稳定同位素技术在环境水体氮的生物地球化学循环研究中的应用_李荣富

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第５ຫໍສະໝຸດ Baidu２卷第１期２０１６年１月
南京大学学报（自然科学）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（）ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥＳ
Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．１，Ｊａｎ．２０１６
：／．ｃｎｋｉ．ｎｕ．２０１６．０１．００３ＤＯＩ１０．１３２３２ｊｊｊ
稳定同位素技术在环境水体氮的生物地球化学循环研究中的应用
２２２２＊，，，，李荣富１，罗跃辉１，曾洪玉１，阮晓红１，刘丛强３＊
（南京大学表生地球化学教育部重点实验室，南京，南京大学地球科学与工程学院１．２１００２３；２．）南京，中国科学院地球化学研究所，环境地球化学国家重点实验室，贵阳，水科学系，２１００２３；３．５５０００２摘要：氮的生物地球化学循环是地表环境中最复杂的物质循环之一．近年来，稳定同位素技术在氮的生物地球化学循环研究中得到了广泛应用，极大地丰富了人们对氮的来源、物理迁移及其生物地球化学循环等过程的认识，完本文综述了在环境水体中应用稳定同位素示踪技术及统计模型，将氮的溯善了氮的生物地球化学循环理论体系．应用稳定同位素分馏理论及同位素配对技术，实现氮的生物地球化学循环转源研究从定性识别拓展到定量解析；化途径的判别及其转化速率的定量解析；重点提出应进一步开展不同转化途径、不同水体环境要素对氮同位素分逐步完善环境水体氮循环同位素分馏理论体系，为准确认识氮循环和加强水环境保护奠定科馏特征的影响研究，学基础．关键词：稳定同位素，同位素分馏，同位素配对技术，源解析，氮转化途径中图分类号：Ｘ５０２文献标识码：Ａ
），）基金项目：国家自然科学基金重点项目（国家水体污染控制与治理科技重大专项（４１２３０６４０２０１２ＺＸ０７２０４－００３收稿日期：２０１５－１２－２６：，Ｅ－ｍａｉｌｒｕａｎｘｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎｌｉｕｃｏｎｉａｎｉ．ｓｋｌｅ．ｃｎ＊通讯联系人，＠ｎ＠ｖｊｇｑｇｐｇ
１２１２１２１２３，，ＬｉＲｏｎｆｕＬｕｏＹｕｅｈｕｉＺｅｎＨｏｎｕＲｕａｎＸｉａｏｈｏｎＬｉｕＣｏｎｉａｎ，ｇｇｇｙｇ＊，ｇｑｇ＊，，，，
（，，，，１．ＤｅａｒｔｍｅｎｔｏｆＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｎｉｎｐｇｇｊｇｙｊｇ；，，，；２１００２３，Ｃｈｉｎａ２．ＭＯＥＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆＳｕｒｆｉｃｉａｌＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｎｉｎ２１００２３，Ｃｈｉｎａｙｙｙｊｇｙｊｇ，，３．ＳｔａｔｅＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏｆｙｙｙｙｙ，，）ＳｃｉｅｎｃｅｓＧｕｉａｎ５５０００２，Ｃｈｉｎａｙｇ：ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｎｉｔｒｏｅｎｃｃｌｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｌｉｃａｔｅｄｂｉｏｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｃｌｅｓｉｎｔｈｅａｕｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｓｔａｂｌｅｇｙｐｇｙｑｉｓｏｔｏｅｔｅｃｈｎｉｕｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌａｌｉｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｂｉｏｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｃｌｅｏｆｎｉｔｒｏｅｎ．Ｔｈｅｓｅｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｐｑｙｐｐｇｙｇ，ｒｅａｔｌｅｎｒｉｃｈｅｄｏｕｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｏｆｓｏｕｒｃｅｓｍｉｒａｔｉｏｎｓａｎｄｂｉｏｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｃｌｅｓｏｆｎｉｔｒｏｅｎａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｇｇｇｙｇｇｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｓｔｅｍｏｆｔｈｅｂｉｏｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｃｌｅｏｆｎｉｔｒｏｅｎ．Ｗｅｒｅｖｉｅｗｔｈｅｒｅｓｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎｉｔｒｏｅｎｓｏｕｒｃｅｓｗｈｉｃｈｙｇｙｇｐｇｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｄｅｄｆｒｏｍｔｈｅｕａｌｉｔａｔｉｖｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｅｔｒａｃｉｎｑｑｐｐｐｇ
对维持氮是组成地球生命的基本元素之一，生命体的结构功能有重要意义．然而，随着人工合成氮肥的大量使用和固氮作物的大量种植，大量导致进入湖泊和海洋的氮进入地下水和地表水，中的氮元素大量增加，进而引起水生系统的富营
］１蓝藻爆发和水质恶化等严重的环境问题［养化、．－、地表环境中氮素形态众多，包括ＮＯ＋Ｖ）３（－、）、）、）、ＮＯ＋ＩＶ）ＮＯ＋ＩＩＩＮＯ（＋ＩＩＮ＋Ｉ２（２（２Ｏ（＋）、）以及大量含氮有机物等，Ｎ０ＮＨ４（－ＩＩＩ２（
１基于稳定同位素示踪技术的氮溯源研究
第１期
李荣富等：稳定同位素技术在环境水体氮的生物地球化学循环研究中的应用
·１７·
，ｔｅｃｈｎｉｕｅｓａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｂｉｏｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｃｌｅｏｆｎｉｔｒｏｅｎｆｒｏｍｉｕａｌｉｔａｔｉｖｅ－ｑｇｇｙｇｑｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｈｔｈｅｉｓｏｔｏｅｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｎｉｔｒｏｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｒｏｃｅｓｓｅｓ－ｇｐｑｐ，ｅｎａｉｒｉｎｒｏｏｓｅｃｃｌｅａｎｄｔｈｅｉｓｏｔｏｅｔｅｃｈｎｉｕｅｓ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄｗｅｔｈａｔｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｓｈｏｕｌｄｂｅｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｇｐｇｐｐｙｐｑｙｉｍａｃｔｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｎｉｔｒｏｅｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｖａｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｓｏｔｏｅｐｇｐｐａｎｄｃｏｎｔｉｎｕａｌｌｔｈｅｔｈｅｏｒｏｆａｕｅｏｕｓｎｉｔｒｏｅｎｉｓｏｔｏｅｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ．ｅｒｆｅｃｔｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｙｙｑｇｐｐ：，，，，ａｉｒｉｎＫｅｗｏｒｄｓｓｔａｂｌｅｉｓｏｔｏｅｉｓｏｔｏｅｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｉｓｏｔｏｅｔｅｃｈｎｉｕｅｓｏｕｒｃｅａｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔｎｉｔｒｏｅｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａ－ｐｇｐｐｐｑｐｐｇｙｔｉｏｎ