氢氧同位素标准水样
不同水体氢氧同位素
不同水体氢氧同位素一、海洋水体氢氧同位素海洋是地球上最广阔的水体之一，其中的水分子也含有不同的氢氧同位素。
海洋水体中的氢氧同位素主要有氢-1（氚）、氢-2（重氢）、氢-3（超重氢）、氧-16、氧-17和氧-18。
其中，氢-1和氧-16是最常见的同位素。
海洋水体中的氢氧同位素含量受多种因素的影响，包括水温、盐度、深度等。
一般来说，海洋表层水体中的氢氧同位素含量较高，随着深度的增加，含量逐渐降低。
这是因为氢氧同位素的分馏效应导致的。
根据研究发现，海洋水体中氢氧同位素的组成对于研究古气候变化具有重要意义。
通过对海洋沉积物中氢氧同位素的分析，可以推测出过去的气候变化情况。
因此，海洋水体中的氢氧同位素研究对于了解地球气候演变以及预测未来气候变化具有重要意义。
二、湖泊水体氢氧同位素湖泊是地球上重要的淡水资源，湖泊水体中的氢氧同位素也具有一定的特征。
湖泊水体中的氢氧同位素主要受到降水的影响，其中降水中的氢氧同位素含量与地理位置、季节等因素密切相关。
湖泊水体中的氢氧同位素含量的变化可以反映降水的季节性变化。
例如，在干旱季节，湖泊水体中的氢氧同位素含量较高，而在雨季，含量则较低。
这是因为降水中的氢氧同位素含量随着降水量的变化而变化。
湖泊水体中的氢氧同位素也可以用于研究湖泊的水文循环过程。
通过对湖泊水体中的氢氧同位素的分析，可以了解湖泊的水源、水量变化以及水体的混合程度等信息。
这对于湖泊生态系统的研究和管理具有重要意义。
三、地下水体氢氧同位素地下水是地下岩石裂隙或含水层中的水分子，其中的氢氧同位素也具有一定的特征。
地下水体中的氢氧同位素主要受到降水的影响，同时还受到地质构造、地下水流动速度等因素的影响。
地下水体中的氢氧同位素含量的变化可以反映地下水的来源和补给方式。
例如，降水中的氢氧同位素含量较高的地区，地下水体中的氢氧同位素含量也较高。
而在干旱地区，地下水体中的氢氧同位素含量则较低。
地下水体中的氢氧同位素研究对于水资源的管理和利用具有重要意义。
25《地质样品同位素分析方法 第25部分：天然水 氧同位素组成测定 二氧化碳-水平衡法》(报批稿)
地质样品同位素分析方法第25部分：天然水氧同位素组成测定二氧化碳-水平衡法警示——使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。
本部分并未指出所有可能的安全问题，使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
1 范围本文件规定了用二氧化碳—水平衡法测定天然水中氧同位素组成的方法。
本文件适用于地下水、地表水、大气降水等各种天然水体氧同位素组成的离线制备后质谱测定。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 6379.2 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法DZ/T 0130.8 地质矿产实验室测试质量管理规范第8部分：地质样品同位素分析3 术语和定义DZ/T 0184.1对涉及到的术语进行了定义，本文件没有需要界定的术语和定义。
4 方法原理在恒温（25℃）条件下，水样中的氧与已知氧同位素组成的二氧化碳标准气体（高纯钢瓶二氧化碳）通过二氧化碳-水交换平衡，用冷冻法分离平衡后的水，收集二氧化碳（CO2）气体通过双路系统导入气体质谱仪进行同位素组成分析，通过与监测的标准物质水的氧同位素组成比对，得到样品相对于国际标准的δ18O V-PDB值。
5 试剂和材料水的氢、氧同位素标准物质（参考附录B）。
高纯钢瓶二氧化碳（CO2）：≥99.999％。
无水乙醇ρ（C2H6O）=0.790 g/mL，分析纯。
液氮。
警示—常压下是超低温液体，操作不当易引起冻伤。
冷冻剂，由5.3和5.4配制，沸点-78 ℃，现配现用。
警示—常压下是低温液体，操作不当易引起冻伤。
去离子水（25 ℃时电阻率大于10 MΩ·cm）。
汽油。
警示——易燃易爆，操作不当易引起爆炸或燃烧。
2号真空油脂。
水样同位素溯源
水样同位素溯源一、概述水样同位素溯源是一种利用水中同位素的特征来追踪水源和水循环过程的技术。
同位素是指原子核中质子数相同但中子数不同的同一元素，如氢元素存在三种同位素：氢-1、氢-2、氢-3。
这些同位素在自然界中存在不同的比例，通过测量这些比例可以对水体进行溯源。
二、常见的水样同位素1. 氧同位素氧元素存在两种稳定的同位素：氧-16和氧-18。
其中，氧-18含有2个中子，相对于氧-16更重。
在自然界中，含有氧-18的水分子比例较低，而含有氧-16的水分子比例较高。
因此，通过测量水样中这两种同位素之间的比值，可以确定水体来源和循环过程。
2. 氢同位素与氧元素类似，氢元素也存在多个稳定的同位素：氢-1、氢-2和氢-3。
其中，重水（D2O）是由一个质子和一个中子组成的稳定性较高的形式。
通过测量水样中这三种同位素之间的比值，可以确定水体来源和循环过程。
3. 碳同位素碳元素存在两种稳定的同位素：碳-12和碳-13。
在自然界中，含有碳-13的水分子比例较低，而含有碳-12的水分子比例较高。
因此，通过测量水样中这两种同位素之间的比值，可以确定水体来源和循环过程。
三、水样同位素溯源的应用1. 水源地判定通过测量水样中氧同位素、氢同位素和碳同位素之间的比值，可以确定水体来源。
这对于判断某一区域的地下水或地表水是否受到污染以及污染物来源具有重要意义。
2. 水循环研究通过测量不同地点、不同时期的水样中氧同位素、氢同位素和碳同位素之间的比值，可以了解不同区域和不同时期的降雨情况、蒸发情况以及地下水与地表水之间的相互作用关系。
3. 水资源管理通过对自然界中各种类型水体（如降雨、河流、湖泊、地下水等）中氧同位素、氢同位素和碳同位素之间的比值进行分析，可以对水资源的利用和管理提供科学依据。
四、水样同位素溯源技术的优势1. 高灵敏度：水样同位素溯源技术可以非常精确地测量水样中不同同位素之间的比值，因此对于微量污染物的检测具有很高的灵敏度。
三种方法测试岩溶水样氢氧同位素的对比研究
三种方法测试岩溶水样氢氧同位素的对比研究杨会;王华;吴夏;唐伟;蓝高勇;涂林玲【摘要】通过高温热转换元素一同位素比值质谱法(TC/EA-IRMS)、多用途气体制备仪-同位素比值质谱法(GasbenchⅡ-IRMS)以及激光光谱法对岩溶水样进行对比检测,其结果显示:对于氢同位素,TC/EA-IRMS的精密度达到0.3‰,激光光谱法的精密度达到0.1‰,均优于GasbenchⅡ-IRMS的精密度1.4‰;对于氧同位素,GasbenchⅡ-IRMS的精密度达到0.02‰,激光光谱法的精密度达到0.04‰,优于TC/EA-IRMS的精密度0.16‰.使用激光光谱法测定岩溶水样的氢氧同位素,所需要的样品量少,精密度高,能够满足岩溶区样品的高精度测试要求.【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】6页(P632-637)【关键词】质谱法;光谱法;氢氧同位素;岩溶水【作者】杨会;王华;吴夏;唐伟;蓝高勇;涂林玲【作者单位】中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】O657;P642.250 引言随着同位素质谱技术的发展，测定水中稳定同位素技术越来越成为水科学研究的方法之一。
利用水中氢氧同位素技术能够示踪分析“大气降水-地表水-土壤水-地下水”之间的相互关系[1-4]，这在水文学、水文地质学、大气科学、生态学等领域有着广泛的应用。
水中系列氢氧同位素标准物质的研制
第< 期
张琳!等&水中系列氢氧同位素标准物质的研制
第 $! 卷
!"实验部分
!;!"水样的采集与制备 本次研制的 @ 个氢氧稳定同位素水标准物质由
$ 个天然水和 # 个人工配制的贫氘水组成% $ 个天 然水样分别采自远离大陆的南海海水'河北正定地 下水'青藏高原冰川水!其中的南海海水和青藏高原 的冰川水分别为我国境内氢氧同位素的两个端值% 参照 4050颁布的国际标准 860P值!因其氢氧同位 素比值无法在国内采集到天然水样!本次人工配制 了贫氘水!其同位素值与国际标准 860P值接近%
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油气田水中氢氧同位素分析新技术及应用
ｗ ｉ ａ ｌ ｄｗｔ ｌ ｓ ａ ｏ ｒｎｌｓ ｔ ｉｈｔ ｐ ｒ ｕｅ（ ５ Ｃ ． ｎ ｅ ， Ｏ ａ ｄＨ ｅｅｓｐｒｔ ｈｃ ｗ ｓ ｌ ｉ ｇａ ｙ ｒ ｎｇａｕｅ ｇ ｍ ｅａ ｒ １ ０。 ） Ａ ｄｔ ｎ Ｃ ｎ ２ ｒ ｅ ａａ ｄ ｈ ｉ ｆｅ ｈ ｓ ｃｂ ａｈ ｅ ｔ ４ ｈ ｗ ｅ
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分对分析结果造成影响。
鉴 于上述 情 况 ， 文采 用 高 温 热 裂解 技 术 ， 本 通 过元 素仪 与 同位素 质谱 计联 机装 置 （ Ａ—Ｒ ） Ｅ ＩＭＳ 建
立 了 油气 田水 氢 氧 同 位 素 的 分 析 方 法 ， 效 避 免 有 了油 气 田水 中杂 质 成 分 的 干 扰 ． 得 了 良好 的应 取 用效果。
Ｆｏ ｍａｉ ｎ ｗａ ｈ ｘ ｕ ｅ ｏ ｒｎ ｅ ｉ ｎ ａ ｙ ａ ｄ ａ ｃ ｅ ｔｍｅ ｅ ｒｃ ｗａｅ ． ｒ ｔｏ ｓｔ ｅ ｍｉｔ ｒ ｆｍａ ｅ ｓ ｄ ｍｅ ｔｒ ｎ ｎ ｉｎ ｔｏ ｔｒ ｉ ｉ
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第３ ４卷第 ２期
２１ ０２年 ３月
文章编号 ：０ １ ６ １ （０ ２）２ ０ ９ — ３ １０ — １２ ２ １ ０ — １９ ０
氧同位素标准样品组成
尼安得特人 (PNAS, 2000,7663-7666)
牛 鹿
熊
食草动物
氢氧同位素
氧同位素
自然界中氧以16O、17O、18O三种同位素的形式存 在，相对丰度分别为99.756％、0.039％、 0.205％.
天然物质的氧同位素组成通常用由18O/16O比值确 定的δ18O来描述.
18O‰ 18 O/16O(样品)－18O /16 O（标准）1000 18 O／16O（标准）
氮在不同的营养级之间存在着同位素的富集现象， 营养级每升高一级， δ15N大约富集3‰~4‰。
即食草类动物骨胶原中的δ15N比其所吃的植物富 集3‰~4‰ ，以食草类动物为食的食肉类动物骨 胶原中的δ15N又比食草类动物富集3‰~4‰。 （Bocherens 1994)
湿地生态系统
15N (~2-3‰) 13C (~0-1‰)
氮主要有两种同位素14N和15N，均为稳定同位素。
Natural abundance of 15N = 0.366% 14N = 99.634%
δ15N 的表示方法及测定
氮同位素的国际标准为大气N2，其“绝对”同位素比 值为15N/14N=(3676.5±8.1)×10-6 (Hayes, 1982)， 定义其δ15 N=0‰。
SMO W
18O/16O= 0.0020052
1967年，VSMOW(维也纳标准平均海洋水, Vienna standard mean oceanic water)是原始的SMOW定义的重新校准和被创造.
氧同位素数值转换
在骨化学研究中，有时，我们需要测量骨骼 或者沉积物碳酸盐（CaO3）中的δ18O，需 要以PDB为标准，那么此时SMOW与PDB 有换算关系，如下：
水中氢氧同位素不同分析方法的对比
水中氢氧同位素不同分析方法的对比张琳;陈宗宇;刘福亮;贾艳琨;张向阳;陈立【摘要】Continuous flow Gasbench Ⅱ -IRMS online analytical method and dual-inlet IRMS off-line analytical method were used for hydrogen and oxygen isotope composition analysis in water samples. The comparison of the analytical data from the two analytical systems indicates that Dual-inlet IRMS off-line method provides better hydrogen isotope composition data in reproducibility and accuracy than the data from the other method and the determination precision is superior to 1‰. But for oxygen isotope composition analysis, both analytical methods are able to provide good analytical data in both reproducibility and accuracy with precision of superior to 0. 2‰. However, continuous flow Gasbench Ⅱ -IRMS online analytical method is of predominance in oxygen isotope composition analysis, especially in micro-amounts of water sample analysis or in large quantity of water sample analysis.%采用在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS和离线的Dual-inlet IRMS分析方法分析水样中氢氧同位素组成.对比两种分析系统结果表明,运用离线的Dual-inlet IRMS测定氢同位素,精密度均小于1‰,比在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS重现性和精度好;运用离线的Dual-inlet IRMS和在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS测定氧同位素组成,两种分析方法均得到较好的结果,精密度和准确度基本一致(精密度均小于0.2‰).对于微量水样和大量水样中氢氧同位素组成的分析,在线的连续流Gasbench-IRMS测定氧同位素组成更具有优势.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2011(030)002【总页数】4页(P160-163)【关键词】氢同位素;氧同位素;水平衡;金属铬法【作者】张琳;陈宗宇;刘福亮;贾艳琨;张向阳;陈立【作者单位】中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,正定,050803;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,正定,050803;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,正定,050803;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,正定,050803;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,正定,050803;中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北,正定,050803【正文语种】中文【中图分类】O613.2;O613.3;O628氢氧同位素地球化学研究已经遍及许多研究领域，在研究地球水圈的循环、古气候演变、岩石形成机理、有机能源、自然生态环境以至于宇宙演变过程等方面，氢氧同位素地球化学均发挥了重要作用[1-7]。
水资源管理中的氢氧同位素技术研究
水资源管理中的氢氧同位素技术研究水，是地球上最基本的生命之源，也是人类生存所必需的基础物质之一。
随着全球人口不断增长和经济的迅猛发展，水资源的需求量不断增加，但是水源的可利用量却是有限的。
因此，对水资源的管理和利用成为了世界各国所面临的重要问题之一。
而在水资源管理领域，氢氧同位素技术被广泛应用。
氢氧同位素技术简介氢氧同位素技术是用氢氧同位素比值来研究水的性质和运动过程的一种方法。
因为不同来源的水在组成方面会有所不同，故而不同种类的水同位素比值也不尽相同。
通过对水样中氢氧同位素比值的测定，并结合氢氧同位素与环境参数（温度、降雨等）之间的关系，可以推断出水体的来源、水文过程以及水的补给来源等信息。
氢氧同位素技术已被广泛应用于水资源开发、水文过程研究、水污染控制、农业灌溉、生态保护等领域。
氢氧同位素技术在水资源管理中的应用氢氧同位素技术在水资源管理中的应用主要包括以下几个方面：1. 水循环研究氢氧同位素技术可以用来研究水的流向、水文过程以及水循环等问题。
例如，对于地下水补给来源的研究，可以通过分析地下水中氢氧同位素比值的变化来确定水的来源。
同时，利用氢氧同位素技术可以分析水的补给来源和补给时间，从而帮助制定合理的水资源管理和保护措施。
2. 水污染控制氢氧同位素技术还可以用来控制水污染。
因为不同的水污染物在水体中分布不均，也会对水体中的氢氧同位素比值产生影响。
因此，通过对水体中氢氧同位素比值的分析可以帮助确定水体中污染物的来源和迁移路径，进而实现对水污染的预测和控制。
3. 农业灌溉氢氧同位素技术可以用来研究农业灌溉水的来源和使用情况，从而实现对土壤水分和养分的管理。
例如，在干旱地区，通过对灌溉水中氢氧同位素比值的分析，可以判断灌溉水的来源和补给周期，从而合理使用水资源，提高灌溉效率。
4. 生态保护氢氧同位素技术在生态保护中也有重要应用。
例如，在海洋生态系统研究中，可以利用氢氧同位素技术分析海水中氢氧同位素比值的变化，从而研究海水运动和海洋生态系统的变化。
稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析
第３８卷第２２期２０１８年１１月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３８，Ｎｏ．２２Ｎｏｖ．，２０１８基金项目：国家自然科学基金项目（４１５７１０２９，４１３７１０５９）收稿日期：２０１８⁃０２⁃０８；㊀㊀修订日期：２０１８⁃０９⁃２９∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｙｆ．１４ｓ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１８０２０８０３４５于静洁，李亚飞．稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析．生态学报，２０１８，３８（２２）：７９４２⁃７９４９．ＹｕＪＪ，ＬｉＹＦ．Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｉｎｔｈｅｕｓａｇｅｏｆｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓｆｏｒｔｈｅｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１８，３８（２２）：７９４２⁃７９４９．稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析于静洁１，２，李亚飞１，２，∗１中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京㊀１００１０１２中国科学院大学，北京㊀１０００４９摘要：稳定氢氧同位素技术被广泛运用于生态系统㊁特别是干旱区生态系统中植物水分来源的研究，其理论假设为 水分被植物根系吸收并向木质部运输过程中不发生氢氧同位素分馏 ㊂生态系统中不同水源的氢氧同位素组成普遍存在显著差异，为从水源混合体中区分出各水源的贡献率提供了前提条件㊂但在实际应用过程中，诸多因素导致稳定氢氧同位素技术定量植物水分来源的结果具有不确定性㊂综合已有研究并加以分析，举证说明植物吸收水分相对于水源同位素变化的滞后性㊁水源同位素的季节性变化㊁蒸发作用和水源之间的混合作用对水源同位素的影响等导致植物水分来源定量结果不确定性的几个因素，以期为今后稳定氢氧同位素技术在植物水分来源领域的应用提供参考㊂关键词：稳定氢氧同位素技术；植物水分来源；不确定性；植物吸水滞后性；水源动态变化ＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｉｎｔｈｅｕｓａｇｅｏｆｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓｆｏｒｔｈｅｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓＹＵＪｉｎｇｊｉｅ１，２，ＬＩＹａｆｅｉ１，２，∗１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷａｔｅｒＣｙｃｌｅａｎｄＲｅｌａｔｅｄＬａｎｄＳｕｒｆａｃｅＰｒｏｃｅｓｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅａｎａｌｙｓｉｓｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｕｓａｇｅｏｆｐｌａｎｔｗａｔｅｒｉｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎａｒｉｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｏｆｔｈｉｓａｎａｌｙｓｉｓｉｓｔｈａｔｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓｄｏｎｏｔｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｒｏｏｔｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｔｒａｎｓｐｏｒｔｔｏｔｈｅｐｌａｎｔｘｙｌｅｍ．Ｄｒａｍａｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｒａｔｉｏｓｅｘｉｓｔａｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｗｉｔｈｉｎａｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｒｅ⁃ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅａｎａｌｙｓｉｓｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅｃａｕｓｅｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎｔｈｅｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｈａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｐｒｅｖｉｏｕｓｒｅｓｅａｒｃｈａｓｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｌｅａｄｉｎｇｔｏｔｈｉｓｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｒｅｔｅｎｔｉｏｎｏｆｒｏｏｔｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｈｅｉｓｏｔｏｐｉｃｒａｔｉｏｏｆｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｅｓｅａｓｏｎａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｉｓｏｔｏｐｉｃｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｓｏｔｏｐｉｃｒａｔｉｏｏｆｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｘｉｎｇｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ．Ｏｕｒｒｅｓｅａｒｃｈｃａｎａｃｔａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｏｔｈｅｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｉｃａｎａｌｙｓｉｓ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｓｔａｂｌｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｏｘｙｇｅｎｉｓｏｔｏｐｅｓ；ｐｌａｎｔｗａｔｅｒｕｓｅ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ；ｒｅｔｅｎｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅ；ｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ㊀㊀稳定氢氧同位素技术因被应用于研究植物水分来源时具有较高的灵敏度和准确性，并且优于对植物具有破坏性的根系调查法，因而成为生态水文研究的一种常用手段［１⁃２］，特别是被广泛运用于干旱区生态水文研究［３⁃１０］㊂植物根系从土壤中吸收水分并运输到木质部的过程不发生氢氧同位素分馏［１１］，这为从水源混合体中区分出植物的水分来源提供了理论前提；生态系统中不同水源的氢氧同位素组成存在广泛差异，是从水源混合体中区分出各水源贡献率的前提条件［１１］㊂稳定氢氧同位素技术还可用于定量植物水分来源，以及研究植物水分来源的动态变化，如利用稳定氢氧同位素可以示踪不同群落类型中植物对各水源依赖程度的动态变化规律［１，１２⁃１３］㊂但基于稳定氢氧同位素技术定量植物水分来源，其结果仍有较大的不确定性［１４］，如：多水源植物水分来源定量无法得到各水源贡献率的唯一解［１５］；水源的交互作用即 生态水文联系 所造成的水源氢氧同位素组成较为接近［１６］，植物木质部水分的同位素相对于水源的同位素组成存在滞后性等［１７］㊂本文对利用稳定氢氧同位素技术定量植物水分来源研究中存在的导致定量结果不确定性的一些因素进行分析整理，并以已有研究成果为例举证说明，以期为今后利用稳定氢氧同位素定量植物水分来源研究的改进提供参考㊂１ 利用稳定氢氧同位素定量植物水分来源的原理植物从土壤中吸收水分，而土壤水由降水㊁河水㊁地下水等水源补给㊂植物根系从土壤中吸收水分并运输到木质部的过程，不发生氢氧同位素分馏，以及自然界不同水源的氢氧同位素组成存在广泛差异，为利用稳定氢氧同位素技术从水源混合体中区分出各水源的贡献率提供了前提条件［１１］㊂利用稳定氢氧同位素确定植物水分来源的基本原理为：以植物木质部水分的氢氧同位素比率为基准，寻找与其氢氧同位素比率相近的土壤水所处层位，该层位即为植物的主要吸水层位［１，１５］；各潜在水源补给土壤水后，若没有发生明显的氢氧同位素分馏，潜在水源混合体的氢氧同位素比率便等同于其所补给的对应土壤层位土壤水的氢氧同位素比率㊂自然界水样中的氢氧同位素比率通常采用δ值来表示：δｓａｍｐｌｅ＝ＲｓａｍｐｌｅＲｓｔａｎｄａｒｄ－１éëêêùûúúˑ１０００ɢ()（１）式中，δｓａｍｐｌｅ是样品的氢（或氧）的同位素组成（ɢ），Ｒｓａｍｐｌｅ是样品中氢（或氧）的重同位素和轻同位素丰度之比（２Ｈ／１Ｈ或１８Ｏ／１６Ｏ），Ｒｓｔａｎｄａｒｄ是维也纳标准平均海水（ＶｉｅｎｎａＳｔａｎｄａｒｄＭｅａｎＯｃｅａｎＷａｔｅｒ，Ｖ⁃ＳＭＯＷ）中氢（或氧）的重同位素和轻同位素丰度之比（２Ｈ／１Ｈ或１８Ｏ／１６Ｏ）㊂获取水分氢氧同位素比率值的常用方法是：周期性采集植物木质部和土壤样品并抽提获取水分样品㊁以及采集降水㊁河水㊁地下水等潜在水源样品，经过滤后利用液态水同位素分析仪获取各水分样品的δ１８Ｏ㊁δ２Ｈ值㊂植物吸收土壤水的层位为连续变量，在实际定量植物水分来源时，可将土壤层概化为若干层，每一层视为植物的一个水源㊂假设δ１８ＯＰ（δ２ＨＰ）为植物木质部水分的δ１８Ｏ（δ２Ｈ）值；δ１８ＯＳｉ（δ２ＨＳｉ）为某ｉ层土壤水的δ１８Ｏ（δ２Ｈ）值，则某ｉ层土壤水对植物水分的贡献率ｆｉ计算公式如下：ðｎｉ＝１ｆｉδ１８ＯＳｉ２ＨＳｉ()＝δ１８ＯＰ２ＨＰ()㊀其中ðｎｉ＝１ｆｉ＝１()（２）假设δ１８ＯＷｊ（δ２ＨＷｊ）为某ｊ种潜在水源的δ１８Ｏ（δ２Ｈ）值，则某ｊ种潜在水源（降水㊁河水或地下水）对某ｉ层土壤水的贡献率ｆｉｊ的计算公式如下：ðｎｉ＝１ｆｉｊδ１８ＯＷｊ２ＨＷｊ()＝δ１８ＯＳｉ２ＨＳｉ()（３）某ｉ土壤水对植物水分的贡献率ｆｉ 和 某ｊ种潜在水源对某ｉ层土壤水贡献率ｆｉｊ 相乘，同类别潜在水源的比例相加，即为某ｊ种潜在水源对植物的贡献率，计算公式如下：３４９７㊀２２期㊀㊀㊀于静洁㊀等：稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析㊀ｆｊ＝ðｎｉ＝１ｆｉ㊃ｆｉｊ()（４）在计算植物水分来源前，首先要确定植物有几个水源，然后决定采用什么样的方法进行计算（图１）㊂图１㊀植物水分来源计算方法判断流程图Ｆｉｇ．１㊀Ｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｐｌａｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ假设植物有两种潜在水源ａ㊁ｂ，潜在水源的氢氧同位素比率分别为δ１８Ｏａ㊁δ１８Ｏｂ（和δ２Ｈａ㊁δ２Ｈｂ，在此以δ１８Ｏ为例），潜在水源的贡献率分别为ｆａ㊁ｆｂ，则可建立方程组：ｆａ㊃δ１８Ｏａ＋ｆｂ㊃δ１８Ｏｂ＝δ１８Ｏｆａ＋ｆｂ＝１０ɤｆａɤ１，０ɤｆｂɤ１(){（５）据此，潜在水源ａ㊁ｂ的贡献率求解公式分别如下：ｆａ＝δ１８Ｏ－δ１８Ｏｂδ１８Ｏａ－δ１８Ｏｂｆｂ＝δ１８Ｏａ－δ１８Ｏδ１８Ｏａ－δ１８Ｏｂìîíïïïïïï（６）假设植物有三种潜在水源ａ㊁ｂ㊁ｃ，潜在水源的氢氧同位素比率分别为δ１８Ｏａ㊁δ１８Ｏｂ㊁δ１８Ｏｃ（和δ２Ｈａ㊁δ２Ｈｂ㊁δ２Ｈｃ），潜在水源的贡献率分别为ｆａ㊁ｆｂ㊁ｆｃ，则可建立方程组：ｆａ㊃δ１８Ｏａ＋ｆｂ㊃δ１８Ｏｂ＋ｆｃ㊃δ１８Ｏｃ＝δ１８Ｏｆａ㊃δ２Ｈａ＋ｆｂ㊃δ２Ｈｂ＋ｆｃ㊃δ２Ｈｃ＝δ２Ｈｆａ＋ｆｂ＋ｆｃ＝１０ɤｆａɤ１，０ɤｆｂɤ１，０ɤｆｃɤ１()ìîíïïïï（７）据此，潜在水源ａ㊁ｂ㊁ｃ的贡献率求解公式分别如下：当植物水源为３个以上时，δ２Ｈ和δ１８Ｏ所建立的方程组显然无法得到各水源贡献率的精确解［１４］㊂ＩｓｏＳｏｕｒｃｅ线性模型［１８］和ＭｉｘＳｉｒ贝叶斯模型［１９］即是解决３个以上水源的植物水分来源问题，通过混合模型得到多组可能解，以统计值（如平均值等）反映植物水分来源特征（图２所示，图中所展示数据来源于文献［２０］）㊂４４９７㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀ｆａ＝δ１８Ｏ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈｂ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏｂ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈ－δ２Ｈｃ()δ１８Ｏａ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈｂ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏｂ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈａ－δ２Ｈｃ()ｆｂ＝δ１８Ｏ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈａ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏａ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈ－δ２Ｈｃ()δ１８Ｏｂ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈａ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏａ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈｂ－δ２Ｈｃ()ｆｃ＝１－δ１８Ｏ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈｂ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏｂ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈ－δ２Ｈｃ()δ１８Ｏａ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈｂ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏｂ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈａ－δ２Ｈｃ()㊀㊀－δ１８Ｏ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈａ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏａ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈ－δ２Ｈｃ()δ１８Ｏｂ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈａ－δ２Ｈｃ()－δ１８Ｏａ－δ１８Ｏｃ()δ２Ｈｂ－δ２Ｈｃ()ìîíïïïïïïïïïïïï（８）图２㊀利用ＩｓｏＳｏｕｒｃｅ线性混合模型计算３个以上水源的植物水分来源示意图Ｆｉｇ．２㊀Ｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｆｉｇｕｒｅｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｐｌａｎｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｆｒｏｍｍｏｒｅｔｈａｎｔｈｒｅｅｓｏｕｒｃｅｓｗｉｔｈｔｈｅｌｉｎｅａｒ⁃ｍｉｘｅｄｍｏｄｅｌｃａｌｌｅｄ ＩｓｏＳｏｕｒｃｅ图中所展示数据来源于文献［２０］；横轴表示某种水源的贡献百分比，纵轴表示在对应的贡献百分比上各水源出现的次数；ＩｓｏＳｏｕｒｃｅ模型见网址：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｐａ．ｇｏｖ／ｅｃｏ⁃ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｓｔａｂｌｅ⁃ｉｓｏｔｏｐｅ⁃ｍｉｘｉｎｇ⁃ｍｏｄｅｌｓ⁃ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ⁃ｓｏｕｒｃｅ⁃ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ２㊀利用稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性因素２．１㊀植物吸收水分的滞后性植物根系吸收水分并将其运送到木质部，需要一定的时间，因此植物根系周围的土壤水需要经历一段时间后才能在植物木质部中被检测到（图３），如：草本植物弗州草莓Ｆｒａｇａｒｉａｖｉｒｇｉｎｉａｎａ根系周围的水分出现在木质部水分中，需要１ １．５ｈ；灌木山胡椒Ｌｉｎｄｅｒａｂｅｎｚｏｉｎ根系周围的水分出现在木质部中，需要７．５ １１ｈ；而乔木异叶椴Ｔｉｌｉａｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌａ根系周围的水分出现在木质部中，需要３０ ３７ｈ；即植物吸收水分存在滞后性［１７］㊂在定量植物水分来源时，研究者们通常会同步采集植物木质部水分样品㊁土壤样品，以及降水㊁河水和地下水样品［９，１６，２１］㊂但事实上，水源的补给需要一定的时间（图３），不论是降水㊁河水㊁地下水补给土壤水的过程，还是土壤水被植物吸收利用的过程㊂植物吸收水分的滞后性，决定了 利用稳定氢氧同位素技术研究植物水分来源 的时间尺度不能太短，即样本周期至少要长于植物吸水的滞后时间㊂因此在研究植物水分来源定量问题前，首先应研究植物水分利用的滞后性问题，弄清楚各水源补给的滞后周期，可提高定量结果准确性㊂５４９７㊀２２期㊀㊀㊀于静洁㊀等：稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析㊀图３㊀某种水源的标记同位素出现在植物木质部水分中的历时（即水源补给滞后性）Ｆｉｇ．３㊀Ｔｈｅｄｕｒａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｍａｒｋｅｄｉｓｏｔｏｐｅｓｏｆａｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｏｃｃｕｒｅｄｉｎｔｈｅｘｙｌｅｍｗａｔｅｒｏｆａｐｌａｎｔ数据来源于文献［１７］，研究区位于美国纽约州伊萨卡岛（Ｉｔｈａｃａ，ＮｅｗＹｏｒｋ，ＵＳＡ，４２ʎ２６ᶄＮ，７６ʎ３０ᶄＥ）２．２㊀水源氢氧同位素的动态变化２．２．１㊀水源氢氧同位素的季节性变化通常研究植物水分来源时，以同步采集的潜在水源同位素值作为水源同位素值进行定量计算，有时也采用时段平均值作为水源的同位素代表值［９，１６，２１⁃２３］㊂但事实上，各潜在水源因来源和季节因素的影响等，存在动态变化［１６，２４］㊂如在我国西北地区的黑河流域，主要由降水补给的河水，其氢氧同位素比率会有显著的季节性特征，表现为夏季偏富集，冬季偏贫化的特点［２５］；但当河水来源于上游的地下水㊁冰雪融水等时，河水的氢氧同位素比率又表现为另一种规律，如来自于冰雪融水的河水同位素偏贫化，来自于上游地下水出流的河水同位素偏富集等（图４）㊂地下水同位素也存在一定的动态变化，地下水补给源的不同会导致其氢氧同位素值变化，尤其是越流补给水量较大，可能导致地下水同位素波动较大［２６］㊂因此在定量植物水分来源时，不能盲目以同步水源同位素值或时段平均值带入模型计算，而要通过大量连续采集水源样品进行同位素测试，分析其水源的同位素比率变化规律㊂２．２．２㊀混合作用对水源氢氧同位素的影响自然界水循环过程中的分馏和混合作用导致河水㊁降水㊁地下水等具有不同的氢氧同位素比率，这为从水源混合体中区分出各水源贡献率提供了前提条件［３］㊂而河岸带河水和地下水的交互作用频繁，可能导致河水㊁地下水的氢氧同位素比率呈现不同的动态变化特征㊂例如在我国西北干旱区黑河下游的额济纳三角洲河岸带地区（图５），河水㊁地下水的氢氧同位素比率非常接近，导致在定量河岸带植物水分来源时，并无法从植６４９７㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀图４㊀水源δ１８Ｏ动态变化Ｆｉｇ．４㊀Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆδ１８Ｏｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓ（ａ）黑河下游额济纳三角洲（９９ʎ３０ᶄ １０２ʎ００ᶄＥ，４０ʎ２０ᶄ ４２ʎ３０ᶄＮ）河水，数据来源于文献［２６］；（ｂ）黑河流域（９８ʎ １０１ʎ３０ᶄＥ，３８ʎ ４２ʎＮ）不同来源的河水，数据来源于文献［２５］；ＶＳＭＯＷ：维也纳标准平均海水（ＶｉｅｎｎａＳｔａｎｄａｒｄＭｅａｎＯｃｅａｎＷａｔｅｒ）物木质部水分这一水源混合体中区分出河水和地下水的贡献率［２６］㊂而位于湿润区的太湖沿岸（图６），地下水保持相对稳定的状态，而河水可能因其来源不同导致同位素值发生季节性变化㊂图５㊀黑河下游的额济纳三角洲河水、地下水氧同位素比率Ｆｉｇ．５㊀Ｔｈｅδ１８ＯｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｗａｔｅｒａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｔｈｅＥｊｉｎａＤｅｌｔａｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆＨｅｉｈｅＲｉｖｅｒ（ａ）我国西北干旱区黑河下游额济纳三角洲（多年平均降水量为３６ｍｍ，多年平均入境地表径流量为５．５０亿ｍ３）河岸带（９９ʎ３０ᶄ １０２ʎ００ᶄＥ，４０ʎ２０ᶄ ４２ʎ３０ᶄＮ）河水㊁地下水δ１８Ｏ，根据文献［２６］修改；（ｂ）研究区地理位置及样点分布：Ｓ１ Ｓ５（样点１ ５）２．２．３㊀蒸发作用对水源氢氧同位素的影响在干旱区，特别是极端干旱区，浅根系植物主要吸收利用降水补给的浅层土壤水㊂而降水补给土壤水后，水分的氢氧同位素比率在强烈的蒸发作用下发生显著富集，使得降水㊁植物木质部水分的氢氧同位素比率出现不一致（图７），导致无法追溯浅根系植物的潜在水分来源；特别是在极端干旱区，有时浅层土壤含水量较７４９７㊀２２期㊀㊀㊀于静洁㊀等：稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析㊀图６㊀太湖流域西侧殷村港河氧同位素比率㊀Ｆｉｇ．６㊀Ｔｈｅδ１８ＯｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｗａｔｅｒａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｔｈｅＹｉｎｃｕｎｇａｎｇＲｉｖｅｒ我国亚热带湿润季风区长江三角洲太湖流域西侧殷村港河（多年平均降水量１１００ １４００ｍｍ，多年平均径流量２２．９９亿ｍ３）的河岸带（３１ʎ２７ᶄ２２ᵡＮ，１２０ʎ００ᶄ１８ᵡＥ）河水㊁地下水δ１８Ｏ，根据文献［１６］修改低，无法获取有效的水分进行同位素测试，因而有时无法获得土壤水的氢氧同位素比率，这更加大了追溯植物潜在水分来源的难度㊂３㊀讨论与结论稳定氢氧同位素技术被广泛运用于植物水分来源的研究，其理论假设为 植物水分被根系吸收并向木质部运输过程中不发生氢氧同位素分馏 ㊂生态系统中不同水源的氢氧同位素组成差异为从水源混合体中区分出各水源的贡献率提供了前提条件，但在实际应用过程中，存在诸多挑战，导致利用稳定氢氧同位素技术定量植物水分来源的结果具有较大的不确定性㊂目前利用稳定氢氧同位素定量植物水分来源存在的主要挑战主要包括植物吸收水分的滞后性和水源的㊀图７㊀降水与浅根系植物苦豆子（Ｓｏｐｈｏｒａａｌｏｐｅｃｕｒｏｉｄｅｓ）木质部水分的δ１８Ｏ值对比Ｆｉｇ．７㊀Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅδ１８Ｏｆｒｏｍｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｘｙｌｅｍｗａｔｅｒｏｆｓｈａｌｌｏｗ⁃ｒｏｏｔｅｄＳｏｐｈｏｒａａｌｏｐｅｃｕｒｏｉｄｅｓ研究区位于中国西北干旱区黑河下游额济纳三角洲（９９ʎ３０ᶄ １０２ʎ００ᶄＥ，４０ʎ２０ᶄ ４２ʎ３０ᶄＮ）同位素动态变化导致定量结果的不确定性，而氢氧同位素比率的动态变化包括水源氢氧同位素比率的季节性变化㊁混合作用对水源同位素的影响㊁以及蒸发作用对水源同位素的影响等㊂植物吸收水分的滞后性在不同种植物间存在较大的差别，在研究植物水分来源的动态变化时，采样周期的设定要考虑到植物吸水的滞后性，即采样周期不能短于水源同位素出现在植物木质部水分内的时间；水源同位素的季节性变化可以通过连续采样或在线监测，获取完整的水源同位素变化规律，为定量植物水分来源提供依据；水源的混合作用在河岸带地区较为强烈，导致地下水与河水的同位素较为接近，无法通过稳定氢氧同位素技术定量植物的水分来源，需要寻求新的手段，如引入氢氧同位素之外的其他同位素㊁ＤＮＡ标记等手段实现植物水分来源定量；蒸发作用导致植物木质部水分同位素与潜在水源同位素组成存在显著差异，而无法追溯潜在水源贡献率，需寻求新的技术来定量植物水分来源㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒＪＲ，ＤａｗｓｏｎＴＥ．Ｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅｂｙｐｌａｎｔｓ：ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓｆｒｏｍｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｐｌａｎｔ，Ｃｅｌｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，１９９２，１５（９）：１０７３⁃１０８２．［２］㊀ＭｅｉｎｚｅｒＦＣ，ＣｌｅａｒｗａｔｅｒＭＪ，ＧｏｌｄｓｔｅｉｎＧ．Ｗａｔｅｒｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｔｒｅｅｓ：ｃｕｒｒｅｎｔｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ，ｎｅｗｉｎｓｉｇｈｔｓａｎｄｓｏｍｅｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｉｅｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＢｏｔａｎｙ，２００１，４５（３）：２３９⁃２６２．［３］㊀ＤａｗｓｏｎＴＥ，ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒＪＲ．Ｓｔｒｅａｍｓｉｄｅｔｒｅｅｓｔｈａｔｄｏｎｏｔｕｓｅｓｔｒｅａｍｗａｔｅｒ．Ｎａｔｕｒｅ，１９９１，３５０（６３１６）：３３５⁃３３７．［４］㊀ＤｏｎｏｖａｎＬＡ，ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒＪＲ．Ｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓａｎｄｕｓｅｏｆｓｕｍｍｅｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎａｇｒｅａｔｂａｓｉｎｓｈｒｕｂｃｏｍｍｕｎｉｔｙ．ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＥｃｏｌｏｇｙ，１９９４，８（３）：２８９⁃２９７．［５］㊀ＦｌａｎａｇａｎＬＢ，ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒＪＲ，ＭａｒｓｈａｌｌＪＤ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｕｐｔａｋｅｏｆｓｕｍｍｅｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｍｏｎｇｃｏ‐ｏｃｃｕｒｒｉｎｇｔｒｅｅｓａｎｄｓｈｒｕｂｓｉｎａｐｉｎｙｏｎ⁃ｊｕｎｉｐｅｒｗｏｏｄｌａｎｄ．Ｐｌａｎｔ，Ｃｅｌｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，１９９２，１５（７）：８３１⁃８３６．［６］㊀ＭｃＣｏｌｅＡＡ，ＳｔｅｒｎＬＡ．ＳｅａｓｏｎａｌｗａｔｅｒｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＪｕｎｉｐｅｒｕｓａｓｈｅｉｏｎｔｈｅＥｄｗａｒｄｓＰｌａｔｅａｕ，Ｔｅｘａｓ，ｂａｓｅｄｏｎｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｓｉｎｗａｔｅｒ．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ８４９７㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３８卷㊀Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ，２００７，３４２（３／４）：２３８⁃２４８．［７］㊀ＳｃｈａｃｈｔｓｃｈｎｅｉｄｅｒＫ，ＦｅｂｒｕａｒｙＥＣ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｆｏｇ，ｆｌｏｏｄｓ，ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｔｒｅｅｇｒｏｗｔｈａｌｏｎｇｔｈｅｌｏｗｅｒＫｕｉｓｅｂＲｉｖｅｒｉｎｔｈｅｈｙｐｅｒａｒｉｄＮａｍｉｂ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，２０１０，７４（１２）：１６３２⁃１６３７．［８］㊀巩国丽，陈辉，段德玉．利用稳定氢氧同位素定量区分白刺水分来源的方法比较．生态学报，２０１１，３１（２４）：７５３３⁃７５４１．［９］㊀邢星，陈辉，朱建佳，陈同同．柴达木盆地诺木洪地区５种优势荒漠植物水分来源．生态学报，２０１４，３４（２１）：６２７７⁃６２８６．［１０］㊀尹力，赵良菊，阮云峰，肖洪浪，程国栋，周茅先，王芳，李彩芝．黑河下游典型生态系统水分补给源及优势植物水分来源研究．冰川冻土，２０１２，３４（６）：１４７８⁃１４８６．［１１］㊀ＢｒｕｎｅｌＪＰ，ＷａｌｋｅｒＧＲ，ＷａｌｋｅｒＣＤ，ＤｉｇｈｔｏｎＪＣ，Ｋｅｎｎｅｔｔ⁃ＳｍｉｔｈＡ．Ｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｓｏｆｗａｔｅｒｔｏｔｒａｃｅｐｌａｎｔｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅ／／ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙ，ｅｄ．ＳｔａｂｌｅＩｓｏｔｏｐｅｓｉｎＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，ＳｏｉｌＦｅｒｔｉｌｉｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｉｅｓ．Ｖｉｅｎｎｅ：ＡＩＥＡ，１９９１：５４３⁃５５１．［１２］㊀ＥｈｌｅｒｉｎｇｅｒＪＲ，ＰｈｉｌｌｉｐｓＳＬ，ＳｃｈｕｓｔｅｒＷＳＦ，ＳａｎｄｑｕｉｓｔＤＲ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｍｍｅｒｒａｉｎｓｂｙｄｅｓｅｒｔｐｌａｎｔｓ．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ，１９９１，８８（３）：４３０⁃４３４．［１３］㊀ＷｈｉｔｅＪＷＣ，ＣｏｏｋＥＲ，ＬａｗｒｅｎｃｅＪＲ，ＢｒｏｅｃｋｅｒＷＳ．ＴｈｅＤＨｒａｔｉｏｓｏｆｓａｐｉｎｔｒｅｅｓ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｒｅｅｒｉｎｇＤＨｒａｔｉｏｓ．ＧｅｏｃｈｉｍｉｃａｅｔＣｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，１９８５，４９（１）：２３７⁃２４６．［１４］㊀ＲｏｔｈｆｕｓｓＹ，ＪａｖａｕｘＭ．Ｒｅｖｉｅｗｓａｎｄｓｙｎｔｈｅｓｅｓ：ｉｓｏｔｏｐｉｃａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｒｏｏｔｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅ：ａｒｅｖｉｅｗａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅｔｈｏｄｓ．Ｂｉｏｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１７，１４（８）：２１９９⁃２２２４．［１５］㊀ＰｈｉｌｌｉｐｓＤＬ，ＧｒｅｇｇＪＷ．Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎｓｏｕｒｃｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｓ．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ，２００１，１２７（２）：１７１⁃１７９．［１６］㊀ＱｉａｎＪ，ＺｈｅｎｇＨ，ＷａｎｇＰＦ，ＬｉａｏＸＬ，ＷａｎｇＣ，ＨｏｕＪ，ＡｏＹＨ，ＳｈｅｎＭＭ，ＬｉｕＪＪ，ＬｉＫ．ＡｓｓｅｓｓｉｎｇｔｈｅｅｃｏｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓａｎｄｓｅａｓｏｎａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｗａｔｅｒｕｓｅｂｙＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬ．ｉｎａｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌｒｉｐａｒｉａｎａｒｅａ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ，２０１７，５５３：４８６⁃５００．［１７］㊀ＤａｗｓｏｎＴＥ．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｌｉｆｔａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｂｙｐｌａｎｔｓ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｗａｔｅｒｂａｌａｎｃｅ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｐｌａｎｔ⁃ｐｌａｎｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ，１９９３，９５（４）：５６５⁃５７４．［１８］㊀ＰｈｉｌｌｉｐｓＤＬ，ＧｒｅｇｇＪＷ．Ｓｏｕｒｃｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｓ：ｃｏｐｉｎｇｗｉｔｈｔｏｏｍａｎｙｓｏｕｒｃｅｓ．Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ，２００３，１３６（２）：２６１⁃２６９．［１９］㊀ＭｏｏｒｅＪＷ，ＳｅｍｍｅｎｓＢＸ．Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎｄｐｒｉｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｏｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｍｉｘｉｎｇｍｏｄｅｌｓ．ＥｃｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，２００８，１１（５）：４７０⁃４８０．［２０］㊀ＹａｎｇＢ，ＷｅｎＸＦ，ＳｕｎＸＭ．ＳｅａｓｏｎａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｄｅｐｔｈｏｆｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅｆｏｒａｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌｃｏｎｉｆｅｒｏｕｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｒｏｕｇｈｔｉｎａｎＥａｓｔＡｓｉａｎｍｏｎｓｏｏｎｒｅｇｉｏｎ．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄＦｏｒｅｓｔＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０１５，２０１：２１８⁃２２８．［２１］㊀ＷａｎｇＪ，ＦｕＢＪ，ＬｕＮ，ＺｈａｎｇＬ．Ｓｅａｓｏｎａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｗａｔｅｒｕｐｔａｋｅｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｒｅｅｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｐｅｓｉｎｔｈｅｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ．ＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１７，６０９：２７⁃３７．［２２］㊀钱龙娇．基于氢氧稳定同位素浑善达克沙地人工种植杨树吸水来源和耗水耦合研究［Ｄ］．呼和浩特：内蒙古农业大学，２０１７．［２３］㊀王玉阳，陈亚鹏，李卫红，王日照，周莹莹，张建鹏．塔里木河下游典型荒漠河岸植物水分来源．中国沙漠，２０１７，３７（６）：１１５０⁃１１５７．［２４］㊀ＷｕＹ，ＺｈｏｕＨ，ＺｈｅｎｇＸＪ，ＬｉＹ，ＴａｎｇＬＳ．Ｓｅａｓｏｎａｌｃｈａｎｇｅｓｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｕｓｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｔｈｒｅｅｃｏ⁃ｏｃｃｕｒｒｉｎｇｄｅｓｅｒｔｓｈｒｕｂｓ．ＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓ，２０１４，２８（２６）：６２６５⁃６２７５．［２５］㊀张应华，仵彦卿．黑河流域不同水体中δ１８Ｏ的变化．水科学进展，２００７，１８（６）：８６４⁃８７０．［２６］㊀李亚飞，于静洁，陆凯，王平，张一驰，杜朝阳．额济纳三角洲胡杨和多枝柽柳水分来源解析．植物生态学报，２０１７，４１（５）：５１９⁃５２８．９４９７㊀２２期㊀㊀㊀于静洁㊀等：稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析㊀。
微量水氢氧同位素在线同时测试技术——热转换元素分析同位素比质谱法
微量水氢氧同位素在线同时测试技术——热转换元素分析同位素比质谱法刘运德;甘义群;余婷婷;刘存富;周爱国【摘要】水中氢氧同位素组成的时空差异性,为水循环、古气候环境反演、水源识别等研究提供了一种非常有效的技术手段.文章采用热转换元素分析同位素比质谱法(TC/EA-IRMS),实现了在线单次分析过程中同时测定微量水的δD和δ18O,用样量仅需0.2 μL;δD和δ18O的分析精度分别为0.81‰和0.06‰.通过分类测试(δD值相差小于50‰的水样和标准水列为同一类进行测试)等措施可消除记忆效应,同时实现对测试结果的精确校正,而无需准确标定参考气和测定H+3因子.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2010(029)006【总页数】5页(P643-647)【关键词】微量水;氢氧同位素组成;热转换元素分析同位素比质谱法【作者】刘运德;甘义群;余婷婷;刘存富;周爱国【作者单位】中国地质大学环境学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北,武汉,430074;中国地质大学环境学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北,武汉,430074;中国地质大学环境学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北,武汉,430074;中国地质大学环境学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北,武汉,430074;中国地质大学环境学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】O628;O628.11;O657.63在自然界水循环过程中，同位素分馏导致水中氢氧同位素组成具有时空差异，这使得稳定氢氧同位素在地质学、水文学、水文地质学、大气科学、生态学等领域有着广泛的应用。
一般来说，氢氧同位素组成可以识别和量化水分来源、揭示水循环演化过程及形成机理，为研究植物代谢机制、古环境气候反演提供一种非常有效的技术手段[1-6]。
地下水—氧同位素的测定—CO2-H2O平衡法1
FHZDZDXS0098 地下水 氧同位素的测定 CO 2 H 2O 平衡法F-HZ-DZ-DXS-0098地下水—氧同位素的测定—CO 2-H 2O 平衡法1 范围本方法适用于一般地下水中氧同位素的测定。
本法精度为±0.2‰。
2 原理取一定量的水和一定量的高纯二氧化碳气体于同一反应瓶中，经过振荡，发生氧同位素交换反应：O O C O H O O C O H 18161621616182+⇔+ 此反应在25℃时，分馏系数α=1.0412。
待交换反应达到平衡时，取平衡后的CO 2气样进行质谱测定。
经过计算，即可求出水样中氧同位素组成。
3 试剂3.1 无水乙醇（CH 3CH 2OH ，优级纯）。
3.2 干冰。
3.3 液氮。
3.4 高纯CO 2气体（钢瓶装，99.99%）。
注：CO 2气体如果不纯，应进行纯化和脱水。
3.5 标准水样。
4 仪器设备4.1 气体质谱计。
4.2 质谱气样制备装置。
4.3 振荡水平衡器。
5 试样制备5.1 测定氢氧同位素的水样的采集取100mL 水样于硬质玻璃瓶中（尽量注满，不留空隙），密封，送实验室测定。
5.2 碱性水样必须先进行酸化。
矿化度高的水样，要预先进行真空蒸馏以消除盐份对测定结果的影响。
6 操作步骤6.1 气样的制备6.1.1 取10.0mL 水样（或标样）于反应瓶中，将反应瓶联到真空系统上（图1）。
反应瓶（6）外面套上干冰-乙醇冷冰剂（-70℃）冷冻10min ，将水冻住。
在活动冷肼处（8）套上液氮杯。
打开反应瓶活塞（9），抽真空至1Pa ，关闭反应瓶活塞（9）。
6.1.2 取下冷冻剂，换上温水使水样全部解冻，将溶解在水中的空气和冷冻时捕集的气体释放出来。
再次冻结水样10min ，打开反应瓶活塞（9），继续抽真空至1Pa 。
6.1.3 往反应瓶（6）及气样管A 中注入压力为50Kpa 的高纯CO 2气体。
关闭活塞（9）及活塞（10）。
取下气样管A 送质谱计测定原始CO 2的δ值。
SYT5237-91水中氢同位素分析方法
SY 中华人民共和国石油天然气行业标准SY 5237—91 ───────────────────────────────水中氢同位素分析方法锌还原封管法1991—07—19发布 1991—11—01实施───────────────────────────────中华人民共和国能源部发布中华人民共和国石油天然气行业标准SY 5237—91水中氢同位素分析方法锌还原封管法───────────────────────────────1主题内容与适用范围本标准规定了水中氢同位素分析程序。
本标准适用于各种水样氢同位素组成的测定。
2 原理水在455±10℃下与锌反应转化为氢气,把氢气引入质谱仪测定氢同位素组成。
3仪器设备和材料a.同位素质谱仪；b.净化锌粒真空装置（见图1）；c.真空制样装置（见图2）；d.直立式高温炉；e.进样器（见图3）；f.样品管（见图2）；g.小型管式炉；h.液氮。
4试剂a.无水乙醇：化学纯；b.锌粒：分析纯，直径0.5～2.0mm；c.硝酸:分析纯；d.丙酮：分析纯。
5分析步骤5.1锌粒的处理和保存5.1.1用5%硝酸溶液与锌粒搅拌15～30s ，洗净锌粒表面氧化物，依次用自来水和蒸馏水洗至中性，再用丙酮洗两次，晾干。
5.1.2把锌粒装入储锌管和样品管，每个样品管装入锌粒约150mg ，将其连续到图1的装置上，于 2.5Pa 真空下加热储锌管至300℃脱气2h ，冷却后充入纯氮气备用。
5.2 真空制样5.2.1 真空制样装置和样品管参看图2，样品管用特硬玻璃管制作，装入锌粒后颈部拉成壁厚均匀 的细管，以便进水样后熔封。
5.2.2 将图1中的样品管取下，用厚壁乳胶管连接到图2的真空制样装置上，用液氮冷冻阱，抽真空达2.5Pa 后，用小型管式炉加热（250±10℃）样品管去气5min 。
5.2.3 移去小型管式炉，从注样品硅橡塞处注入水样2～10μl 。
用液氮冷冻样品管，并用吹风机加热注样口使水样全部转入样品管。
氢氧同位素1
5、变质水
不同类型水的混合
三、各种岩石的氧同位素分布
四、氧稳定同位素在矿床学研 究中的应用
（一）在内生矿床中的应用
1、氧同位素地质温度计
基本原理：当同位素交换反应达到平衡时，共 生矿物对或矿物-水之间的同位素分馏与温度有 关。温度愈高，分馏愈小，温度愈低，分馏愈 大。 l000lnαx-y=A×106/T2+B 式中，A和B是常数，x和y一一代表两共生矿物。 当两共生矿物的δ差值小于10‰时，上式可近 似表示 l000lnαx-y≈δx一δy= A×106/T2+B
连续取不同的温度值即可获得图 5-23所示的共 生矿物对氧同位素分馏与温度的关系曲线。 矿物对温度计 在形成过程中，达到并保持同位素平衡，那么 计算获得的同位素平衡温度与用其他方法测定 的温度值是一致的。应当指出，根据共生矿物 对氧同位素组成计算得出的温度代表同位素平 衡温度，这个温度值所反映的是矿物间同位素 平衡终止时的温度。
Pb:
CIT标准：18.625，15.475，36.300 GS4标准：16.158，15.406，35.841 NBS： 16.937，15.491，36.721
三、样品的表示方法：
δ18O=[（18O/16O）样品-（18O/16O）smow]/ （18O/16O） smow ×1000 ‰
第二节 氢氧同位素
二、各种水的同位素组成
1、海水
海水的氢氧同位素δ值非常均匀，在0附近， 中新生代的海水δ18O<1 ‰ ，δD<10 ‰ ， 但是红海海水由于强烈的蒸发作用 δ18O 高达 +2 ‰ ，δD高达+11 ‰ 。
地下水质分析方法_氦气、氢气、氧气、氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳氚含量测定规范
DZ/T 0064.74—202X地下水质分析方法第74部分：氦气、氢气、氧气、氩气、氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢的测定气相色谱法警示——使用本部分的人员应具有气相色谱使用经验或在有气相色谱使用经验的分析人员指导下操作；分析中使用的部分气体有毒、易燃、易爆，请注意通风、防爆，防中毒。
本警示并未指出所有可能的安全问题，使用者有责任采取适当措施，确保安全，并保证符合国家相关法规和标准。
1 范围DZ/T 0064的本部分规定了气相色谱法测定地下水中自然逸出的氦气、氢气、氧气、氩气、氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体以及真空脱气得到的地下水中溶解性氦气、氢气、氧气、氩气、氮气、甲烷等气体的方法。
DZ/T 0064的本部分适用于地下水中自然逸出的氦气、氢气、氧气、氩气、氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体以及真空脱气得到的地下水中溶解性氦气、氢气、氩气、甲烷等气体的测定。
当气体进样体积为100 μL时，本方法检出限、定量限见表1。
表1 方法检出限及方法定量限单位：μL/L2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
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GB/T 6379 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）GB/T 29173-2012 油气地球化学勘探试样测定方法3 原理1DZ/T 0064.74—202X2 5A分子筛色谱柱能够按分子大小将混合气中的氦气、氢气、氧气、氩气、氮气、甲烷、一氧化碳分组分离；多孔层壁聚苯乙烯-二乙烯基苯色谱柱（PLOT-Q）则利用吸附能力不同将混合气中二氧化碳、硫化氢分离。
气相色谱-热导检测器通过比较被测组分与载气的热导系数差异对组分进行定性、定量分析。
地下水中自然逸出的或真空脱出的溶解性气体经5A分子筛色谱柱、多孔层壁聚苯乙烯-二乙烯基苯色谱柱分离，气相色谱-热导检测器检测，以色谱峰保留时间定性、峰面积（峰高）定量分析。
mat253同位素质谱仪 水平衡法氢氧同位素
mat253同位素质谱仪水平衡法氢氧同位素全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：MAT253同位素质谱仪水平平衡法氢氧同位素一、绪论同位素是指同一元素中原子核内的质子数相同，而中子数不同的核，同位素质谱仪（Mass Spectrometer，MS）是一种通过对样品中不同同位素的质量进行分析的仪器。
现代科学技术的发展离不开同位素的应用，同位素可以用来追踪元素的起源、转化过程、地下水动态等。
在环境科学、地球化学、生态学、医学、生物学、物理化学等领域，同位素分析技术得到了广泛应用。
MAT253同位素质谱仪是一款用于检测氢氧同位素的高精度仪器，通过水平平衡法实现对氢氧同位素的检测。
二、MAT253同位素质谱仪的原理MAT253同位素质谱仪是一种利用高能荷质比偏转磁场进行氢氧同位素分析的仪器。
其基本原理是通过电场和磁场对气态或溶液形态的样品中的分子进行分解，然后根据不同同位素的质量谱分布在检测器上的位置进行检测和分析。
其工作原理主要包括四个步骤：采集、解析、检测和数据处理。
1. 采集样品进入质谱仪后，首先经过离子化器，将样品分子离子化。
离子化器通过加热或者化学反应的方式将样品分子转化为离子，这些离子带有正电荷，进入带电磁场的源部。
在带电磁场的作用下，离子被电场和磁场分别加速和偏转，并由入射区进入质谱管。
2. 解析在质谱管内，离子受到磁场和电场的作用，经过一系列检测器、偏转器和收集器的装置，不同质荷比的离子受到不同偏转力，被分离开来，形成质谱图谱。
3. 检测检测器是在众多同位素和元素中选择的电子倍增器，其主要功能是将来自解析部位的粒子信号电流转化为强度和时段可比较的电压信号，以便于进一步处理和分析。
4. 数据处理MAT253同位素质谱仪通过计算机系统的配合完成对样品中氢氧同位素含量和分布的分析和处理，包括质杂分布谱、质量碎片谱、质量联络谱等。
通过数据的处理，得到氢氧同位素的相对含量和标准浓度值。
三、水平平衡法氢氧同位素定量分析氢氧同位素的定量分析是现代同位素质谱分析技术应用的一个重要方面，水平平衡法是指对样品中氢氧同位素的含量进行测定时，在其不同同位素之间建立平衡关系，通过内部标准法实现氢氧同位素的定量分析和检测。
新型激光光谱仪测定水样氢氧稳定同位素比率的分析方法与性能研究
新型激光光谱仪测定水样氢氧稳定同位素比率的分析方法与性能研究作者：田彪孙维君丁明虎张通效存德张东启来源：《中国测试》2018年第02期摘要：为明确激光同位素光谱仪的性能特点、测试精度和减少记忆性误差，该文对基于波长扫描光腔衰荡光谱（WS-CRDS）技术的Picarro0L1102i型激光同位素光谱仪进行快速分析方法和高精度分析方法的记忆性误差测试实验，并与MAT 253型同位素比质谱仪的测试结果进行精度对比，进而验证方法的可靠性。
结果表明：高精度分析方法的数据精度优于快速分析方法，但两者并无本质差异：两种方法所得δ18O测试值与MAT 253测试值的平均偏差都在0.0001%以下，所得δD测试值与MAT 253测试值的平均偏差分别为0.0016%和0.0006%，均符合测试精度要求。
基于PicarroL1102i型光谱仪的样品准备过程简单，测试成本比MAT 253型质谱仪低，在常规水样分析中具有较大的应用潜力。
关键词：氢氧稳定同位素；激光同位素光谱仪；同位素比值质谱法；数据精度；记忆性误差文献标志码：A文章编号：1674-5124（2018）02-0122-060引言氢氧稳定同位素作为水的“DNA”，对于研究水分的传输和转化具有重要的意义。
由于同位素效应的存在，δ18O和δD成为了土壤、植被、大气和海洋间不同形式水分运动的最佳示踪剂，成为涉及大气、水文和生态等多种学科的重要研究工具。
目前，国内外利用水氢氧稳定同位素进行了诸多领域的研究。
在全球气候变化研究方面，Steenlarsen等对格陵兰岛表面冰雪氢氧同位素的变化及控制因素作出分析；Voelker等对大西洋东北部水团来源进行了同位素的示踪分析。
Mikhalenko等对Elbrus地区西部高原深冰芯进行了氢氧稳定同位素分析。
在古气候重建研究方面，Affolter等分析了加里曼丹岛与瑞士洞穴内石笋氢氧稳定同位素的变化，进而对该地区古气候进行重建研究。
石英包裹体水中氢氧同位素测试方法
石英包裹体水中氢氧同位素测试方法
石英流体包裹体中氢氧同位素分析方法
一、准备样品
称取5－15g样品，用浓硝酸清洗石英，以去除可能含有的其它矿物及有机物，再用去离子水反复冲洗至中性，加热烘干后备用；
二、将石英样品放入石英管，加热去气，抽好真空后，于高温下爆裂，并收集爆
裂出的水。
三、对收集到的水进行H、O同位素分析：
1）氢同位素用锌还原法测定
水与锌在高温条件下发生置换作用→收集氢气→MAT251质谱分析
2）氧同位素用二氧化碳—水高温平衡法测定
水与高纯二氧化碳在高温条件下发生氧同位素交换作用→收集交换平衡后的二氧化碳→MA T251质谱分析
四、流程监控
整个氢氧同位素分析过程采用GBW04402标准水样和重复样（重复个数为所测样品数的30%）来监控，标准测定值为δD(‰)＝-64.8±1.1，δ18O(‰)=-8.79±0.14，与其证书值在测定误差允许范围之内；重复样的测试结果亦在误差范围内一致，表明测试流程可靠，得到的实验数据准确可信。
注：其它单矿物（方解石等）流体包裹体的H、O同位素测定流程，与石英流体包裹体的类似，仅称样量、清洗过程和制样温度不同。
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氢氧同位素标准水样
氢氧同位素标准水样是指在水中含有已知比例的氢和氧同位素的水样。
这种水样一般用于同位素分析、地球科学研究、气候变化研究等领域。
在氢氧同位素标准水样中，氢和氧元素的同位素比例是已知的，通常以δ值表示。
δ值是指同位素比例相对于国际标准（通常
为标准大气、海洋样品）的偏移量。
例如，δD表示氘（重氢）与氢的同位素比例的偏移量，δ18O表示氧-18同位素与氧-16
同位素比例的偏移量。
氢氧同位素标准水样的制备需要使用高纯度的氢氧同位素标记化合物，并根据已知的比例进行混合。
常用的氢氧同位素标准水样有VSMOW（Vienna Standard Mean Ocean Water）、
SLAP（Standard Light Antarctic Precipitation）等。
这些氢氧同位素标准水样在实验室中被广泛应用，可用于校准和质控，确保同位素分析结果的准确性和可比性。
同时，它们也是进行同位素地质、水循环、古气候研究等的基础。