技术的种类稳定同位素示踪技术是一类复杂的实验手段，它可以应用于各种生物或化学物质的追踪和定量分析。
在生态学中，常用的示踪技术主要包括以下几种。
1. 激光荧光同位素比值仪激光荧光同位素比值仪是最常用的稳定同位素比值分析仪器，它通过激光诱导荧光技术，将样品中的稳定同位素分子转化为高能态激发态分子，利用荧光发射光谱测量不同同位素所发射的光谱波长，从而计算出它们的相对丰度比值。
2. 气相色谱质谱仪气相色谱质谱仪是目前最灵敏、最精确的稳定同位素示踪仪器，它能够检测不同同位素分子的相对丰度比值，常用于确定各种生物分子、尤其是蛋白质和氨基酸等化合物的同位素组成，以及微生物群体和植被的碳、氮同位素参量等方面的研究。
SIP生物技术的应用原理
SIP生物技术的应用原理1. 简介SIP（Stable Isotope Probing）生物技术是一种重要的分子生态学研究方法，它通过稳定同位素示踪技术，可以追踪特定微生物在环境中的功能和代谢过程。
这种技术在环境微生物学、土壤学、水资源管理等领域具有广泛的应用前景。
2. 原理SIP生物技术的应用原理主要包括以下几个方面：2.1 稳定同位素示踪稳定同位素示踪是SIP技术的核心原理之一。
它利用同位素丰度的差异来追踪特定微生物的代谢活动。
常用的示踪同位素包括13C、15N等。
这些同位素在自然界中的存在量很低，但可以通过加入试验样品中来进行示踪。
2.2 核酸分离和标记SIP生物技术的另一个重要原理是核酸分离和标记。
通过提取环境样品中的DNA或RNA，并根据同位素示踪的需要进行标记，可以确定特定微生物的核酸序列和代谢活动。
2.3 密度梯度离心密度梯度离心是SIP技术中的关键步骤之一。
通过调整离心管中的密度梯度，可以将不同密度范围内的特定微生物分离开来。
这样就可以将特定代谢活动的微生物与其他微生物进行区分，从而实现对其代谢活动的研究。
2.4 气相色谱-质谱联用技术在SIP生物技术中，气相色谱-质谱联用技术是常用的分析方法之一。
这种方法可以对示踪同位素标记的样品中的代谢产物进行检测和分析，从而获得微生物的代谢途径和功能信息。
3. 应用领域SIP生物技术在以下领域有重要的应用价值：3.1 环境微生物学SIP生物技术可以用于研究环境中微生物的功能和代谢过程。
通过追踪特定微生物的代谢产物和代谢途径，可以深入了解不同微生物在环境中的生态功能。
3.2 土壤学在土壤学研究中，SIP生物技术可以用于揭示土壤微生物与植物根系之间的相互作用关系。
通过示踪同位素的引入，可以追踪特定微生物的碳和氮循环过程，从而探索土壤生态系统中的关键生态过程。
3.3 水资源管理在水资源管理中，SIP生物技术可以用于鉴定和追踪水体中的微生物来源和富集过程。
稳定同位素示踪技术在生物研究中的应用
稳定同位素示踪技术在生物研究中的应用稳定同位素示踪技术是一种在生物研究中被广泛应用的技术。
该技术利用稳定同位素元素代替常规放射性标记物，对生物体内某些化合物的代谢过程进行追踪，使得研究者能够更加深入地了解代谢途径、物质交流等重要生理生化过程。
本文将深入介绍稳定同位素示踪技术在生物研究中的应用。
一、稳定同位素示踪技术的概述稳定同位素示踪技术是利用稳定同位素的不同比例来进行生物代谢途径的分析和追踪。
目前，应用较为广泛的稳定同位素元素有碳、氮、氧和氢等。
采用此技术进行示踪时，实验者会在待研究的有机化合物中添加含有少量稳定同位素的同类元素，如氢、碳等，而无机化合物如氮气、空气等也是可以进行示踪的。
这样，这些有机化合物的代谢途径就能通过对其中稳定同位素元素的比例变化进行分析了。
二、稳定同位素示踪技术在蛋白质代谢研究中的应用在蛋白质代谢研究中，稳定同位素示踪技术可以用于分析蛋白质的代谢途径、分解途径等，从而对人体蛋白质分解、合成等生理过程有更深入的了解。
方法是在人体内稳定同位素标记若干种氨基酸，然后将人体细胞或器官内的蛋白质加以分离、鉴定和定量，根据稳定同位素元素的比例进行蛋白质代谢分析，可得知蛋白质的分解率、新陈代谢规律、利用率等。
三、稳定同位素示踪技术在糖代谢研究中的应用稳定同位素示踪技术在糖代谢研究中的应用也非常广泛。
例如，在胰岛素抵抗症研究领域中，研究者可以使用稳定同位素标记葡萄糖，以了解胰岛素抵抗是否与糖的代谢方式有关。
同时，采用该技术可以追踪葡萄糖分解的途径，以及对糖与脂肪等其他代谢途径的影响程度等。
四、稳定同位素示踪技术在营养研究中的应用稳定同位素示踪技术在营养研究中也得到了广泛的应用。
例如，在评估人体营养状况时，可以采用该技术鉴定稳定同位素比例，以了解身体内某些元素（如碳、氮、氢、钙等）的含量和分配情况，从而进一步进行营养调节和改善。
另外，该技术还可以用于评估食物中营养成分的吸收率、器官的代谢率等，从而更好地帮助人们制定个性化饮食方案。
稳定同位素示踪技术在食品安全监测中的应用
稳定同位素示踪技术在食品安全监测中的应用随着人口的增长和食品供应链的全球化，食品安全问题日益引起人们的关注。
为了确保食品的质量和安全性，科学家们不断探索新的技术手段。
其中，稳定同位素示踪技术作为一种高效、准确的分析方法，被广泛应用于食品安全监测领域。
稳定同位素示踪技术是一种基于同位素组成差异的分析方法。
同位素是元素的不同形式，其核内的中子数不同。
常见的同位素有氢的氘同位素（2H）、碳的13C同位素、氮的15N同位素等。
在自然界中，同一元素的不同同位素比例存在差异，这种差异可以通过稳定同位素示踪技术进行分析和测量。
在食品安全监测中，稳定同位素示踪技术可以用于检测食品中的污染物、追踪食品来源和验证食品的真实性。
例如，在农产品中，农药残留是一个严重的问题，可以利用稳定同位素示踪技术来追踪农药的来源和分布情况。
通过测量食品中的稳定同位素比例，可以确定农药是否存在于食品中，并推断农药的使用情况。
另外，稳定同位素示踪技术还可以用于检测食品中的添加剂和掺假情况。
例如，在乳制品中，添加剂如乳化剂、增稠剂等可能被添加用于增加产品的质感和口感。
利用稳定同位素示踪技术，可以检测乳制品中的稳定同位素比例，从而判断是否存在添加剂。
此外，稳定同位素示踪技术还可以用于检测食品中的掺假情况，如检测奶粉中是否掺杂了非乳制品成分。
除了食品中的污染物和添加剂，稳定同位素示踪技术还可以用于追踪食品的来源和验证食品的真实性。
例如，在海产品中，稳定同位素示踪技术可以用于确定鱼类的来源和生长环境。
通过测量鱼类体内的稳定同位素比例，可以推断鱼类所处的水域环境和食物链的结构，从而判断其真实性和质量。
总之，稳定同位素示踪技术作为一种高效、准确的分析方法，在食品安全监测中发挥着重要的作用。
通过测量食品中的稳定同位素比例，可以检测食品中的污染物、追踪食品来源和验证食品的真实性。
这种技术的应用为食品安全监测提供了一种新的手段，有助于保障人们的饮食安全和健康。
稳定性同位素示踪法
700℃ CuO 、 CaO 使 用 前 用 700℃ 高 温 12烘 干 除 去 CO2 ， H2O ， 并 在 122 压力下制成棒状 , 备光谱 18Kg/cm 18Kg/cm 压力下制成棒状, 分析
通电予热仪器10分钟，打开光电倍增管高压 通电予热仪器10分钟，打开光电倍增管高压 10分钟
大气中的氮气
大气中的氧气
氮的同位素表
射线种类 β+ β+ ββ半衰期 0.011S 9.96m 7.1S 4.15S 99.635 0.365 自然丰度
同位素
12N
13N
14N
15N
16N
17N
1978年国际纯化学和化学联合会 年国际纯化学和化学联合会IUPAC的命名 年国际纯化学和化学联合会 的命名 法: 1. 结构式 15[N]HCl 结构式: 物质不存在) 物质不存在
4.“Y”型管及内部反应抽气须彻底 ， 型管及内部反应抽气须彻底， Y 型管及内部反应抽气须彻底 防其它气体干扰。 防其它气体干扰。
以下在光谱仪上进行, 以下在光谱仪上进行 , 可用液体样 品也可用干样品
(2).杜马法（Dumas） (2).杜马法（Dumas） 杜马法
—光谱分析中常用法 光谱分析中常用法
峰高。 峰高。
求得平均峰高，计算15N丰度。 求得平均峰高， 丰度。 平均峰高
15N实验结果计算 七．
14、15的质量比28、29、30的小10倍 的质量比28 的小10 14、15的质量比28、29、30的小10倍 不参加运算
15N丰度小于5%: 当 丰度小于5
质量为28离子流强度/质量为29 28离子流强度 R = 质量为28离子流强度/质量为29 子流强度
放电管装入燃烧室固定架上 放电管装入燃烧室固定架上。 装入燃烧室固定架上。
地球化学研究中的同位素分析技术
地球化学研究中的同位素分析技术地球化学研究是研究地球和行星体中的元素组成、地球历史演化以及地球的生命起源和演化等问题的学科。
同位素分析技术在地球化学研究领域中起着重要作用。
同位素是同一元素的不同质量核素，具有不同的原子质量，通过同位素的测量，可以揭示地球和宇宙中的一些重要物理、化学和生物过程。
本文将介绍地球化学研究中常用的同位素分析技术。
一、同位素分析技术的原理同位素分析技术是基于同位素的相对丰度差异进行的一种分析方法。
同位素相对丰度的测量可以通过质谱仪、质光谱仪、中子活化分析等手段进行。
这些方法通过测量同位素的质量、电荷、光谱峰位置等特性，从而确定样品中不同同位素的相对含量。
二、同位素分析技术的应用1. 放射性同位素分析放射性同位素是一种具有放射性衰变性质的同位素，通过测量放射性同位素的衰变速率，可以推断出地质历史、地球年龄以及地球内部的物质循环过程。
常用的放射性同位素分析技术包括铀系列、钍系列和钾系列等。
2. 稳定同位素分析稳定同位素是指不发生放射性衰变的同位素。
稳定同位素分析常用于研究地球系统中的元素循环、生物地球化学循环以及古气候变化等问题。
例如，氧同位素分析技术可以用于研究古气候变化、古海洋生物演化等；碳同位素分析技术可以用于研究碳循环、生物地球化学循环等。
3. 稳定同位素示踪技术稳定同位素示踪技术是通过测量示踪物中同位素的相对含量变化来研究地质过程和环境变化的方法。
例如，氧同位素示踪技术可以用于研究水循环、地下水补给和河流水源等；硫同位素示踪技术可以用于研究硫的来源、硫循环以及硫化物的形成和分解等。
三、同位素分析技术的挑战和发展趋势同位素分析技术在地球化学研究中起着重要作用，但也存在一些挑战。
首先，同位素分析技术需要高精度的仪器设备和实验条件，成本较高。
其次，样品准备和分析过程中存在一定的干扰因素，影响测量的准确性和可重复性。
此外，某些同位素的测量范围和准确性仍然有待提高。
为了克服这些挑战，同位素分析技术正在不断发展。
化学品的同位素示踪和标记方法
化学品的同位素示踪和标记方法化学是一门研究物质变化及其性质的学科，是现代工业和科技的重要基石。
化学品在生产生活中的应用广泛，涉及行业众多，如农业、医药、石油化工等。
而化学品同位素示踪和标记技术是化学领域的一项重要技术，它可以帮助我们更深入地了解化学反应的机理、物质的演化规律等。
一、同位素示踪技术同位素示踪技术是指使用在化学反应中具有同一化学性质，但重量数不同的同位素进行标记，以追踪同位素在反应中的变化和物质的运动过程的技术。
同位素标记可以通过放射性同位素和稳定同位素两种方法实现。
1.放射性同位素示踪技术放射性同位素示踪技术是利用放射性同位素的核衰变过程进行示踪的技术。
放射性同位素具有放射性，它们会自发地发射粒子，从而释放出能量。
通过测量放射性同位素衰变的速率可以追踪同位素在物质中的传递和转换过程。
这种方法常用于医学、生物学等领域。
2.稳定同位素示踪技术稳定同位素示踪技术是利用稳定同位素的质量不同来追踪示踪标记物分子在反应和代谢中的运动过程的技术。
因为各种化学物种中天然含有各种不同的稳定同位素，所以采用稳定同位素标记更加容易，也更加实用。
这种方法可以应用于各种化学领域和生命科学领域。
二、同位素标记技术同位素标记技术是指在化学反应中，用带有同位素的分子替换或追加目标分子中的氢、碳、氮、氧等元素，以追踪反应物或产物中原子的变化情况的技术。
目前，同位素标记技术主要应用于两种场合：一种是对高纯度产品的制备和鉴定，在化学和药学领域被广泛应用；另一种是对某些物质在大气、海洋等自然环境下的转移和迁移规律的研究。
总之，化学品的同位素示踪和标记技术是化学领域的一项重要技术。
通过同位素示踪和标记技术，我们可以更深入地了解化学反应的机理和物质的演化规律，为高纯度产品的制备与鉴定、物质在环境中的分布及迁移等问题提供重要依据。
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表1：试验所得数据
试样 测定项目 15N丰度（%）
地上部分 3.597
15N原子百分超（%） N%（全氮百分含量）
质量（g）
3.227 4.57 1.16
N的数量（mg/盆） 53.0
根系
3.547 3.177 1.31 0.74
9.7
土壤
0.454 0.084 0.19 1000 1900
（一）植物中来自肥料及土壤氮的百分数
=110 （公斤氮/公顷）
“A”值可用于评价土壤肥力状况，定量地 评定同土壤有效养分水平密切相关的因素。
(三) 肥料氮素利用率
肥料氮素利用率
NDFF% × 植物全氮量（kg/公顷）
=
施氮量（kg/公顷）
肥料氮素利用率% (地上部)
= 64.5% × 53mg/盆 100mg/盆
= 34.19%
肥料氮素利用率% (根系)
一般用硫酸钾、硫酸铜和硒粉组成的混合催化剂， 三者的质量比为 100：10：1。
2. 将铵转化成氨气
在高真空气化装置中，用碱性次溴酸钠将铵氧化 而产生氮气，其反应式：
2NH4+ + 3NaBrO
N2↑+ 5H2O + 3NaBr
四 、质谱法测定15N丰度
（一）质谱仪器的工作原理
利用电磁学原理，使带电粒子按照质荷比 进行分离，从而测定其质量的分析仪器。
进行的示踪试验。
局限性:
1. 标记化合物偏高; 2. 样品制备复杂; 3. 所需的仪器如质谱仪比较昂贵。
第二节 稳定同位素15N的测定方法
同位素
12N 13N 14N 15N 16N 17N 18N
氮元素的同位素
射线种类 半衰期 自然丰度 (原子%)
β+
0.011s
β+
9.96min
99.635
为30的峰高比28，29的小得多（？），
只能测量质荷比为28和29峰的离子强度 进行计算。
2. 计算公式 设： R =
质荷比为28的离子强度
质荷比为29的离子强 度
又设：全部氮原子中14N占的比例为p， 而15N的为q；则 p + q = 1。
由此可得：
（p + q）2 = p2 + 2pq + q2
的营养物质（土壤氮）即“A”，另一为已知
数量的施入土壤的营养物质（肥料氮），而
用作物对两个来源的氮吸收几率相等。也即：
“A” 值 施肥量（公斤氮/公顷）
=
NDFS% NDFF%
“A”值 = NDFS%× 施肥量（公斤氮/公顷） NDFF
由表1可得： %
35.5%
地上部：
× 200（公斤氮/公顷）
63.5%
63.5% × 9.7 mg/盆 =
100mg/盆 = 6.20%
三、环境科学研究
一个研究实例
珠江三角洲铅及相关重金属的污染源 和污染程度的评估
资料来源：常向阳等，元素-同位素示踪在环境科学研究 中的应用，广州大学学报(自然科学版)Vol. 1 No.13, 2002 年5月。
研究背景
• 铅对人体具有多方面的毒性，可导致智力低下、 造血机能障碍、高血压、肾病等[1]。
1. 1842
广东凡口铅锌矿
18. 382
15. 690
38. 793
1. 1716
广州市郊白云山雨水
18. 185
15. 651
38. 547
1. 1619
广州市郊白云山尘埃
18. 131
15. 620
38. 229
1. 1610
结论
（1）珠江三角洲地区的汽车尾气污染铅、工业 污染铅与自然背景铅存在着十分显著的铅同位 素组成差别,应用同位素示踪方法可将这3 种铅 区分开。
Kunio 等应用13C标记13CO2 及15NO2的 双标记技术研究水稻植株从顶叶到根对C和 N的吸收及转移规律。结果表明：C和N从 叶到根的运转中，13C从喂饲叶运转到其它 器官需1天；15N通过喂饲叶片在几小时内迅 速运转。15N进入成熟根后再运转至新根及 鞘中，大量15N从叶运输到根后，最后累积 于新根中。
工业用铅
广东地区大的铅锌矿床和生产基地主 要在粤北南岭地区,其中超大型的凡口铅锌 矿供应工业用铅占绝对优势地位,可能为主 要的工业铅污染源. 该矿方铅矿样品铅同 位素平均值与区域背景值相比以明显低的 206Pb/ 204Pb 为特征（见表1） 。
汽车尾气
汽油燃烧产生的污染铅以206Pb/ 207Pb 比值比较, 特别珠江三角洲的铅同位素背 景值明显不同（见表1）。
5 NDFS% = 1- 64.5% = 35.5%
根系： NDFF% = 3.177 ×100 = 63.5%
5 NDFS% = 1- 63.5% = 36.5%
土壤： NDFF% = 0.084 ×100 = 1.68%
5 NDFS% = 1- 64.5% = 98.32%
(二) “A”值
“A”的概念是假定土壤中的某一营养物 质（如氮）有两个来源，一个是 土壤中固有
（2）广州白云山顶汽车尾气引起的大气铅污染 也相当严重。
本讲总结
一、讲述的内容：
稳定同位素示踪技术，包括：原理、 测定方法以及其应用。
其中重点：稳定同位素示踪原理 难点：稳定15N的测定方法
二、课后复习的要求
加速 电压
V
·
M2
R1 R2 M1
电离室 出口缝
出口
1/2M1v12 = eV M1v12
R1 = eHv1
（1） (2）
根据上述两式可得：
M1
R12H12
e = 2V
如带电粒子的电荷数以电子所带的电 量为单位，则上式可改写成：
M1 e
= 4.82×10-5 R12H12 V
或： R =
144
子数中所占的百分数。通常以原子百分数
表示。例如：
15N 15N原子%
1=5N + 14N
× 100
自然物质中某元素的同位素丰度称为自
然丰度或天然丰度。
原子百分超
某一同位素丰度与自然丰度之差称为同
位素的原子百分超。
将15N浓缩到自然丰度的10倍，其原子 百分超是多少？
3.65% - 0.365% = 3.285% 在实际测定中，应该采用对照组生物样 品的自然丰度。
二、土壤肥料研究
此类试验常用以说明土壤、肥料与植物营 养的关系，须得到以下数据： 1. 试样的总含氮量和15N原子百分超； 2. 施入15N标记肥料的总氮量； 3. 标记肥料的15N原子百分超； 4. 试样的干重、肥料用量、供试土壤量。
例如：在应用15N的盆栽试验中，每盆装 土1千克，供试作用为大麦，标记肥料为 15NH415NO3，15N丰度为5.365%，施肥量 为100mg氮/盆（相当于200kg氮/公顷）， 出苗后生长6周沿表土割下植株地上部，将 根系从土壤中取出，用喷雾器细水冲冼根， 洗下的水回到原盆栽盆中，再加入一定量的 水使其呈泥浆，定其容积，并在充分搅拌后 取100ml泥浆。
二、稳定同位素示踪的基本原理和特点
（一）基本原理
1. 自然界中一种元素的同位素组成（自然 丰度）是相对恒定的。 2. 元素的同位素具有相同的化学性质。 3. 同一元素的同位素间存在质量差异。
（二）稳定同位素示踪法的特点
优点:
1. 无放射性； 2. 操作安全，对人无辐射损伤； 3. 不污染环境，试验范围不受限制； 4. 试验周期不受限制； 5. 可以代替某些元素的放射性同位素难以
二、15N示踪试验的布置
一般采用微区试验。
三、15N测样的制备
测定15N的质谱仪对测样的要求是以简 单的分子态进行。
具体制备过程如下：
1. 将样品中的标记氮转化成铵
用凯氏法将含氮样品在增温剂和催化剂 的参与下， 用浓硫酸消煮，使其中所含的各种形态的氮转化 为氨，与硫酸结合形成硫酸铵，然后加碱蒸馏， 使氨吸收在硼酸溶液中，用标准酸测定样品的全 氮量。
其中： p2为质荷比为28的离子数目；
2pq为质荷比为29的离子数目。
也即： R = p2 = p (4)
2pq
2q
15N原子% = 14N
15N + 15N
× 100
q
=
p+q
×100
1
=
× 100 2R + 1
(5)
（5）式就是通用的以同位素离子强度
比计算15N原子数的公式。
第三节 稳定同位素示踪技术应用
第五章 稳定同位素示踪技术
第一节 稳定同位素示踪原理 第二节 稳定性核素15N的测定方法 第三节 15N示踪技术在农业生物学中
的应用
第一节 稳定同位素示踪原理
一、稳定同位素、丰度 和原子百分超
稳定同位素
原子核结构是稳定的，不会自发地放出 射线而使核结构发生改变的同位素。
丰度
某种同位素的原子数在该元素总的原
• 大气铅污染是对人体健康危害十分严重的无机污 染； 它主要来自汽油燃烧产生的汽车尾气和工业 用铅。科学家已对铅的污染源和污染程度进行了 大量铅同位素示踪研究，铅同位素示踪已成为追 踪污染源和评价污染程度的有效方法。
[1] 孟金萍等，铅的生物学毒性效应,《中国比较医学 杂志》，2007，Vol.17, 58-62.
植物中来自肥料氮： NDFF % （nitrogen derived from fertilizer）
植物中来自土壤氮： NDFS% （nitrogen derived from soil）
植物样品中15N原子百分超
NDFF%=
×100
肥料中15N原子百分超
NDFS%= 1 – NDFF%