镁同位素示踪大陆风化：进展与挑战

大陆风化制约着地表物质循环及其从陆地向湖泊/海洋的迁移,并通过消耗大气CO2调节不同时间尺度的全球碳循环和气候变化,因此如何有效示踪大陆风化是地球表生过程研究的重要科学问题之一。镁（Mg）无化合价变化,不涉及氧化还原作用,主要赋存于硅酸盐岩和碳酸盐岩中,并且在表生地质过程中Mg同位素通常会发生显著的同位素分馏,这些优势赋予Mg同位素体系具备示踪大陆风化的广阔潜力。随着质谱技术的不断提高,高精度Mg同位素分析技术经历了快速且成熟的发展,并在示踪大陆风化作用研究中得到了广泛的应用。然而,风化体系中Mg的来源和同位素分馏的制约要素争议颇多,尚未达成共识。本文从Mg的储库、风化壳、流域体系、室内实验和模型模拟等方面综述了目前Mg同位素示踪大陆风化的研究进展与存在的挑战。最后指出,在示踪大陆风化方面,Mg同位素提供了独特的视角,建议细化岩石/矿物溶解及形成实验、大小流域相结合、加强多同位素体系联用并相互补充与验证,以及加强计算模型模拟,以此来约束Mg同位素示踪大陆风化的不确定性。     

热表面电离同位素稀释质谱法用于河泥中痕量镉和铅的准确测量

同位素稀释质谱法 (IDMS)是国际物质量咨询委员会 (CCQM)国际比对的基准方法之一 ,也是痕量元素分析的最准确的方法 .本工作用热表面电离同位素稀释质谱法测定了国际关键比对CCQM K1 3河泥样品中的痕量铅和镉 .同时对测量结果的不确定度进行了评定 ,取得了好的测量结果 .1　样品的配制和化学前处理按最佳稀释比例用减量法称取稀释剂和待测样品 ,置于石英烧杯或聚四氟乙烯消解罐中消解 ,分离 ,然后将配制的标定浓缩同位素的混合样品置于超净台中的红外灯下缓慢蒸干 ,以备涂样用 .称取约 1g的比对样品 (CCQM K1 3比对样品是港湾沉积物…     

蚯蚓粪和种植玉米对盐碱地铵态氮肥淋洗影响

为研究蚯蚓粪和种植玉米对盐碱土壤中外源性铵态氮肥淋洗特征变化及土壤盐分的影响,该文通过土柱模拟¹⁵N同位素示踪试验,共设4个处理,分别为空白处理组、添加蚯蚓粪处理组、种植玉米处理组、添加蚯蚓粪+种植玉米处理组,研究结果表明：在0～30cm土层,蚯蚓粪和种植玉米可以显著降低盐碱土中铵态氮肥的淋洗。添加蚯蚓粪时,减缓种植玉米对外源性氮肥向下淋失的影响,土壤对铵态氮肥的固持能力得到改善。种植玉米通过植物根系作用,降低土壤硝化作用的速率,抑制铵态氮肥的转化,增加盐碱土对酸性氮肥硫酸铵在浅层(10～20 cm)土壤中的固持,提高外源性氮肥的长效性。研究结果可为降低盐碱地的氮素淋洗损失提供理论依据。     

海洋镉生物地球化学循环研究进展

镉是一种重要的有毒重金属元素,对生态系统和人体健康造成严重威胁.目前已有学者对土壤、大气、植物等介质中镉的环境行为进行了综述,而对海洋镉循环的系统梳理较少.本文综述了海洋中镉的来源、浓度分布与影响因素、镉生物地球化学循环过程及镉同位素在海洋中的示踪应用,并对海洋镉循环未来研究方向进行了展望.在现有研究的基础上,未来应在镉全球海洋大尺度循环、迁移转化及微观动力学机制方面开展更深入研究.海洋镉及其同位素生物地球化学循环的研究可为深入理解镉的环境行为与风险和发展有效的镉污染风险防控技术提供科学依据和数据支撑.     

不同组织碳、氮元素含量和同位素分馏特征研究—以抚仙湖草鱼、鱇浪白鱼为例

结合抚仙湖浮游植物、水生植物等样品,对野生植食性草鱼(Ctenopharyngodon idellus)31个组织和野生肉食性鱇浪白鱼(Anabarilius grahami)17个组织样品碳、氮元素含量和稳定同位素比值(δ13C、δ15N)进行了对比分析.结果显示,鱼类不同组织的碳稳定同位素分馏效应显著,草鱼不同组织...     

白洋淀不同水体氢氧同位素特征及其指示意义

为深入认识白洋淀湿地水文循环过程,于2020年开展大气降雨、河水、湖水和地下水样品采集和测试,揭示了不同水体氢氧稳定同位素特征及其对蒸发、水动力条件、地表水和地下水交互作用的指示意义.结果表明,白洋淀不同水体氢氧同位素特征差异较大,δD和δ18O均值存在如下关系:6月湖水＞10月湖水＞上层地下水＞河水＞中层地下水＞下层...     

Identification of the bound residue composition derived from 14C-labeled chlorsulfuron in soil by using LC-MS and isotope tracing method

A new method for extracting the bound residue(BR) derived from ^14C-iabeled chlorsulfuron in soils was developed, and the technique of combining LC-MS with isotope tracing method was subsequently applied to identify the composition of the ^14C-BR in a loamy Fluvent derived from manne deposit. The results showed that the ^14C- [ 2- amino-4- methoxyl-6- methyl- 1,3,5 ]-triazine, ^14C- [ 2-amino-4-hydroxyl-6-methyl-1,3,5]-tdazine and ^14C-chlorsulfuron parent compound constituted the main composition of the ^14C-BR denved from ^14C-labeled chlorsulfuron in the soil. The radioactive ratio of three compounds accounted for 39.8 %, 35.4 % and 17.9 % of total recovered radioactivity, respectively. However, a small amount(3.6 % of total recovered radioactivity) of the complex of ^14C- [ 2-amino-4-hydroxyl-6-methyl-1,3,5]-tdazine might have existed in the ^14C-BR in association with an unknown soil substrate. 2-chlorobenzenesulfonamide was also detected to be one of the components of the BR. The results could well explain the mechanism of phytotoxicity caused by the BR derived from chlorsulfuron in soil. In addition, the mechanism of BR formation in soil was also discussed in details.     

西南喀斯特流域土地利用对河流溶解无机碳及其同位素的影响

河流溶解无机碳(DIC)作为流域碳循环的重要部分一直备受关注,其稳定同位素(δ13CDIC)能够反映DIC来源和转化过程,而其受土地利用变化的影响的研究还较为缺乏.为了研究喀斯特河流水体DIC和δ13CDIC的影响因素,在典型喀斯特流域赤水河进行了河水样品采集与分析.赤水河流域上游主要分布碳酸盐岩而下游分布硅酸盐岩,且...     

珊瑚礁生态系统中的汞循环研究进展

珊瑚礁生态系统具有丰富的生物多样性、极高的初级生产力、快速的物质循环等特点，被称为"海洋中的热带雨林"，在维系全球生态环境方面发挥重要作用。由于绝大部分珊瑚礁位于近海，有害金属元素如汞能够通过各种渠道进入珊瑚礁生长水域，在珊瑚礁生物中富集并经过食物链放大，对珊瑚礁生态系统造成潜在危害。本文简单介绍了珊瑚礁系统的基本概念、组成和生态功能，并汇总了目前报道的珊瑚礁生态系统中海水、沉积物、食物网、珊瑚中的汞的含量与形态。总体上，珊瑚礁生态系统中的汞研究极其有限，目前对该重要系统中的汞循环并不清楚。未来可结合稳定汞同位素方法对珊瑚礁生态系统汞的来源、迁移与转化进行示踪，认清珊瑚礁的汞汇通量，发展珊瑚骨骼对生长水域汞污染的监测技术和理论。