同位素分析法测定硝酸盐氮预处理方法研究

合集下载

地下水硝酸盐污染的氮氧环境同位素分析

地下水硝酸盐污染的氮、氧环境同位素示踪齐孟文中国农业大学1.背景地下水硝酸盐污染的广度和程度日益加剧，其不但引起水质生态的恶化，饮用水中硝酸盐污染还容易引起高铁血红蛋白症，并在人体内形成亚硝胺类物质，从而引发食管癌、胃癌等，因此硝酸盐污染是一个备受关注的环境问题。

人为活动是造成地下水氮污染的主要原因，包括过度垦荒使土壤有机氮加速氧化、酸雨、工业和生活污水、农药和化肥，以及家畜粪便均构成潜在的污染源，其中尤以土地利用、化肥、污水和粪便是最主要的污染来源。

含氮污染物中，硝酸盐因为渗滤移动性强，以及化学性质稳定，因此是地下水中氮的主要赋存形式，同时随着迁移过程会发生化学转化，如反硝化去除过程。

研究地下水硝酸盐的污染途径、消除机制，对于水资源的评估和治理具有重要意义。

2.原理2.1硝酸盐污染源的溯源分析不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧同位素值，即污染源有特征的同位素取值范围不同，或者说同位素指纹，根据实测的氮、氧同位素值就可以判断其污染来源。

尽管单个氮同位素在许多定情况下，就可以判定硝酸盐污染来源，但一般情况下，由于不同端源氮同的位素值域范围过大，存在重叠现象，因此常需要联合氧同位素才能将不同来源污染相互区分。

端源的特征值-3NO N 15δHeaton总结出3种主要人为来源的特征值，其中：土壤有机氮矿化所形成的为+4‰～+9‰，无机化肥中和的为一4‰～+4‰，动物排泄物和污水转化的则几乎都大于+10‰。

Wilson等后来介绍了第4种人为来源的特征值，即合成氨肥发生硝化作用所生成的为一16‰～+6‰。

-3NO N 15δ-3NO -3NO +4NH -3NO -3NO N 15δ-3NO 端源的特征值-3NO O 18δ来源于大气沉降硝酸盐的值范围较大，最大范围可达+18‰～+70‰。

化肥中硝酸盐的值一般在+22‰±3‰，微生物硝化作用所形成的值一般为10‰～+10‰。

O 18δO 18δ-3NO O18δ由于环境及土地利用方式不同，相同成因的硝酸盐中的同位素也会存在区域性差异。

同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究

同位素示踪方法在地下水污染溯源中的应用研究地下水作为重要的水资源之一，被广泛应用于供水和灌溉等领域。

然而，由于人类活动和自然原因，地下水污染问题日益严重，给人们的生态环境和健康带来了严重威胁。

因此，地下水污染溯源研究具有重要的科学和应用价值。

其中，同位素示踪方法作为一种有效的技术手段，被广泛应用于地下水污染溯源的研究中。

同位素示踪法是利用元素同位素的特点来追踪和确定地下水中各种污染物的来源和流动路径。

同位素指的是同一个元素的原子个数相同但质量不同的不同原子，例如氢同位素有氢-1、氢-2、氢-3等等。

不同的同位素的比例在不同的物质来源中也不相同，这就成为追踪物质来源的一种指示。

首先，同位素示踪法可以通过分析地下水中污染物的同位素组成，确认污染物的来源。

不同地质环境中地下水的同位素特征有所差异，各种污染源也具有不同的同位素组成。

通过对地下水样品中的同位素进行测定分析，可以确定污染物来自哪个或哪些污染源。

例如，氮同位素在化肥和污水中的同位素组成有所不同，可以通过测定地下水中氮同位素组成的差异来追踪和识别化肥和污水对地下水的污染。

其次，同位素示踪法可以揭示地下水中污染物的迁移和转化过程。

污染物在地下水中的迁移过程中，会发生一系列的生物、物理和化学反应，导致同位素组成的变化。

通过对地下水样品中不同位置及不同时间的同位素进行测定，可以揭示污染物在地下水中的迁移路径和转化过程。

例如，硝酸盐是地下水中常见的污染物之一，硝酸盐在地下水中的转化过程中，氮同位素的比例会发生变化，通过测定地下水中硝酸盐氮同位素比例的变化，可以推断硝酸盐的转化过程和迁移路径。

此外，同位素示踪法还可以评估地下水的补给来源和补给速率。

地下水的补给来源和补给速率对地下水的质量和数量具有重要影响。

通过测定地下水中同位素的组成和比例，配合水文地质调查资料，可以评估地下水的补给来源和补给速率。

例如，氢氧同位素在降水中的比例与地下水中的比例具有明显的相关性，通过测定地下水中氢氧同位素的组成和比例，可以揭示地下水的补给来源和补给速率。

化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值-概述说明以及解释

化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硝酸盐是重要的氮源物质之一，广泛存在于自然界的水体中。

其氮氧同位素比值可以提供关于水体起源、污染源和生物转化过程的有价值信息。

因此，准确测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值对于了解水体生态环境和水质状况具有重要意义。

目前，化学转化法被广泛应用于测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值。

该方法主要基于硝酸盐的还原氮同位素比值与盐酸溶液反应，生成氮化氨气体。

经过适当的净化和分离，得到的氨气样品可用于进行氮氧同位素比值的测定。

本文的目的是介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法，并探讨了测定结果在生态环境监测和水质评估中的意义。

通过深入了解水体中硝酸盐的氮氧同位素比值，可以更好地理解水体的来源和变化过程，为保护水资源和生态环境提供科学依据。

接下来，本文将首先介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理，并详细描述实验方法。

然后，将探讨硝酸盐的氮氧同位素比值在生态环境监测和水质评估中的应用价值。

最后，本文将总结目前的研究成果，并对未来的研究方向进行展望。

通过本文的阐述，相信读者能够全面了解化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的重要性和应用价值，进一步加深对水体生态环境和水质状况的认识，并且为水资源的管理和保护提供科学依据和技术支持。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构部分:本文主要包含以下几个部分：引言：概述了本研究的背景和意义，并介绍了文章的目的和结构。

正文：主要分为两个部分，第一部分是介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法；第二部分是探讨硝酸盐的氮氧同位素比值在生态环境监测和水质评估中的意义。

结论：总结了本研究的主要结果和发现，并对未来可能的研究方向进行了展望。

在本文中，我们将首先介绍化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值的原理和实验方法。

硝酸盐氮氧同位素

硝酸盐氮氧同位素引言：硝酸盐氮氧同位素是指硝酸盐分子中的氮原子的同位素，其中最常见的是硝酸盐中的氮氧同位素氮-14和氮-15。

硝酸盐是一种常见的氮素化合物，在自然界中广泛存在，对环境和生态系统具有重要影响。

通过研究硝酸盐氮氧同位素的组成和分布，我们可以了解氮循环、水体污染以及气候变化等环境问题。

一、硝酸盐的形成和来源硝酸盐是由硝酸根离子（NO3-）和阳离子组成的盐类化合物。

硝酸盐的形成主要与氮素的氧化过程有关。

在自然界中，硝酸盐是通过氮气固氮和氮化细菌作用而生成的。

此外，农业活动、工业排放和化肥施用也是硝酸盐的重要来源。

二、硝酸盐的同位素组成硝酸盐中的氮原子存在两种同位素：氮-14（14N）和氮-15（15N）。

氮-14是最常见的氮同位素，占自然界氮的99.63%，而氮-15的丰度相对较低，只占0.37%。

硝酸盐的同位素组成是由氮源和氮转化过程共同决定的。

三、硝酸盐氮氧同位素的研究意义1. 追踪氮源污染：通过测量水体中硝酸盐氮氧同位素的比值，可以确定硝酸盐的来源，追踪氮源污染的来源和扩散路径，为保护水资源和防治水体污染提供科学依据。

2. 研究氮循环过程：硝酸盐氮氧同位素的组成可以揭示氮在环境中的转化过程，包括氮的固氮、氨氧化、硝化还原等反应，有助于深入了解氮循环的机制和影响因素。

3. 借助硝酸盐同位素研究气候变化：硝酸盐氮氧同位素的组成可以用于重建古代气候变化的信息。

通过分析古代沉积物中硝酸盐的同位素组成，可以了解过去气候变化的特征和模式，为预测未来气候变化提供参考。

四、硝酸盐氮氧同位素的分析方法硝酸盐氮氧同位素的分析主要采用质谱技术，包括稳定同位素质谱仪（IRMS）和高分辨质谱仪（HRMS）。

这些仪器可以测量硝酸盐样品中氮氧同位素的比值，并计算出硝酸盐氮氧同位素的δ值。

五、硝酸盐氮氧同位素在环境研究中的应用案例1. 水体污染源追踪：通过测量河流、湖泊和地下水中硝酸盐的氮氧同位素比值，可以确定农业、城市排污和工业废水等污染源的贡献程度，为制定水资源管理和保护策略提供依据。

一种海水硝酸盐氮氧稳定同位素测定的方法等

67许爱华，等：JJG 823-2014《离子色谱仪检定规程》解读地对常用泵流量值进行检定。

（3）柱箱温度设定值的变化。

旧规程中柱箱温度设定值为20℃和35℃，而新规程中柱箱温度设定值为30℃和40℃。

实际应用时离子色谱仪的柱箱温度设定值一般为30～40℃，因而新规程的设定值更贴近实际。

（4）基线噪声和基线漂移的表述更加全面、合理。

新规程规定对配有紫外可见检测器和电化学检测器的离子色谱仪，基线噪声为30 min基线中噪声最大峰–峰高对应的信号值，基线漂移为30 min内基线偏离起始点最大信号值表示。

配有电导检测器的离子色谱仪分两种情况，一种是可以直接输出电导值的，基线噪声和基线漂移同上。

另一种是不能输出电导值的，主要是国产离子色谱仪（输出值大多选择mV为单位），需要以相当于25 µL定量环仪器的0.5 µg／mL Cl–或者0.2 µg／mL Li+的峰高为满刻度。

上述测得基线噪声值和基线漂移值除以该满刻度值即为仪器的基线噪声和基线漂移。

需要注意以下两点：一是标准溶液的浓度是固定的；二是满刻度要以25 µL定量环的仪器为准，即如果仪器用的是25 µL定量环，此时该浓度下满刻度的峰高即为规程中公式(6)的分母，如果用的不是25 µL定量环，则需要进行转换。

此时新规程公式(6)中的分母应该为“实际定量环／（25×实际峰高）”，这点需要特别注意。

引入定量环的概念可以避免采用加大定量环降低基线噪声和基线漂移的现象。

新规程的计量性能中基线噪声也由旧规程的不大于1.5%FS改为不大于2.0%FS，基线漂移由旧规程的不大于3.0%FS改为不大于20%FS。

这些改变得到了用户的一致认可，更加符合国产离子色谱仪的现状。

（5）最小检测浓度的检定中引入了进样量。

新规程颁布前，在进行最小检测浓度的检定时，由于没有进样量的限制，用户为了使仪器实现较低的检出限，往往会使用大容量定量环以增大进样量，从而提高检测离子峰高、达到降低最小检测浓度的目的。

水样硝酸盐氮同位素分析预处理方法探讨

水样硝酸盐氮同位素分析预处理方法探讨
肖化云，丛强刘
（国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，中贵州贵阳５００）５ｏ２
摘要：采用离子交换色层法和扩散法进行水样硝酸盐８
一
分析预处理。所用的Ｄｗｅ＊１ｏｘ
００４ｍｍ）对树脂分别用１ｍｏＬＨａ、ｏ．７：ｌ／１ｔｌｏ／
ＬＮａＨ溶液及无氮水（ｌ￣ｒ超纯水设备制ＯＭｉＩｅＱｌ备）进行充分地清洗后，树脂和水混合物加入含将
１３柱高水的上粗下细两段圆柱形色层柱（段内／上
细屑，流速为０５１／ｕ，．～１ｒＬｎｎ回洗时间约３ｒ０ｍｉ。ｎ
氮同位素分析预处理方法是其广泛应用的基础。传统的水样硝酸盐氮稳定同位素分析预处理方法是ｅａｔＬ这种方法要求事先对样品ｌｈ法。ｄ进行酸化浓缩富集或亚沸点浓缩富集，要大量的需操作时问，不能在野外进行。目前多使用离子交且换色层法取代浓缩富集，用真空过柱富集，以采可在较短的时问内（～５ｈ３）成。然而在野外长４ｌ完时间的真空条件难以获得，且容易造成树脂脱而水。过柱富集洗脱后一般采用ｅａｌＫｅ— ｌｈ法，ｊｌｄｄｈ法同样费时费力，ａ１又容易引起交叉污染Ｊ。本

利用氮、氧稳定同位素识别地下水硝酸盐污染源研究进展

ｉｕｔｔｅｇｏｎｗｔｒＳｎｅ５Ｎａｄ８０ｖｌｅａｉｅｅｔｏｒｅｏｉａ，ｔｂｅｎｒｅ（ｌ）ｎｘｇｎａＯｎｔｏｈｒｕｄａ．ｉｃ１ｎａｓｒｉｄｆｎｕｃｓｆｔｔＳａｌｉｏｎＢＮａｄｏｙｅ（）ｐｅ５ｕｖｙｎｆｒｓｎｒｅｔｇ５
ｐｏｌｍｓｉｅｔｃｔｎｏｉａｅｓｕｃｓｎｕｌｓｔｐｔｏｓａｄｑａｔａｉｎｏｒｂｅｎｉｎｉａｉｆｔｔｏｒｅｕｉｇｄａｏｏｅｍｅｈｄｎｕｎｉｔｆＮＯ３ｓｕｃｎｕｓａｄａｓｒｐｓｓｄｉｆｏｎｒＩｚｏｏｒｅｉｐｔｎｌｏｐｏｏｅｓｍｅａｐｃｓｅｅｖｎａｅｕｔｄ．ｏｓｅｔｓｒｉｇｃｒｆｌｕｙｄｓ
摘
要：氮污染特别是地下水硝酸盐污染已成为一个相当普遍而重要的环境问题。地下水硝酸盐污染与人类健康和环
境安全密切相关。为控制地下水硝酸盐污染，最根本的解决办法就是找到硝酸盐的来源，减少硝态氮向地下水的输送由于不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧同位素组成，人们利用Ｎ；８Ｎ和８０开展了硝酸盐污染源识别研究。义Ｏ中本综述了利用氮、同位素识别地下水硝酸盐污染源及定量硝酸盐污染源输入的研究进展及目前存在的问题，氧并提出儿
ＡｂｔａｔＮｉｏｅｐｌｔｎａｉｕａｙｉａｅｏｌｔｎｆｇｏｎｗａｅｈｓｅｏａｅｙｏｓｒｃ：ｔｇｎｏｌｉｐａｃｌｄｎｔｔｐｌｉｏｒｕｄｔｒａｂｃｍｅｖｒｃｍｍｏａｄｉｏａｔｒｕｏｒｕｏｎｎｍｐｒｎｔｅｖｒｎｎａｓｅ．ｔａｅｐｌｔｎｏｒｕｄｔｒｓｌｓｌｎｅｔｕｎｈａｔｎｎｉｎｎａｅｕｉ．ｎＯｄｒｏｎｉｍｅｔｌｓｕｓＮｉｔｏｌｉｆｏｎｗａｅｏｅｙｌｋｄｗｉｈｍａｅｌａｄｅｖｒｍｅｔｌｃｒｙＩｌｅｏｉｒｕｏｇｉｃｉｈｈｏｓｔｌ

氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用

第22卷　第12期2007年12月地球科学进展A DVAN CE S I N E AR T H S C I E N C EV o l.22　N o.12D e c.，2007文章编号：1001-8166（2007）12-1251-07氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用*陈法锦1，2，李学辉3，贾国东1（1.中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室，广东　广州　510640；2.中国科学院研究生院，北京　100039；3.神华乌海煤焦化有限责任公司项目研发中心，内蒙古　乌海　016000）摘　要：多年来，世界各地河流普遍存在硝酸盐污染问题。

为控制河流的硝酸盐污染，确定河水中硝酸盐的来源以及研究氮的循环过程就显得尤为重要。

由于在不同成因下，硝酸盐的δ15N和δ18O 存在着较大差异，因此利用氮、氧同位素方法研究河流硝酸盐问题正日益受到国内外研究人员的重视。

综述了用硝酸盐中氮、氧同位素来研究河流硝酸盐的不同来源（大气沉降、化肥、牲畜粪、土壤硝酸盐等）和示踪其地球化学循环过程，特别是反硝化过程，这两方面的研究进展，并对我国河流硝酸盐研究现状进行了讨论及提出今后的研究方向。

关　键　词：河流；硝酸盐；氮同位素；氧同位素中图分类号：P332.7 文献标识码：A 随着工农业生产的迅速发展，大江大河的营养元素氮、磷的含量有升高的趋势。

氮、磷的流失，不仅影响河水的水质，而且对河口及近海环境造成很大的影响。

我国长江口及其邻近海域生态环境参数的背景值（20世纪50～60年代）和现状值（1997—2003年）的比较显示，长江向长江口海域输送总氮和总磷通量持续增大［1］；2002年的研究结果显示，珠江口海域的溶解无机氮（D I N）含量普遍超过0.30 m g /L的国家二类海水水质标准，大部分水域D I N＞0.50m g /L的四类海水水质标准［2］。

这些无疑是20世纪80年代以来导致长江口、珠江口海域赤潮频发的重要原因。

地下水硝酸盐中氮_氧同位素研究现状及展望

文章编号　1004Ο5589(2003)04Ο0396Ο08地下水硝酸盐中氮、氧同位素研究现状及展望朱　琳1　苏小四1,211吉林大学环境与资源学院,长春130026;21北京师范大学环境科学研究所,北京100875 摘　要　农业区内浅层地下水中硝酸盐污染普遍存在。

为保证供水安全和有效治理污染的地下水体,确定硝酸盐中氮的来源及影响硝酸盐浓度的物理、化学作用尤为重要。

由于不同成因的硝酸盐中δ15N 值存在差异,利用N 同位素可以确定氮污染源,但有时存在多解性问题;分析硝酸盐的δ18O 值,可提高地下水硝酸盐污染的研究深度。

本文综述了用硝酸盐中N 、O 同位素来区分地下水污染中硝酸盐的不同来源和示踪氮循环过程这两方面的研究进展,并提出一些值得重视的研究方向。

关键词　氮同位素　氧同位素　地下水　硝酸盐中图分类号　P64113 文献标识码　A 收稿日期　2003Ο07Ο10;改回日期　2003Ο11Ο06 作者简介　朱琳(1980-),女,江苏泰兴人,硕士研究生,从事水文地质研究.R esearch Status of Nitrogen and Oxygen Isotopesof Nitrate in G roundw aterLin Zhu 1,Xiaosi Su 1,211College of Envi ronment and Resources ,Jili n U niversity ,Changchun ,130026Chi na21Instit ute of Envi ronmental Science Research ,Beiji ng Normal U niversity ,Beiji ng ,100875Chi na Abstract Nitrate is a common solutant in groundwater in rural area.Making sure the source of nitrogen in nitrate and understanding the processes affecting nitrate concentration physically and chemically are very impor 2tant to guarantee safe water supply and control contamination effectively.Since δ15N values vary in different sources of nitrate ,N isotope can be traced to nitrogen contaminate sources.However ,multiple solution existshere.Analyzing δ18O value of nitrate would be helpful to further the study on nitrate contamination in ground 2water.This paper summarizes recent trends in the study of tracing nitrogen cycling process and N ,O isotopes in distinguishing sources of different nitrates in contaminated groundwater.The authors also proposed some aspects deserved careful study.K ey w ords N isotope ,O isotope ,groundwater ,nitrate引言硝酸盐污染是地下水的主要污染类型之一。

利用氮_氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源研究进展_毛巍

利用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源研究进展*毛巍梁志伟＊＊李伟朱瑶杨木易贾超杰（浙江大学环境与资源学院，杭州310058）摘要水体硝酸盐污染已经成为一个相当普遍且重要的环境问题．为了保证人类的身体健康、水环境的良性演化，有效识别水体中硝酸盐污染的来源就显得尤为重要．水体中不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧稳定同位素组成，因此，可以利用氮、氧稳定同位素对水体中的硝酸盐污染进行源识别．本文介绍了氮、氧稳定同位素在氮循环主要过程中的分馏系数和主要硝酸盐来源的氮、氧稳定同位素组成，对比了5种硝酸盐氮、氧同位素分析预处理方法的优缺点，综述了国内外学者在该方向的研究进展并划分为3个阶段：单独使用氮稳定同位素；同时使用氮、氧稳定同位素；结合数学模型的应用．最后，对该领域今后的研究方向进行了展望．关键词硝酸盐源识别稳定同位素技术预处理方法文章编号1001－9332（2013）04－1146－07中图分类号X522文献标识码AResearch advances in identifying nitrate pollution sources of water environment by using ni-trogen and oxygen stable isotopes．MAO Wei ，LIANG Zhi-wei ，LI Wei ，ZHU Yao ，YANNGMu-yi ，JIA Chao-jie （College of Environment ＆Resource Science ，Zhejiang University ，Hangzhou310058，China ）．-Chin．J．Appl．Ecol ．，2013，24（4）：1146－1152．Abstract ：Water body ’s nitrate pollution has become a common and severe environmental problem．In order to ensure human health and water environment benign evolution ，it is of great importance to effectively identify the nitrate pollution sources of water body．Because of the discrepant composition of nitrogen and oxygen stable isotopes in different sources of nitrate in water body ，nitrogen and oxy-gen stable isotopes can be used to identify the nitrate pollution sources of water environment．This paper introduced the fractionation factors of nitrogen and oxygen stable isotopes in the main proces-ses of nitrogen cycling and the composition of these stable isotopes in main nitrate sources ，com-pared the advantages and disadvantages of five pre-treatment methods for analyzing the nitrogen andoxygen isotopes in nitrate ，and summarized the research advances in this aspect into three stages ，i．e．，using nitrogen stable isotope alone ，using nitrogen and oxygen stable isotopes simultaneously ，and combining with mathematical models．The future research directions regarding the nitrate pollu-tion sources identification of water environment were also discussed．Key words ：nitrate ；source identification ；stable isotope technique ；pre-treatment method．*国家水体污染控制重大专项（2008ZX07101-006）资助．＊＊通讯作者．E-mail ：zhiweiliang@163．com 2012-07-23收稿，2013-01-14接受．随着经济和人口的快速增长，密集的人为活动（如工业废水的排放、农业氮肥的使用、生活污水的排放和人畜粪便的排放等）导致水体中硝酸盐的浓度不断增加，这引起了全球学者的广泛关注．饮水和食品中过量的硝酸盐进入人体后，在肠胃中可还原成亚硝态氮，并迅速进入血液，将血红蛋白中的低价铁氧化成高价铁，使其形成无法运载氧气的高铁血红蛋白，造成人体缺铁，患高铁血红蛋白症［1］．此外，形成的亚硝酸盐可以形成致癌物质亚硝胺，危害人畜的生命健康［2］．为保证人类的健康生长、水环境的良性演化并治理被污染的水体，有效识别水体中硝酸盐污染的来源、解析硝酸盐在水体中的迁移转化过程显得尤为重要．传统方法通过调查污染区的土地利用类型并结合污染区的水化学特征来分析辨明硝酸盐污染源，得到的结果较为粗糙［3］．理论上，不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧同位素组成，可以依据硝酸盐应用生态学报2013年4月第24卷第4期Chinese Journal of Applied Ecology ，Apr．2013，24（4）：1146－1152氮、氧同位素区分不同的硝酸盐来源．因此，可以根据NO3－中的氮、氧稳定同位素的特征值更好地识别水体中硝酸盐污染的来源及其迁移转化过程．笔者在查阅了大量文献的基础上，就采用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源的国内外研究现状进行了综述，并对未来的发展趋势进行了展望．1氮、氧稳定同位素1.1稳定氮、氧同位素及其分馏作用自然界中的氮原子的稳定同位素有2种：14N 和15N．空气中14N和15N的相对丰度为99.6337%和0.3663%，且15N/14N比值在不同地区、不同高度恒为1/272［4］．通常以大气氮（AIR）作为标准物．自然界中的氧原子的稳定同位素有3种：16O、17O和18O．16O、17O和18O的相对丰度分别为99.759%、0.037%和0.204%［5］．一般采用维也纳标准海洋水（VSMOW）作为标准物．一般用千分偏差δ值来描述稳定同位素比率．δ值指样品中两种稳定同位素的比值相对于标准样品同位素比值的千分之偏差，其定义式如下：δ=Rsample－RstandardRstandardˑ1000（1）式（1）中，R为同位素比率，其定义式如下：R=稀有同位素的丰度/丰富同位素的丰度（2）两种物质之间往往会发生同位素分馏作用．同位素分馏作用包括热力学平衡分馏作用和动力学非平衡分馏作用．两种物质间同位素分馏的程度，通常以两种物质中同位素比率之商表示，称作同位素分馏系数，其定义式如下：αA－B=R（A）/R（B）（3）此外，也用富集系数ε来表示稀有同位素相对丰富同位素的富集度，ε的计算公式如下：ε=αA－B－1=R（A）/R（B）－()1ˑ1000（4）当ε＞0，表示富集；当ε＜0，表示贫化．ε是很小的数，一般写成ɢ（等于10－3）的形式．1.2硝酸盐氮、氧稳定同位素组成氮在自然界循环时参与了物理、化学、生物等过程，伴随着产生了矿化作用、同化作用、硝化作用、反硝化作用等，这些作用均会导致氮同位素发生分馏作用，使不同来源的硝酸盐δ15N值产生差异［6］．氮循环中主要作用的氮同位素分馏系数见表1．据前人的试验统计，由土壤中有机氮矿化产生的硝酸盐δ15N值为+4ɢ +9ɢ；由无机化肥产生表1自然界主要氮循环作用的氮同位素分馏系数Table1Nitrogen isotope fractionation coefficients for the major processes occurring in nature反应Reaction物质变化Change insubstance分馏系数Fractionationcoefficient文献Reference固氮作用Nitrogen fixationN2→固定氮N2→Fixed nitrogen1.0001.004［7］［8］硝化作用NitrificationNH4+→NO X－ 1.0201.035［9］［10］反硝化作用DenitrificationNO X－→N2 1.0201.01 1.03［9］［11］氨蒸发作用Ammonia volatilizationNH4+→NH3（g）25ħ1.034［12］氨溶解作用Ammonia dissolveN2（s）→N2（g）0ħ 1.00085［13］的硝酸盐δ15N值为－4ɢ +4ɢ；由污水产生的硝酸盐δ15N值为+9ɢ +20ɢ［14］；由动物粪便产生的硝酸盐δ15N值为+8.8ɢ +9ɢ［15］．硝酸盐中氧元素的组成受其来源影响．经研究表明，来自于大气沉降的硝酸盐δ18O值为+（43.6ʃ14.6）ɢ，来自于大气降水的硝酸盐δ18O值为+20ɢ +70ɢ，来自于人工合成化肥的硝酸盐δ18 O值为+18ɢ +22ɢ［3］；来自于土壤微生物硝化作用的硝酸盐，由于其硝酸根中的一个氧原子来自氧气，两个氧原子来自水［16］，由氧气和水中氧原子的δ18O值计算得出其δ18O值范围为－10ɢ +10ɢ．Nestler等［17］总结了最常见的5种硝酸盐来源的硝酸盐δ15N和δ18O值范围，如图1所示．2样品预处理方法选择合适的预处理方法可以简化试验步骤、降低试验费用、提高测试精度．从20世纪70年代至今，硝酸盐氮、氧同位素的预处理方法主要有蒸馏图15种硝酸盐来源的硝酸盐δ15N值和δ18O值范围［17］Fig．1Range ofδ15N-NO3－andδ18O-NO3－values of five po-tential nitrate sources［17］.74114期毛巍等：利用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源研究进展法、扩散法、离子交换法、细菌反硝化法和两步化学还原法这5种，其中前两种方法可以测定氮同位素，后3种方法可以同时测定氮、氧同位素．2.1蒸馏法蒸馏法［18－19］最初用于土壤中的全氮分析，后经不断改进以用于不同的研究．该方法主要包括3个步骤：硝氮的还原、蒸馏富集和铵氮的吸附．首先在水样中加入还原剂（戴氏合金）将硝态氮还原为铵态氮，然后通过凯氏法蒸馏，使用硫酸［18］、硼酸酸化的滤纸或沸石［19］吸附．该方法可以用于测定各种形态氮的同位素值，效率较高，比其他方法成熟、稳定．但是，该方法样品处理耗时较长，试验操作需要专门的设备和熟练的操作人员，容易引起交叉污染．2.2扩散法扩散法较早用于水样中NO3－、NH4+含量的测定，它可以用来分离同一个水样中的NO3－和NH4+，以便同时分析一个水样中NO3－和NH4+的δ15N值．据Brooks等［20］的研究，可以先加入MgO扩散6d后收集NH4+，再加入还原剂（戴氏合金）将水样中的NO3－还原成NH4+，扩散6d后收集NO3－还原成的NH4+．扩散完成后取出扩散液冷冻干燥，按照Kendall等［21］的方法，将冷冻干燥后的样品放入经850ħ燃烧的石英管内，加入铜丝、氧化钙、氧化铜，抽取真空后焊封，850ħ燃烧2h，缓慢冷却后送入同位素比值质谱仪测定同位素组成．该方法操作较为简便，可一次性处理大批样品．但该方法扩散周期长（一周甚至更长），且不完全扩散会引起同位素分馏，导致测试结果偏离实际值．2.3阴离子交换法阴离子交换法由Chang等［22］和Silva等［23］建立，是一种新型的可同步分析氮、氧同位素的预处理方法．该方法主要包括3个步骤：树脂的预处理，树脂对水样中NO3－的吸附及对已吸附NO3－的洗脱．洗脱液通过添加Ag2O、过滤、冷冻干燥转化为无水AgNO3，部分经高温催化生成N2，送入同位素比值质谱仪测定δ15N，部分与石墨、铂丝高温燃烧生成CO2，送入同位素比值质谱仪测定δ18O．该方法便于野外采样及运输，极少产生同位素分馏，分析精度高．但是，该方法预处理过程较繁琐（3 5d），预处理费用高（每个样品约600元），且会受水体中其他高浓度阴离子的干扰．2.4细菌反硝化法细菌反硝化法由Sigman等［24］和Casciotti等［25］建立，是另外一种新型的可同步分析氮、氧同位素的预处理方法．该方法在水样中加入缺乏N2O活性酶（该酶使得N2O转化为N2）的反硝化细菌———致金色假单胞菌（Pseudomonas aureofaciens）将水样中的硝酸盐全部转化为N2O，生成的N2O经分离纯化后进入同位素比值质谱仪测定δ15N和δ18O值．该方法预处理过程较简单（2 3d），预处理费用较低（每个样品50元），需要水样少，分析精度高．但是，该方法细菌培养周期长（10 12d），细菌培养可能会受样品毒性干扰，水样中存在的NO2－也会被转化为N2O，导致测试结果偏离实际值．2.5两步化学还原法两步化学还原法由Mcilvin等［26］建立，是最新的一种可同步分析氮、氧同位素的预处理方法．该方法先在水样中加入镉将NO3－还原成NO2－，再在水样中加入叠氮化物将NO2－还原成N2O．生成的N2O 经分离、富集和纯化后进入同位素比值质谱仪测定δ15N和δ18O值．该方法预处理过程简便（1d），预处理费用低，需要水样少，不受优度物质干扰，可实现大量样品自动进样．但是，该方法涉及试剂有毒、易爆，测试时有危险性，水样中存在的NO2－会使测得的δ15N和δ18O值发生偏移，需对结果进行校正．以上5种预处理方法适用对象、可测定同位素δ值、所需水氧量及测试精度的比较见表2．笔者建议，在对测试精度要求较高、经费充足的表2氮、氧同位素测定不同预处理方法对比表Table2Comparison of different pre-treatment methods for determination ofδ15N andδ18O预处理方法Pre-treatmentmethod适用对象Appliedwater可测定同位素Isotopestested所需水样量Samplevolumeneeded测试精度Measuringaccuracy（‰）蒸馏法Distillationmethod［18－19］淡水、海水N多δ15N：ʃ1.0扩散法Diffusionmethod［20－21］淡水、海水N多δ15N：ʃ1.0阴离子交换法Ani-on-exchange meth-od［22－23］淡水N＆O多δ15N：ʃ0.05δ18O：ʃ0.08细菌反硝化法Bacterial denitrifica-tion method［24－25］淡水、海水N＆O少δ15N：ʃ0.05δ18O：ʃ0.5两步化学还原法Two-step chemicalreduction［26］淡水、海水N＆O少δ15N：ʃ0.2δ18O：ʃ0.38411应用生态学报24卷情况下，应选择阴离子交换法；在对测试精度要求较高、经费较充足且有微生物学基础的情况下，可以选择细菌反硝化法；在对测试精度要求不高、经费较为紧张且缺乏相关试验基础的情况下，可以选择蒸馏法．由于两步化学还原法涉及到有毒、易爆试剂，不建议没有相关试验基础的研究者选用．3氮、氧稳定同位素在水体硝酸盐污染源识别中的应用3.1国外研究概况国外利用硝酸盐氮、氧同位素进行硝酸盐污染源识别的研究有40余年的历史，技术手段的进步、数学模型的应用，也使它经历了一个从定性识别到定量识别的过程．在研究前期，由于技术手段的限制，学者们只能测定硝酸盐的δ15N值．当时的研究，一般测定几种潜在硝酸盐污染中硝酸盐的δ15N值和水体中硝酸盐的δ15N值，通过对比潜在污染源和水体中硝酸盐的δ15N值，定性判别水体中硝酸盐污染的主要来源［27－28］．1975年Kreitler［27］测定了德克萨斯州兰纳尔斯郡南部和密苏里州马孔郡地下水硝酸盐的δ15N 值，发现前者的δ15N值与来自于土壤有机氮矿化的硝酸盐δ15N值（+2ɢ +8ɢ）相近，后者的δ15N值与来自于动物粪便降解的硝酸盐δ15N值（+10ɢ +22ɢ）相近，说明德克萨斯州兰纳尔斯郡南部地下水硝酸盐污染主要来自于土壤有机氮矿化，而密苏里州马孔郡地下水硝酸盐污染主要来自于动物粪便降解．1979年Gormly等［28］在内布拉斯加州采集了256个地下水水样，通过比较这些水样与潜在污染源的硝酸盐的δ15N值，发现大部分水样的硝酸盐污染来自于化肥使用，只有小部分水样的硝酸盐污染来自于动物粪便降解．随着研究的不断推进，学者们发现，某些硝酸盐污染源硝酸盐的δ15N值范围存在重叠，单独使用硝酸盐的δ15N值不能将这些污染源区分开来，于是，学者们开始将考虑同时测定硝酸盐中的δ15N和δ18O 值．1987年Amberger等［29］首次测定硝酸盐中的δ18O值后，学者们开始测定潜在的几种硝酸盐污染中硝酸盐的δ15N和δ18O值，并根据全球各地的学者们的研究绘制了常见硝酸盐污染中硝酸盐的δ15N 和δ18O值范围图（图1），使得以后的学者们只需测定水样中硝酸盐的δ15N和δ18O值，对比该范围图就可以定性判别水体中硝酸盐污染的主要来源［30－34］．Wassenaar［30］在加拿大英属哥伦比亚省西南部弗雷泽低地开展研究时，测定了动物粪便、人工肥和地下水中硝酸盐的δ15N和δ18O值，结果表明，地下水中的硝酸盐污染主要来源于畜禽粪便降解，只有部分来自于人工肥．Pardo等［32］在新罕布夏州哈伯德布鲁克试验林对大气沉降和溪水进行了为期20个月的监测，结果表明，降水中的δ18O和δ15N值的平均值分别为+47ɢ +77ɢ和－5ɢ +1ɢ，降雪中的δ18O和δ15N值的平均值分别为+52ɢ +75ɢ和－3ɢ +2ɢ，溪水中的δ18O和δ15N值的平均值分别为+12ɢ +33ɢ和－3ɢ +6ɢ，而来自于硝化反应的硝酸盐δ18O值为－5ɢ +15ɢ，表明该地区溪水中的硝酸盐主要来自于生物硝化作用．2002年Phillips等［33］提出用基于质量平衡的模型用来评估不同来源对最终汇的贡献率．他们认为，在理论上，如果水体中的硝酸盐污染源不大于3个，就可以用基于质量平衡的混合模型来量化各个污染源对水体硝酸盐污染的贡献率．该模型可以表示为：δ15N=∑3i=1fiˑδ15Ni（5）δ18O=∑3i=1fiˑδ18Oi（6）1=∑3i=1fi（7）其中：i表示污染源1、2、3；δ15N和δ18O表示混合后水体中的硝酸盐δ15N和δ18O值；δ15N i和δ18O i表示污染源i中硝酸盐的δ15N和δ18O值；f i为不同污染源的贡献率，总和为1．Deutsch等［34］在对德国梅克伦堡某条河流的硝酸盐污染进行源识别时，同时测定了灌溉水、地下水、大气沉降和河水中硝酸盐的δ15N和δ18O值，并使用该模型量化了各个污染源的贡献率，结果表明灌溉水、地下水和大气沉降对河水硝酸盐污染的贡献率分别为86%、11%和3%．Voss等［35］也采用了该模型估算了12条入波罗的海河流3种硝酸盐污染源（污水、大气沉降和土壤）的贡献率，评价结果与释放模型的评价结果重合度很好，误差范围在－18% +18%．2008年Moore等［36］认为，Phillips等［33］提出的模型没有考虑到一些重要的不确定来源．第1个不确定性来源是硝酸盐δ15N和δ18O值的时空变异性，第2个不确定性来源是反硝化反应中同位素分馏作用，第3个不确定性来源是当最终的汇含有很多源时，该模型无解．针对Moore等［36］的观点，Parnell 等［37］开发了一个基于R统计软件的稳定同位素混94114期毛巍等：利用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源研究进展合模型SIAR．该模型基于狄利克雷分布，在贝叶斯框架下构建了一个逻辑先验分布，将上述的3个不确定性都考虑在内．SIAR模型可以表示为：Xij =∑Kk－1Pk（Sij+cij）+εij（8）S ij =N（μij，ω2jk）（9）c ij =N（λij，τ2jk）（10）εij=N（0，σ2j）（11）式中：X ij是混合物i同位素j的δ值，其中，i=1，2，3，…，N，j=1，2，3，…，J；Pk是来源k的比例；S ij是来源i同位素j的δ值，服从均值为μ方差为ω的正态分布；c ij是来源i同位素j的分馏系数，服从均值为λ方差为τ的正态分布；ε是残余误差，表示其他各个混合物间无法量化的方差，其均值和标准差通常情况下为0．2012年Xue等［38］成功运用SIAR模型评价了5个潜在污染源（降水、硝态氮肥、铵态氮肥、土壤氮、粪便和污水）的贡献率．结果表明，粪便和污水的贡献率最高，土壤氮、硝态氮肥和铵态氮肥的贡献率居中，降雨贡献率最低．3.2国内研究概况国内在使用稳定同位素技术进行水体硝酸盐污染源识别方面的研究起步较国外晚，且研究主要集中在使用氮稳定同位素解析地下水硝酸盐污染方面，主要研究见表3．邵益生等［39］在北京城近郊区地下水硝酸盐污染源识别的研究中运用了氮同位素技术，结果表明，北京城近郊区地下水中的硝酸盐污染源主要有两种类型，一类是通过粪坑入渗和管道渗漏的粪便，另一类是生活型污水灌溉，且污水灌溉能否造成地下水硝酸盐污染与灌溉区的土壤性质、污水类型、灌溉方式及人文地质结构特征等诸多因素有关．毕二平等［40］对石家庄市地下水中“三氮”污染状况进行分析时，测定了研究区地下水中硝酸盐的δ15N值，其范围在+6.1ɢ +8.4ɢ，表明土壤有机氮矿化行程的硝酸盐是地下水硝酸盐的主要来源．金赞芳等［41］在对杭州市地下水硝酸盐污染进行源识别时，测定了地下水硝酸盐中的δ15N值，结果表明，城市浅层地下水硝酸盐污染的主要来源是生活污水．周爱国等［42］在对林州市和安阳县山区地下水硝酸盐污染进行源识别时，同时测定了地下水硝酸盐的δ15 N和δ18O值，结果表明，林州市和安阳县山区地下水中的硝酸盐污染主要来源于农家肥和化肥．李思亮等［43］在对贵阳地下水硝酸盐污染进行源识别时，同时测定了地下水硝酸盐的δ15N和δ18O值，结果表明，贵阳郊区地下水夏季主要受硝态氮肥等影响，而市区地下水受人为排污影响严重．刘君等［44］在对石家庄地下水中的硝酸盐污染进行源识别时，同时测定了地下水硝酸盐的δ15N和δ18O值，结果表明当地地下水硝酸盐污染的主要来源是当地的化肥和动物粪便．王松等［45］在对桂林寨底地下河的硝酸盐进行源识别时，同时测定了地下水硝酸盐的δ15N和δ18O 值，结果表明当地地下水硝酸盐污染的主要来源是以动物粪便为主的农家肥．陈惟财等［46］在九龙江流域的研究表明，仙都小流域地表水中硝酸盐主要来自无机化肥与土壤有机氮，有机肥有一定的贡献；五川小流域地表水中硝酸盐的来源以无机化肥与土壤有机氮为主，有机肥的贡献很小；2个小流域地表水中硝酸盐的来源随时空变化而有差异，与当地农作物种类及农田时令密切相关．邢萌等［47］在对西安市东部补给水源（浐河、灞河）硝酸盐污染进行源识别时，测定了浐河和灞表3国内使用稳定同位素进行水体硝酸盐污染源识别主要研究汇总表Table3Summary table of domestic research on using stable isotopes for identification of nitrate pollution研究区域Research area 水体类型Water type同位素Isotopes主要污染源Major pollution sources文献Reference北京城近郊区Near suburb of Beijing地下水N粪便、污水灌溉［39］石家庄Shijiazhuang地下水N土壤有机氮［40］杭州Hangzhou地下水N生活污水［41］林州-安阳-范县Linzhou-Anyang-Fanxian地下水N＆O农家肥、化肥［42］贵阳Guiyang地下水N＆O硝态氮肥（夏季）［43］石家庄Shijiazhang地下水N＆O化肥、动物粪便［44］桂林寨底Zhaidi，Guilin地下水N＆O动物粪便［45］九龙江流域Reaches of Jiulong River地表水N 仙都小流域：无机肥、土壤有机氮、有机肥；五川小流域：无机肥、土壤有机氮［46］西安浐河、灞河Chanhe and Bahe rivers of Xi’an地表水N 源头：岩石、土壤有机氮；中游：化肥；下游：工业废水、生活污水和粪肥［47］滹沱河上游区Up-stream of Hutuo River地表水N粪便或污水［48］0511应用生态学报24卷河水样中硝酸盐的δ15N值，结果显示，在源头附近的δ15N值较低，是由岩石和天然土壤中的有机氮起主导影响；中游硝酸盐的δ15N值偏高，说明是由于农业活动施加化肥引起；下游的δ15N值达到最高，说明工业废水、生活污水和粪肥的影响占主导．张翠云等［48］在滹沱河上游区测定了河水、地下水、泉水、水库水水样硝酸盐的δ15N值，大部分水样的δ15N值大于8‰，指示水中硝酸盐主要来源于粪便或污水．回顾国内外近40年的研究概况，可以大致分为3个时期：研究前期，单独使用氮同位素可以作为定性解析地下水或地表水硝酸盐污染源的有效方法；研究中期，由于单独使用氮同位素无法解析某些δ15N值重叠的硝酸盐污染源（如降雨和化肥），学者们引入了硝酸盐氧同位素来解析这些硝酸盐污染源，可以更好地研究硝酸盐污染问题；研究后期，数学模型的引用，有力地推动了地下水或地表水硝酸盐污染源识别方面的研究，使得学者们可以对各硝酸盐污染源进行定量源识别．此外，也有一些学者同时测定其他稳定同位素以增加硝酸盐污染源识别的成功性，如结合测定水的氢、氧稳定同位素值［49］或者硼同位素［50－51］．4研究展望利用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源弥补了传统方法无法定量化识别污染源的缺点，其应用前景十分广阔．针对目前的研究现状，今后可在以下几个方面开展深入研究．第一，现有的硝酸盐氮、氧同位素预处理方法仍存在预处理费用较高、操作步骤较复杂等不足．因此，需要在保证硝酸盐氮、氧稳定同位素值测定精确度的前提下，进一步优化现有方法并提出新方法，提高预处理效率、降低预处理费用．第二，由于水体环境的复杂性，在硝酸盐的迁移转换过程中，其氮、氧稳定同位素值也会发生一些变化．因此，需要定量化水体环境中氮循环各过程对硝酸盐氮、氧稳定同位素分馏作用的大小，进而提高定量化识别的精度．第三，利用稳定同位素技术对水体硝酸盐污染进行定量识别需要结合数学模型．因此，需要积极引进国外开发的各种模型，尤其是基于质量平衡的数学模型（如SIAR模型），以便进一步推进利用稳定同位素技术对水体硝酸盐污染定量源识别的研究．参考文献［1］Huang L（黄亮），Zhou Q-X（周启星），Zhang Q-R（张倩茹）．Changes of NO3－-N and NH4+-N concen-trationsin sewage sludge before and after heavy metalsremoval by organic acids．Chinese Journal of Applied E-cology（应用生态学报），2007，18（9）：2085－2090（in Chinese）［2］Zhang Q-Z（张庆忠），Chen X（陈欣），Shen S-M （沈善敏）．Advances in studies on accumulation andleaching of nitrate in farming soil．Chinese Journal ofApplied Ecology（应用生态学报），2002，13（2）：233－238（in Chinese）［3］Zhou X（周迅），Jiang Y（姜月）．Application of nitrogen and oxygen isotopes to the study of groundwaternitrate contamination．Acta Geoscientica Sinica（地球学报），2007，28（4）：389－395（in Chinese）［4］Junk G，Svec HJ．The absolute abundance of the nitro-gen isotopes in the atmosphere and compressed gas fromvarious sources．Geochimica et Cosmochimica Acta，1958，14：234－243［5］Hampel CA．The Encyclopedia of the Chemical Ele-ments．New York：Reinhold Book Corporation，1968［6］Wang D-S（王东升）．Basis for the use of nitrogen iso-topes to identify nitrogen contamination of groundwater．Acta Geoscientica Sinica（地球学报），1997，18（2）：220－223（in Chinese）［7］Hoering TC，Ford HT．The isotope effect in the fixation of nitrogen by Azotobacter．Journal of the AmericanChemical Society，1960，82：376－378［8］Delwiche CC，Steyn PL．Nitrogen isotope fractionation in soils and microbial reactions．Environmental Science＆Technology，1970，4：929－935［9］Miyake Y，Wada E．The isotope effect on the nitrogen in biochemical，oxidation-reduction reactions．Records ofOceanographic Works in Japan，1971，11：1－6［10］Mariotti A，Germon J，Hubert P，et al．Experimental determination of nitrogen kinetic isotope fractionation：Some principles；illustration for the denitrification andnitrification processes．Plant and Soil，1981，62：413－430［11］Mariotti A，Mariotti F，Champigny ML，et al．Nitrogen isotope fractionation associated with nitrate reductase ac-tivity and uptake of NO3－by pearl millet．Plant Physi-ology，1982，69：880－884［12］Frank DA，Evans RD，Tracy BF．The role of ammonia volatilization in controlling the natural15N abundance ofa grazed grassland．Biogeochemistry，2004，68：169－178［13］Klots CE，Benson BB．Isotope effect in the solution of oxygen and nitrogen in distilled water．The Journal ofChemical Physics，1963，38：890－899［14］Heaton T．Isotopic studies of nitrogen pollution in the hydrosphere and atmosphere：A review．Chemical Geolo-gy，1986，59：87－102［15］Freyer H．Seasonal variation of15N/14N ratios in atmos-pheric nitrate species．Tellus B，1991，43：30－44［16］Hollocher TC．Source of the oxygen atoms of nitrate in the oxidation of nitrite by Nitrobacter agilis and evidenceagainst a P-O-N anhydride mechanism in oxidative phos-phorylation．Archives of Biochemistry and Biophysics，1984，233：721－727［17］Nestler A，Berglund M，Accoe F，et al．Isotopes for improved management of nitrate pollution in aqueous re-sources：Review of surface water field studies．Environ-mental Science and Pollution Research，2011，18：519－533［18］Feast N，Hiscock K，Dennis P，et al．Nitrogen isotope hydrochemistry and denitrification within the Chalk aqui-fer system of north Norfolk，UK．Journal of Hydrology，1998，211：233－252［19］Diaconu C，Brion N，Elskens M，et al．Validation of a15114期毛巍等：利用氮、氧稳定同位素识别水体硝酸盐污染源研究进展dynamic ammonium extraction technique for the determi-nation of15N at enriched abundances．Analytica AhimicaActa，2005，554：113－122［20］Brooks P，Stark J，Mcinteer B，et al．Diffusion method to prepare soil extracts for automated nitrogen-15analy-sis．Soil Science Society of America Journal，1989，53：1707－1711［21］Kendall C，Grim E．Combustion tube method for meas-urement of nitrogen isotope ratios using calcium oxide fortotal removal of carbon dioxide and water．AnalyticalChemistry，1990，62：526－529［22］Chang CCY，Langston J，Riggs M，et al．A method for nitrate collection forδ15N andδ18O analysis from waterswith low nitrate concentrations．Canadian Journal ofFisheries and Aquatic Sciences，1999，56：1856－1864［23］Silva S，Kendall C，Wilkison D，et al．A new method for collection of nitrate from fresh water and the analysisof nitrogen and oxygen isotope ratios．Journal of Hydrol-ogy，2000，228：22－36［24］Sigman DM，Casciotti KL，Andreani M，et al．A bacte-rial method for the nitrogen isotopic analysis of nitrate inseawater and freshwater．Analytical Chemistry，2001，73：4145－4153［25］Casciotti KL，Sigman DM，Hastings MG，et al．Meas-urement of the oxygen isotopic composition of nitrate inseawater and freshwater using the denitrifier method．Analytical Chemistry，2002，74：4905－4912［26］Mcilvin MR，Altabet MA．Chemical conversion of ni-trate and nitrite to nitrous oxide for nitrogen and oxygenisotopic analysis in freshwater and seawater．AnalyticalChemistry，2005，77：5589－5595［27］Kreitler CW．Determining the source of nitrate in ground water by nitrogen isotope studies．Report of Investiga-tions，1975，83：1－57［28］Gormly J，Spalding R．Sources and concentrations of ni-trate-nitrogen in ground water of the central Platte re-gion，Nebraskaa．Ground Water，1979，17：291－301［29］Amberger A，Schmidt H．The natural isotope content of nitrate as an indicator of its origin．Geochimica et Cos-mochimica Acta，1987，51：2699－2705［30］Wassenaar LI．Evaluation of the origin and fate of nitrate in the Abbotsford Aquifer using the isotopes of15N and18O in NO3－．Applied Geochemistry，1995，10：391－405［31］Mayer B，Boyer EW，Goodale C，et al．Sources of ni-trate in rivers draining sixteen watersheds in the north-eastern US：Isotopic constraints．Biogeochemistry，2002，57：171－197［32］Pardo LH，Kendall C，Pettridge J，et al．Evaluating the source of streamwater nitrate usingδ15N andδ18O in ni-trate in two watersheds in New Hampshire，USA．Hydrological Processes，2004，18：2699－2712［33］Phillips DL，Koch PL．Incorporating concentration de-pendence in stable isotope mixing models．Oecologia，2002，130：114－125［34］Deutsch B，Mewes M，Liskow I，et al．Quantification of diffuse nitrate inputs into a small river system using sta-ble isotopes of oxygen and nitrogen in nitrate．OrganicGeochemistry，2006，37：1333－1342［35］Voss M，Deutsch B，Elmgren R，et al．Source identifi-cation of nitrate by means of isotopic tracers in the BalticSea catchments．Biogeosciences，2006，32：663－676［36］Moore JW，Semmens BX．Incorporating uncertainty and prior information into stable isotope mixing models．Ecology Letters，2008，11：470－480［37］Parnell AC，Inger R，Bearhop S，et al．Source partitio-ning using stable isotopes：Coping with too much varia-tion．PLoS ONE，2010，5（3）：e9672．doi：10．1371/journal．pone．0009672［38］Xue DM，De Baets B，Van Cleemput O，et al．Use of a Bayesian isotope mixing model to estimate proportionalcontributions of multiple nitrate sources in surface water．Environmental Pollution，2012，161：43－49［39］Shao Y-S（邵益生），Ji S（纪杉）．Application of nitrogen isotope method to study the impact of wastewaterirrigation on groundwater nitrogen pollution．Geotechni-cal Investigation＆Surveying（工程勘察），1992（4）：37－41（in Chinese）［40］Bi E-P（毕二平），Li Z-H（李政红）．Nitrogen pollu-tion of groundwater in Shijiazhuang City．Hydrogeologyand Engineering Geology（水文地质工程地质），2001，28（2）：31－34（in Chinese）［41］Jin Z-F（金赞芳），Wang F-E（王飞儿），Chen Y-X （陈英旭），et al．Nitrate pollution of groundwater in ur-ban area．Acta Pedologica Sinica（土壤学报），2004，41（2）：252－258（in Chinese）［42］Zhou A-G（周爱国），Chen Y-Z（陈银琢），Cai H-S（蔡鹤生），et al．New way in NO3－-N contamination study of water environment：Correlative method of15N＆18O．Earth Science（地球科学），2003，28（2）：219－224（in Chinese）［43］Li S-L（李思亮），Liu C-Q（刘丛强）．The characterand application of18O-NO3－in the groundwater of Guiy-ang．Carsologica Sinica（中国岩溶），2006，25（2）：108－111（in Chinese）［44］Liu J（刘君），Chen Z-Y（陈宗宇）．Using stable isotope to trace the sources of nitrate in groundwater inShijiazhuang．Environmental Science（环境科学），2009，30（6）：1602－1607（in Chinese）［45］Wang S（王松），Pei J-G（裴建国），Liang J-H（梁建宏）．Using nitrogen and oxygen isotope techniques toidentify the sources of nitrate in subterranean stream ofZhaidi，Guilin．Journal of Geological Hazards and Envi-ronment Preservation（地质灾害与环境保护），2010，21（4）：54－56，81（in Chinese）［46］Chen W-C（陈惟财），Chen W-Q（陈伟琪），Zhang L-P（张珞平），et al．Identifying sources of nitrate in sur-face water of Jiulong River watershed．EnvironmentalScience（环境科学），2008，29（6）：1484－1487（inChinese）［47］Xing M（邢萌），Liu W-G（刘卫国）．Nitrogen iso-topic characteristics of nitrate and contamination sourcetracing of the Chanhe River and the Bahe River inXi’an．Acta Geoscientica Sinica（地球学报），2008，29（6）：783－789（in Chinese）［48］Zhang C-Y（张翠云），Zhang S（张胜），Li Z-H（李政红），et al．Isotopic characteristics of surface water andgroundwater in the up-stream of Hutuo River．Journal ofArid Land Resources and Environment（干旱区资源与环境），2008，22（5）：160－166（in Chinese）［49］Showers WJ，Genna B，Mcdade T，et al．Nitrate con-tamination in groundwater on an urbanized dairy farm．Environmental Science＆Technology，2008，42：4683－4688［50］Widory D，Petelet-Giraud E，N Grel P，et al．Tracking the sources of nitrate in groundwater using coupled nitro-gen and boron isotopes：A synthesis．Environmental Sci-ence＆Technology，2005，39：539－548［51］Seiler RL．Combined use of15N and18O of nitrate and 11B to evaluate nitrate contamination in groundwater．Applied Geochemistry，2005，20：1626－1636作者简介毛巍，男，1988年生，硕士研究生．主要从事稳定同位素技术源识别研究．E-mail：mw@zju．edu．cn责任编辑肖红2511应用生态学报24卷。

基于氮氧同位素技术的黄河上游清水河硝酸盐来源解析

基于氮氧同位素技术的黄河上游清水河硝酸盐来源解析基于氮氧同位素技术的黄河上游清水河硝酸盐来源解析引言：清水河作为黄河上游重要的支流之一，对于黄河流域的水资源保护具有重要意义。

然而，近年来清水河水质出现了不断恶化的趋势，其中硝酸盐的浓度急剧上升成为主要问题之一。

硝酸盐的超标排放不仅严重影响了水生态系统的健康稳定，还对人类健康构成了潜在威胁。

因此，深入研究清水河硝酸盐的来源及其形成机制，对于制定科学的水资源保护策略具有重要意义。

方法：本研究选取清水河上游地区的不同样点进行采样，通过对样品进行氮氧同位素分析，结合地理信息系统和统计学方法，探究清水河硝酸盐的源汇关系，并进一步确定主要的硝酸盐来源。

结果：分析结果显示，清水河上游地区的硝酸盐含量呈现明显的时空变化特征。

从时间尺度来看，硝酸盐的含量在不同季节之间存在明显的差异，夏季较高，而冬季较低；从空间尺度来看，不同采样点之间存在显著差异，河流中游地区的硝酸盐含量要明显高于河源地区。

进一步分析发现，清水河上游地区的硝酸盐源主要来自农业活动和城市排水。

讨论：农业活动是清水河硝酸盐污染的主要原因之一。

随着农业发展，化肥和农药的广泛应用导致了农田中硝酸盐的增加。

这些硝酸盐通过地表径流和地下水径流进入清水河，进而导致了河水硝酸盐超标。

另外，城市排水也是影响清水河硝酸盐含量的重要因素之一。

城市污水中含有大量的硝酸盐，由于排水系统的不完善，这些硝酸盐最终进入了清水河。

此外，重力土壤侵蚀也是清水河硝酸盐增加的重要原因之一。

清水河上游地区地势陡峭，土壤侵蚀速率高，大量的土壤中的硝酸盐通过径流进入了河流中。

研究表明，陡峭地区的土壤侵蚀强度与河水硝酸盐含量呈正相关关系，这说明土壤侵蚀是清水河硝酸盐增加的直接原因之一。

结论：本研究基于氮氧同位素技术对黄河上游清水河的硝酸盐来源进行了解析。

研究结果表明，农业活动和城市排水是清水河硝酸盐的主要来源。

此外，重力土壤侵蚀也对清水河硝酸盐的增加具有一定影响。

地下水硝酸盐污染的氮、氧环境同位素分析

研究地下水硝酸盐的污染途径、消除机制，对于水资源的评估和治理具有重要意义。

Wilson等后来介绍了第4种人为来源的特征值，即合成氨肥发生硝化作用所生成的为一16‰～+6‰。

-3NO N 15δ-3NO -3NO +4NH -3NO -3NO N 15δ-3NO 端源的特征值-3NO O 18δ来源于大气沉降硝酸盐的值范围较大，最大范围可达+18‰～+70‰。

化肥中硝酸盐的值一般在+22‰±3‰，微生物硝化作用所形成的值一般为10‰～+10‰。

O 18δO 18δ-3NO O18δ由于环境及土地利用方式不同，相同成因的硝酸盐中的同位素也会存在区域性差异。

稳定同位素识别水体硝酸盐污染来源的研究进展_张千千

研究，学者们初步确定了不同污染源硝酸盐中的
）箱图里直线代表了注：箱图里的小方框代表了 δ Ｎ平均值，１
１５５５１１中值，箱图的上下边框代表了δ 须图代表了ＮＮ标准差， δ １５值；）］；大气样本数：１０％和９０％的 δ １６～４８Ｎ２数据来源文献［－沉降Ｎ粪肥：污水：土壤氮：ｎ＝６１；ｎ＝５８；ｎ＝２４；ｎ＝２３；Ｏ３：－＋化肥：＋：大气沉降ＮＨ４ＮＯｎ＝１８；ＮＨ４ｎ＝１１７；ｎ＝３１．３化肥：１５图１不同污染源硝酸盐 δ Ｎ值域图１５－ｉ．１ＢｏｘＰｌｏｔｓｏｆｓｏｆＮＯＮＶａｌｕｅＦ δ ｇ３
德克萨斯州兰纳尔斯郡南部和密苏里州马孔郡地下水硝酸盐污染来源，发现前者地下水硝酸盐污染主要来自于土壤有机氮矿化，后者地下水硝酸盐污染
１４］利用氮同主要来自于动物粪便降解。张翠云等［－认位素研究石家庄地区地下水ＮＯ３污染源情况，
水体硝酸盐污染已经成为一个世界性的水质问１，２］。近年来，题［随着工业化进程的加快、经济和人口的快速增长、密集的人类活动（如工业废水和生活污水的排放、农业化肥和农药的使用、人畜粪便的排，放、污染物填埋、化石燃料的泄漏等）导致水体中硝酸盐的浓度不断增加，进而引起了全球学者的广泛关注
稳定同位素识别水体硝酸盐污染来源的研究进展
张千千１，缪丽萍２，孙继朝１，刘景涛１
（中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄０１．５００６１；）河北省农业区划办公室，河北石家庄０２．５００００摘要：水体硝酸盐污染已经成为一个世界性的水质问题。为了确保供水安全和有效治理水环境中硝酸盐污染，

中国水体硝酸盐氮氧双稳定同位素溯源研究进展

中国水体硝酸盐氮氧双稳定同位素溯源研究进展中国水体硝酸盐氮氧双稳定同位素溯源研究进展摘要：随着科学技术的不断进步，环境污染问题日益突出。

水体硝酸盐污染是造成水资源短缺和水生生物灭绝的重要原因之一。

水体硝酸盐的溯源研究对于准确判断污染源并采取相应治理措施具有重要意义。

本文综述了近年来中国在水体硝酸盐氮氧双稳定同位素溯源研究方面的进展，介绍了氮氧同位素在水体硝酸盐溯源中的应用，分析了目前的研究方法和技术，以及存在的问题和展望。

1. 引言水是生命之源，而水体硝酸盐污染被认为是导致水资源短缺和水生生物灭绝的主要原因之一。

当硝酸盐污染超过环境容量时，就会引起许多环境问题，如水体富营养化、藻华暴发和地下水污染等。

因此，准确判断硝酸盐的污染源至关重要，可以为治理和保护水资源提供科学依据。

2. 氮氧同位素在水体硝酸盐溯源中的应用氮氧同位素是对硝酸盐起源进行溯源的有效工具。

氮氧同位素组成不同的污染源具有不同的特征，可以通过分析水体中硝酸盐的同位素组成来确定硝酸盐来源。

氮氧同位素比值通常用δ15N和δ18O表示，其值反映了硝酸盐的形成机制和来源。

以氮氧同位素为指示的硝酸盐溯源已被广泛应用于水体中硝酸盐来源的研究。

3. 研究方法和技术目前，常用的水体硝酸盐氮氧同位素分析方法主要包括微生物气体法和仪器分析法。

微生物气体法主要是通过微生物代谢产生的气体来分析硝酸盐的同位素组成，该方法操作简单、试剂成本低，但分析结果在高盐度水体中容易受到干扰。

仪器分析法则是通过质谱仪等仪器设备对硝酸盐的同位素组成进行分析，具有高灵敏度和准确性的优点，但设备价格较高、操作复杂。

根据不同的研究需求和实际情况，可以选择适合的方法来进行硝酸盐溯源研究。

4. 存在的问题和展望尽管水体硝酸盐氮氧同位素溯源在水污染研究中具有巨大潜力，但在实际应用过程中仍存在一些问题。

首先，不同地区、不同环境中硝酸盐的同位素组成会受到多种因素的影响，如降雨、温度等，这对水体硝酸盐溯源的准确性和可靠性提出了挑战。

硝酸盐氮氧同位素在不同生态系统中的研究进展_张金

2期
张金等：硝酸盐氮氧同位素在不同生态系统中的研究进展
313
MCLLVIN 和 ALTABET（2005）［16］利用镉将样品中的硝酸盐首先还原成亚硝酸盐，再利用乙酸/叠氮化钠将亚硝酸盐进一步还原成 N2O，接着进行提取和纯化，经纯化后的 N2O 通过自动进样器送入同位素比质谱仪（IRMS）进行δ15N、δ18O 同位素测定。其中细菌反硝化法和镉还原法适用范围更广，可以用于海水、工业污水、动物粪便、土壤浸提等实验样品。N、 O 同位素分析方法的精度、样品浓度要求等（表 1）。
有不同的 N、O 同位素特征（图 1）。大气湿沉降中的δ15N-NO3-为-15‰～+15‰，δ18O-NO3-约+20‰～ +70‰［4］；同时研究表明干沉降中的 δ15N-NO3- 值通常要高于湿沉降中硝酸盐的 N 15 值［5］；来自于无机肥料的 δ15N-NO3- 为 -4‰ ～+ 4‰ ，δ18O-NO3- 约为 + 17‰ ～+ 25‰ ；来自有机肥料的 δ15N-NO3- 通常为 + 2‰ ～+ 30‰ ；来自于动植物遗体所产生的 δ15NNO3-为+10‰～+20‰［6］；来自于土壤有机氮和溶解无机氮产生的 δ18O-NO3- 约为 + 3‰ ～+ 8‰ ；来自于植物固氮作用所产生的δ15N-NO3-为+0‰～+2‰。来源于粪便的δ15N-NO3-为+5‰～+25‰；来自于污水的δ15N-NO3-为+4‰～+19‰［7］。来自于降水和肥料中的 NH4+与来源于土壤 N、污水和粪便的δ18O-NO3具有重叠性，可以通过δ15N-NO3-进行有效区分；来自于大气降水中的 NO3-、以及 NO3-肥与硝化作用产生的δ15N-NO3-值域具有重叠性，可以通过δ18O-NO3来进行有效区分。

基于15N同位素技术的岩溶地下河硝酸盐污染变化特征研究——以重庆青木关地下河为例

度比较低，Ｎ浓度变化范围为一７。０４７５‰ ～＋７．０５９‰ ，变化幅度不大，说明该点的氮污染较低，地下水受外界影响较小，污水和粪便不是主要的８Ｎ来源。出口丁家龙洞处的８Ｎ浓度变化范围在一２１．４５３％～＋３７．８２５‰ ，总体浓度高且
基于Ｎ同位素技术的岩溶地下河硝酸盐污染变化特征研究
— —
以重庆青木关地下河为例
王开然，贾亚男，胡大超。
（１．西南大学地理科学学院，重庆４００７１５；２．中国地质科学院岩溶地质研究所／国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西桂林５４１００４；
文学和水文地质学的现代研究方法之一＿７引。地下河具有动态变化大、对外部环境变化敏感等特点，
要搞清其动态变化规律，必须提高采样监测的频
要的位置，是西南地区居民饮水和生产活动的重要水
基金项目：国家自然科学基金项目（４１１０１０３６、４１１０２ｌ６１）
第一作者简介：王开然（１９８７－），男，硕士研究生，主要从搴岩溶学与环境变化、地下水污染调查方面的研究。Ｅ — ｍａ．１．ｗｋｒ８７０８２０６６１１＠１６３

水样硝酸盐离子交换色层法氮、氧同位素分析预处理条件试验

步骤。结果表明，Bio-rad3公司生产的 AG1-X8 型阴离子交换树脂对 NO3-具有较好的吸附性，吸附率能
达到 98%以上，采用体积为 15 mL，浓度为 6 mol/L 的 HCl 溶液进行洗脱，洗脱率能达到 94%以上。此
外，δ15N 和δ18O 测定结果重现性较好，测试精度分别达到 0.22‰和 0.4‰。此方法已达到国外同类研究水
摘要：在地下水硝酸盐溯源的研究过程中，预处理方法是关键，直接关系到 N、O 同位素测定的准确与
否。为提高地下水硝酸盐溯源工作的准确性，对水样硝酸盐氮、氧同位素分析的预处理方法做进一步
研究和探讨，对前人的方法做出改进。实验中所采用的方法为离子交换色层法，预处理后转化成的
AgNO3直接经 TC－EA 在线转化为 N2和 CO 引进 IRMS 进行δ15N 和δ18O 的测定，省去了以往繁锁的转化
此实验选用的阴离子交换树脂是 Bio-rad3公司生产的 AG1-X8(Cl-型，200~400 目)，它对硝酸盐具有相对较高的吸附性，交换容量为 1.2 meq/mL，对硝酸根的相对选择性为 65。色层空柱是 Agilent 公司生产的，规格为 35 mL。树脂填装体积为 2 mL，交换容量为 2.4 meq。将交换柱连接到多管真空系统上，通过调节阀门控制水样过柱流速。样品 AgNO3 的同位素测定采用 TC-EA 和 IRMS DELTA plus 连用技术。实验于
· 100 ·
中国农学通报
0 引言硝酸盐是地下水主要污染物之一，氮肥的广泛和
过量施用在促进农作物增产的同时，也导致水体出现严重的硝酸盐污染。 [1] 理论上，不同来源的硝酸盐具有不同的 N、O 同位素组成[2]，因此硝酸盐中的氮氧同位素可作为有效的工具用来分辨硝酸盐的污染源以及研究其循环机理[3]。目前，硝酸盐中 N、O 同位素的测定主要采用同位素质谱分析，预处理的方法包括生物的反硝化方法和化学的方法，化学预处理方法主要有： Kjeldahl 法、扩散法、离子交换色层法、Rittenberg 法、燃烧法等[4]。其中，离子交换色层法是目前比较省时、准确、常用的一种方法，也是此实验中采用的预处理办法，该分析过程一般包括：水体的 NO3-经过交换树脂富集，再将富集的 NO3-转化为 AgNO3的形式，再经 TC－ EA 转化为 N2 和 CO 进行δ N 15 和δ18O 的测定。其中，预处理（NO3-的富集和转化）是关键，直接关系到 N、O 同位素测定的准确与否。与其他方法相比，离子交换色层法具有几个优点：（1）水样过柱可以直接在采样点进行，省去了以往还需将大量体积的水样运回实验室处理的工作步骤，降低了劳动强度。（2）吸附在树脂上的样品只需冷藏保存，无需以往保存水样所需的毒性试剂，如酸化剂和防腐剂。（3）可以同时处理多个样品并且能富集 NO3-浓度较低的水样。国外学者 Chang 等[5-6] 运用离子交换色层法对欲进行同位素分析的水样做预处理，并证实同位素分析结果较为准确，其使用的树脂型号分别为 Bio-rad3公司生产的 AG1X(Cl-型，200~400 目)和 AG2X(Cl-型，100~200 目)。国内学者杨琰等[3,7-9] 也用此方法对水样进行了预处理，其采用的树脂是国产 201×7(717)型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，80~ 100 目，氯型树脂，其也证明了同位素测定结果的准确性。但他们在 N2和 CO2的制备上都采用的是离线燃烧法，操作步骤复杂繁琐且具有一定的危险性，此实验将 AgNO3 经 TC－EA 在线转化为 N2 和 CO，省去了以往复杂的转化步骤，且同位素测定结果较为准确。 1 材料与方法 1.1 实验材料

地下水中硝酸盐氮同位素组成测定方法

地下水中硝酸盐氮同位素组成测定方法
杨素更
【期刊名称】《地质实验室》
【年(卷),期】1996(012)002
【总页数】3页(P96-98)
【作者】杨素更
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P641.12
【相关文献】
1.气相分子吸收光谱法测定地下水中亚硝酸盐氮、氨氮、硝酸盐氮 [J], 代阿芳; 黄依凡; 范慧; 赵宣委; 王祖林
2.2种试剂对水中亚硝酸盐氮的测定方法分析 [J], 杨凌烽
3.离子色谱法测定地下水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮 [J], 李安琪
4.水中硝酸盐氮三种测定方法的比较 [J], 赵玉敏
5.细菌反硝化法同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成研究 [J], 毛绪美;罗泽娇;刘存富;刘江霞;李永勇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

９．０，８６％洗脱率可达到９．０４３％。该方法可同时处理多个水样，方法简单，率高，效且不会引起氮同位素分馏。应用此方法对引黄水库水样进行了分析，果表明：一方法可以用于黄河下游水域中硝酸盐氮的同位素分结这
析，为水体中硝酸盐氮的来源分析提供了有效信息。关键词：预处理方法；酸盐；硝氮同位素
Ａｂｓｒｃ：ｏｃｅｃｎｅｃｒｍａｏｒｐｃａｄｄｉｔｌａｉｎｍｅｈｏｒｓｄｔｒｐａｅｎｔａｅｉｔｒｔａｔＩｎｉｘｈａｇｈｏｔｇａｈｉｎｓｉｔｔｄａｅｕｅｏｐｅｒｉｔｎｗａｅｌｏｒｓｍｐｅｏａｌｓｆｒ８坫ＮｎｌｓｓｉｈｓａｔｃｅＴｅｂｓｅｐｒｎａｏｄｔｎｉｄｓｕｓｄｏｅｉｎｃｅ．ａａｙｉｎｔｉｒｉｌｈｅｔｘｅｉｍｅｔｌｃｎｉｏｓｉｃｓｅｆｈｏｉｘｉｔ
ｂｉｔｌｔｏｔｏｙｄｓｉａｉｎｍｅｈｄ，ｔｅｄｓｉｌｔｏｉｓ５ｌｈｉｔａｉｎｔｍｅｉ０ｍｉｌｎ，ｔｅａｕｔｏｖｒ ’ ａｌｙｉ７ｇ，ｔｅｚｏｉｈｍｏｎｆＤｅａｄＳｌｓ０．ｏｈｅｌｅｔｄｏａｅｉ５ｍｇ，ｔｅｖｌｍｅｏｓｇｓ７ｈｏｕｆＨＣ１ａｓｒｔｏｏｕｉｎｉ５ｂｏｐｉｎｓｌｔｓ１ｍＬ．Ｉｈｓｘｅｉｎａｏｄｔｎｏｎｔｅｅｅｐｒｍｅｔｌｃｎｉｉｓ，ｔｅｏｈｎｉａｅｎｉｏｅｄｓｒｔｏａｅａｅｃ８．６ｔｔｔｇｎａｏｉｎｒｔｃｎｒａｈ９ｒｒｐ０％ａｄｔｅｌｔｏｒｔｃｎｒａｈ９ｎｈｅｕｉｎａｅａｅｃ４．３０％．Ｔｈｓｉｍｅｈｄｃｎｐｏｅｓｍａｙｄｆｅｅｔｓｍｐｅｔｔｅｓｍｅｔｍｅｓｍｐｌｎｆｉｉｎｌｔｏｔｎｔｏｅ — ｔｏａｒｃｓｎｉｒｎａｌｓａｈａｉｉｙａｄｅｆｃｅｔｗｉｈｕｉｒｇｎｉｆｙｓｔｐｒｃｉｎａｉｎ．ＴｈｓｍｅｈｄｉｓｄｔｎｙｅＹｅｌｗｖｒＲｅｅｖｉｔｒｓｍｐｅｏｏｅｆａｔｏｔｏｉｔｏｓｕｅｏａａｚｌｏＲｉｅｓｒｏｒｗａｅａｌｓ，ｔｅｒｓｌｓｌｈｅｕｔｓｏｔａｈｓｍｅｈｏａｅｕｓｄｆｒｉｏｏｃａａｙｉｆｎｔａｅｎｔｏｅｎｔｏｓｒａｗａｅｓｏｈｗｈｔｔｉｔｄｃｎｂｅｓｔｐｉｎｌｓｓｏｉｒｔｉｇｎｉｈｅｄｗｎｔｅｍｔｒｆｏｒ
同位素分析法测定硝酸盐氮预处理方法研究
吴俊森王丽丽贾瑞宝，培刚，，李
（．１山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南２００；．５１１２济南市供排水监测中心，山东济南２０３）５０３
摘要：采用离子交换色层法和蒸馏法结合的方式进行水样中硝酸盐８Ｎ的分析预处理方法研究。实验探讨了离子交换色层法和蒸馏法的最佳实验条件。实验采用ＯＨ型阴离子交换树脂，柱长３０ｃ水样流速９０Ｌ．０ｍ，０ｍ／ｈ用Ｋ１，Ｃ做洗脱液，１ｍ／在５Ｌｈ的洗脱流速下洗脱，水样的洗脱液用蒸馏法进一步处理，蒸馏时间为５ｍｎ定０ｉ，氮合金用量０７，．ｇ沸石用量为７ｍ，１５ｇＨＣ吸收液用量为１ｍＬ５。在设定的实验条件下，硝酸盐氮的吸附率可达到
９０ｍＬ／０ｈ．ＫＣ１ｉｅｓｅｕｅｔｈｌｔｎｆｗａｅｉ５ｍＬ／ｓｕｓｄａｌｎ，ｔｅｅｕｉｏｒｔｓ１ｏｌｈ．Ｔｈｌａｅｉｈｎｆｒｈｒｔｅｔｄｅｅｕｔｓｔｅｕｅｒａｅｔ
．
ｃａｇｈｏｔｇａｈｃａｄｄｉｔｌｔｏｔｏｎｔｅｅｐｒｍｅｔｈｎｅｃｒｍａｏｐｉｎｓｉｌｉｎｍｅｈｄｉｈｘｅｉｎ．ＴｈｒａｅＯＨｙｅａｉｎｅｃａｇｅｉｔｐｎｏｘｈｎｅｒｓｎｉｓｄｉｈｅｅｐｒｍｅ，ｔｅｃｌｍｎｉ００ｍｎｌｎｔｎｄｔｅｗａｅｏｒｔｏａｌｓａｅｓｕｅｎｔｘｅｉｎｔｈｏｕｓ３．ｃｉｅｇｈａｈｔｒｆｗａｅｆｓｍｐｅｌｒ
第２７卷
２１０２年
第１期
２月
山东建筑大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＮＤＯＳＮＧＪＡＮＨＵＩＺＵＮＩＥＲＳＴＶＩＹ
Ｖ０．７１２Ｎｏ．１
Ｆｂｅ．Leabharlann ２１０２文章编号：６３— ６４２１）１０８— ３１７７４（０２Ｏ —０００
中图分类号：５２Ｘ２文献标识码：Ａ
Ｓｕｄｎｐｒｔｅｔｅｔｆｒｍｅｓｅｅｔａｅｎｔｏｅｎｓｔｐｃｔｙｏｅｒａｍｎｏａｕｒｍｎｔｎｉｒｔｒｇｎｉｉｏｏｉｉａａｙｉｅｈｏｎｌｓｓｍｔｄ
ＷＵＪｎｓｎ，ＷＡＮＧＬ．．ＪＡｉａｔ１ｕ．ｅｉ．１ｉ，ＩＲｕ．ｏ，ｅ．ｂａ
（．ｃｏｌｆｕｉｉｌｎｎｉｎｅｔｎｉｅｎ，ｈｎｏｇｉｚｕＵｉｒｔ，ｉａ５１１ｈｎ；．ｉａ１ＳｈｏｏｎｃａａｄＥｖｏｍｎａＥｇｅｒｇＳａｄｎａｈｎｖｓｙＪｎ２００，Ｃｉａ２ＪｎＭｐｒｌｎｉＪｎｅｉｎｎＷａｒｎｓｗｔｒｎｏｎｅｔ，ｉａ５０３ＣｉａｔｄＷａｔａｅＭｏｉｒｇＣｎｅＪｎ２０３，ｈｎ）ｅａｅｔｉｒｎ