高盐样品中同位素检测方案(同位素质谱仪)

Picarro 应用系列-CRDS 技术在测量高盐样品时的性能评估与建议 摘要：多实验室对比评估 Picarro 水同位素分析仪对海水同位素(8180)的测量精度与准确度以及同 IRMS 测量的一致性。 1.引言： 2.实验方法： 2.1四个实验室(两个 CRDS 技术、两个 IRMS技术)分别对三种不同水样进行检测，对比各实验室之间的检测结果。 2.2三种水样：萨克维尔河水(盐度0.07)、贝德福德盆地水(盐度29.45)司考田沙洲水 样(盐度34.59) 2.3四个实验室测试方法： CRDS1 ： L2130-i分析仪； 使用二级标样进行三点校准，每隔5个样品添加标样；每次注射6针，取后面三针平均值； 每测900-1000个海水样，需要清理气化室。 CRDS2 ： L2130-i分析仪； 使用二级标样进行三点校准，每隔6个样品添加标样； 每个样品注射8针，取后3-4针平均值； 反技气化室注射口加不锈钢衬垫以过滤盐分。科 IRMS1： 水样中氧同位素检测采样 Epstein和Mayeda(1953)改良的水-CO2平衡法进行分析； Delta Plus XL 质谱仪 每隔20个样品添加两种实验室标样；实验室标样由国际标样VSMOW2、SLAP2和 GISP校准。 IRMS2 ： 采用水/顶空平衡技术； Delta Plus XL 质谱仪 ； 四种内部标样由国际标样VSMOW2、SLAP2和GISP校交。 2.4相同采样点不同时间检测对比 长时间尺度上(1995-2013)对大西洋东北深海水进行重复对比检测。贝德福德海洋学研究所对拉布拉多海 AR7W 取样站的水文横断面进行长期监测，1995年的测量结果下载自NASA 880全球数据库，1999-2013年样品被密封到60ml样品瓶中保存，并在1年内完成检测。1999年样品在IRMS2 实验室完成检测，2012-2013在 CRDS1实验室完成。 3.实验结论： 表1各实验室对不同样品的测量结果(NEADW 为大西洋东北部深水样) Salinity 88o 880 880 Instrument Water Mass Lab Water Mass Water Mass Water Mass Lab Precision (lo) n Average(std) Average (std) Average (std) Ranee Sackville River CRDS1 +/-0.05 10 0.073 (0.001) -5.93(0.02) -5.97(0.03) 0.08 crds2 +/-0.05 10 -6.01(0.02) IRMS1 +/-0.03 10 -5.97(0.01) irms2 +/-0.03 10 -5.97 (0.02) Bedford Basin CRDS1 10 29.451 (0.002) -1.97 (0.02) -1.99(0.03) 0.04 crds2 10 -1.99(0.03) IRMS1 10 -2.01 (0.02) irms2 10 -2.00(0.02) Scotian Shelf CRDS1 10 34.591 (0.000) 0.02(0.03) 0.00(0.03) 0.06 crds2 10 0.01(0.03) IRMS1 10 -0.03(0.02) irms2 10 0.03(0.01) NEADW (2013) CRDS1 28 34.918(0.002) 0.31(0.11) 0.30(0.08) 0.03 (2012) CRDS1 24 34.912 (0.003) 0.30(0.06) (2009) irms2 5 34.912 (0.005) 0.30(0.11) (1995) IRMSk +/-0.03 20 34.912(0.004) 0.28(0.03) 2、实验室之间的对比发现，无论盐分高低 ， CRDS 仪器精度优于厂家确保精度(±0.05%)，可达到0.03%o以下，这还包含了采样以及样品储存造成的影响；实验室之间同位素平均值差值在0.05-0.1%o以内，可以说 CRDS 仪器精度与准确度可以达到质谱仪的标准。通过对CRDS 和 IRMS结果进行回归分析，发现两者没有明显的系统性的偏差。 3、对大西洋东北深海长时间的监测对比发现，四个年份不同实验室间检测的同位素平均值偏差仅为0.03%o，但单个实验室的测量精度与平均精度要高于同一样品不同实验室间的测量精度，这主要是因为采样方式的差异及分析数据集的差异决定，并不是水体自身变化。 4、CRDS技术的出现给同位素检测提供了全新的方法，仪器成本要低于 IRMS 仪器一个数量级，且设备相对便携可在船上操作，可以实时的测量海水同位素，可应用于更为广阔的研究领域。 有发展科技朝阳世纪北京 摘要：多实验室对比评估Picarro水同位素分析仪对海水同位素（δ18O）的测量精度与准确度以及同IRMS测量的一致性。 1. 引言：光腔衰荡光谱（CRDS）同位素测量技术为水分子中的氧同位素（δ18O）、氢同位素（δ2H）测量提供了一种全新的、经济的、更为广泛的测量方法。随着对全球海水δ18O的研究的深入，经济便携的光腔衰荡光谱（CRDS）同位素测量技术应用越来越广泛。加拿大戴尔豪斯大学海洋学系科学家们提供多组实验室间比较的结果，评估CRDS技术对海水同位素（δ18O）的测量精度与准确度，以及利用CRDS技术对水同位素（δ18O）测量同IRMS测量的一致性，此外，还讨论了盐分对CRDS仪器的影响以及解决方案。2. 实验方法：2.1 四个实验室（两个CRDS技术、两个IRMS技术）分别对三种不同水样进行检测，对比各实验室之间的检测结果。2.2 三种水样：萨克维尔河水（盐度0.07）、贝德福德盆地水（盐度29.45）、司考田沙洲水样（盐度34.59）2.3 四个实验室测试方法：CRDS1：L2130-i分析仪；使用二级标样进行三点校准，每隔5个样品添加标样；每次注射6针，取后面三针平均值；每测900-1000个海水样，需要清理气化室。CRDS2：L2130-i分析仪；使用二级标样进行三点校准，每隔6个样品添加标样；每个样品注射8针，取后3-4针平均值；气化室注射口加不锈钢衬垫以过滤盐分。IRMS1：水样中氧同位素检测采样Epstein和Mayeda(1953)改良的水-CO2平衡法进行分析； Delta Plus XL质谱仪；每隔20个样品添加两种实验室标样；实验室标样由国际标样VSMOW2、SLAP2和GISP校准。IRMS2：采用水/顶空平衡技术；Delta Plus XL质谱仪；四种内部标样由国际标样VSMOW2、SLAP2和GISP校准。2.4 相同采样点不同时间检测对比长时间尺度上（1995-2013）对大西洋东北深海水进行重复对比检测。贝德福德海洋学研究所对拉布拉多海AR7W取样站的水文横断面进行长期监测，1995年的测量结果下载自NASA δ18O全球数据库，1999-2013年样品被密封到60ml样品瓶中保存，并在1年内完成检测。1999年样品在IRMS2实验室完成检测，2012-2013在CRDS1实验室完成。3． 实验结论：表1各实验室对不同样品的测量结果（NEADW为大西洋东北部深水样）1、盐分在气化室的积累是影响CRDS检测海水同位素的主要因素，盐分的积累会降低仪器精度、增加记忆效应并缩短气化室使用寿命。建议经常清洗气化室（每次清洗气化室可保证12000针的海水注射没有明显影响）、控制海水样品量（每天控制在15个样品内）并配置气化室盐衬垫，盐衬垫对于同位素检测没有影响。2、实验室之间的对比发现，无论盐分高低，CRDS仪器精度优于厂家确保精度（±0.05‰），可达到0.03‰以下，这还包含了采样以及样品储存造成的影响；实验室之间同位素平均值差值在0.05-0.1‰以内，可以说CRDS仪器精度与准确度可以达到质谱仪的标准。通过对CRDS和IRMS结果进行回归分析，发现两者没有明显的系统性的偏差。3、对大西洋东北深海长时间的监测对比发现，四个年份不同实验室间检测的同位素平均值偏差仅为0.03‰，但单个实验室的测量精度与平均精度要高于同一样品不同实验室间的测量精度，这主要是因为采样方式的差异及分析数据集的差异决定，并不是水体自身变化。4、CRDS技术的出现给同位素检测提供了全新的方法，仪器成本要低于IRMS仪器一个数量级，且设备相对便携可在船上操作，可以实时的测量海水同位素，可应用于更为广阔的研究领域。