气体稳定同位素廓线测量系统

摘自中科院生态与环境科学稳定同位素实验室如何在生态和环境科学研究中运用稳定同位素？　　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。正如现代分子生物技术大大地推动了基因、生物化学和进化生物学的研究一样，稳定同位素技术对生态学研究也已产生了重要的影响。通过使用稳定性同位素技术，可以使生态学家测出许多随时空变化的生态过程，同时又不会对生态系统的自然状态和元素的性质造成干扰。在过去的十几年中，一些生态与环境科学的最令人瞩目的进步依赖于稳定性同位素技术，稳定性同位素能够被用来解决生态与环境科学的许多问题。 包括：1.植物如何有效地利用水分（13C）？2.植物从土壤哪个层次获得水分（18O, 2H）？3.植物通过氮固定或吸收土壤NH4+及NO3-获得氮素相对比率（15N）？4.如何确定土壤中碳和氮周转速率（13C, 15N）？ 5.区分土壤呼吸释放CO2的来源（植物根系或土壤微生物）（13C, 18O）6.区分光合和呼吸对净生态系统CO2交换或NEE的相对贡献（13C, 18O）7.区分蒸腾和蒸发对净生态系统水交换或蒸散（ET）的相对贡献（2H, 18O）如何8.判定N2O的来源（硝化细菌或反硝化细菌）（15N, 18O）?9.确定食物网初级消费者事物来源（13C, 34S）10.确定食物链的长度（15N）11.如何确定空气和水体污染物的来源（15N, 34S, 18O）12.确定城市能源消耗对大气CO2, CO和氮化物的贡献(（13C , 15N, 18O）13.判断动物如候鸟、蝴蝶等的迁徙路线（18O, 2H）14.判定史前人类社会是否以谷物作为食物来源（13C）15.确定植物的分布区域（15N, 18O, 2H）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。例如，植物在光合作用倾向于吸收含有轻碳同位素（12C）的CO2，其吸收程度受有效水含量和光合途径影响，水分有效性和光合途径是干旱或湿润环境植物的重要特性。因此，植物13C组成能够在时间尺度上整合反映植物的水分利用效率。通过测量植物茎水2H和18O组成，也能够判定植物对表层水和深层水的依赖程度。另一方面，通过向土壤添加15NH4+，并监测14NH4+对其稀释速率，就能够测定独立于硝化和固持（NH4+消耗过程）之外的土壤有机物质的矿化速率。通过在原位添加富含15N的NH4+或NO3-，并监测土壤中15N和14N，就能够量化每种微生物转化量。

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。 [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=129589]稳定同位素比例质谱仪（IRMS）的原理和应用[/url]

我是学分析化学的，去年来到地质行业做同位素分析工作，而且做的是稳定同位素中硅酸盐氧和包体水中氢氧的分析。且不说两中方法分析流程长，步骤烦琐，就是这两种方法的成功率也是底得不行，能达到30%我感觉就不错了。具体一点的讲：（1）做硅酸氧的实验台如果放置一个星期以上就需要重新做条件实验，麻烦！做包体水中氢实验台架在连续做样中断再起用时也需要做许多标准，以确定台架实验条件是否良好，累！其原因，个人以为国内目前气体同位素分析的前处理装置都是各单位自己搞出来的东西，温控、真空计、玻璃管线、加热炉都是自己临时配置上去的 ，而且都已经到了早该退休的年龄，实验条件不容易维持，这段时间做得可以却不能保证隔一段时间再做还行（2）计量认证要求过高，现在硅酸盐氧同位素需要保证的测量精度在千分之0.3、水中氢同位素测量精度要求在千分之1，这样的精度要求在实验台架最好的状态时可以达到，但是在大数情况下都是不可能达到的。（3）待续