,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,水和空气中 氮,稳定性同位素比值的测定,水和空气中 氮稳定性同位素比值的测定,主要内容,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,标准样品的选择,替代试剂的选择,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,主要内容水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定标准样品的选,2,水中,硝酸盐,氮,、,氧,稳定性同位素,比值的测定,水中硝酸盐氮、氧稳定性同位素比值的测定,3,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,传统检测方法的一般步骤,1-10L,水样,去除干扰物质,（,DOC,、,SO,4,2-,、,PO,4,3-,）,低温（,90,）浓缩至,300mL,交换树脂,富集,酸液洗脱,碱液中和,冷冻干燥,结晶,转化气体,KNO,3,+CaON,2,KNO,3,+CCO,2,IRMS,质谱测定,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定传统检测方法的一般步,4,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,样品需求量大,一次检测需样量：,80mg,NO,3,-,水体,NO,3,-,浓度：约,10mg/L,一次检测样品量：,1-10L,操作步骤繁琐,氮氧同位素,分别测定,前处理流程：共计,7,个过程,反应类型：多步平衡反应,氮、氧分别转化,氮,、,氧同位素比值相关信息,损失,传统检测方法的缺点,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定样品需求量大 一次,5,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,化学转化法方法原理,还原：,转化：,检测：,公式换算,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 化学转化法方法原理,6,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,反应机理,N,N,O,N,3,-,N,O,3,-,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 反应机理NNO,7,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,NNO,N,3,-,NO,3,-,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定NNON3-NO,8,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,方法对比,常用检测方法,N,2,O,化学转化法,样品需求量,80mg(,NO,3,-,),1-10L,20,g(,NO,3,-,),100mL,前处理步骤,7,步，繁琐,2,步，简单,流程控制,易交叉污染,同位素分馏,流程易控,无,交叉,污染,检出限,1.5mg(,NO,3,-,-N,),0.4,g(,NO,3,-,-N,),检测精度,1,0.5,检测效率,低，,N,、,O,分别检测,高，,N,、,O,同时检测,适用范围,窄，不同水体处理不同,宽，样品仅需简单处理,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 方法对比常用检测方,9,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,仪器装置,pH,计,蠕动泵：可控流速应大于,5mL/min,Cd,还原柱：长,30cm,，内径,3mm,，外径,5mm,通风橱,摇床,温室气体预浓缩装置,IRMS,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 仪器装置,10,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,主要试剂,NaCl,0.5mol/L HCl,1mol/L,咪唑溶液,镀铜镉粒：,Skalar Analytical B.V.cat No:13913,2mol/L NaN,3,溶液,20%,醋酸溶液,6mol/L NaOH,溶液,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 主要试剂,11,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,试验步骤,水样,（,NO,3,-,）,C,3,H,4,N,2,-HCl,pH,8.0,Cd,柱还原,（,NO,2,-,）,NaN,3,-CH,3,COOH,pH,4.5,NaN,3,/HN,3,转化,(N,2,O),IRMS,质谱测定,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 试验步骤水样C3H,12,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,样品稀释,移取适量样品,NaCl,DIW,Cl,-,0.5 mol/L,NO,3,-,20,mol/L,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定样品稀释,13,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,pH,调节,0.5 mol/L HCl,pH,2,3,1 mol/L,咪唑溶液,pH 8.0,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定pH调节,14,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,Cd,柱还原,Cd-Cu,5 mL/min,25,80min,NO,3,-,NO,2,-,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定Cd柱还原,15,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,镉柱还原（,NO,3,-,NO,2,-,）,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定镉柱还原（NO3-,16,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,N2O,转化,20%CH,3,COOH+2M NaN,3,V:V=1:1,0.8 mL,（,pH,4.5,）,30,水浴,200r/min 30min,NO,2,-,N,2,O,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 N2O转化,17,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,试验步骤,用,Precon-GC-IRMS,测定,N,2,O,氮、氧同位素比值,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 试验步骤,18,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,建立硝酸盐工作曲线,选择,标样,No.,Mo,le,cule,Analyte,Value,Unit,SD,R/I/C,IAEA-NO-3,KNO,3,15,N,+4.7,air,N,2,0.2,C,18,O,+25.6,VSMOW,0.4,R,USGS 32,KNO,3,15,N,+180,air N,2,1,C,18,O,+,25.7,VSMOW,0.4,R,USGS 34,KNO,3,15,N,-1.8,air N,2,0.2,C,18,O,-27.9,VSMOW,0.6,R,USGS 35,NaNO,3,15,N,+2.7,air N,2,0.2,C,18,O,+57.5,VSMOW,0.6,R,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 建立硝酸盐工作曲线,19,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,建立工作曲线,V,A,：,USGS-34 20mol/L,V,B,：,USGS-32 20mol/L,不同,丰度硝酸盐溶液配比及氮、氧同位素比值理论,值,溶液,编号,体积,比,（,V,A,:V,B,）,15,N,Air,理论,计算,值,18,O,SMOW,理论,计算,值,1,6:0,-1.8,-27.9,2,5:1,28.5,-19.0,3,4:2,58.8,-10.0,4,3:3,89.1,-1.1,5,2:4,119.4,7.8,6,1:5,149.7,16.8,7,0:6,180,25.7,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定建立工作曲线不同丰度,20,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,硝酸盐,工作曲线的建立,溶液,NO,3,-,的,15,N,Air,与,N,2,O,的,15,N,Air,的关系,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 硝酸盐工作曲线的建,21,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,硝酸盐,工作曲线的建立,溶液,NO,3,-,的,18,O,SMOW,与,N,2,O,的,18,O,SMOW,的关系,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 硝酸盐工作曲线的建,22,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,准确度与精密度,QC1,：,IAEA-NO-3,QC2,：,ST-NO,No.,IAEA-NO-3,ST-NO,15,N,Air,(),18,O,SMOW,(),15,N,Air,(),18,O,SMOW,(),1,4.26,26.05,14.47,11.42,2,4.93,26.07,13.82,10.84,3,4.32,24.75,15.26,11.54,4,4.76,25.24,14.71,11.26,5,4.62,25.43,14.84,10.07,6,4.87,25.57,15.32,10.73,7,4.94,26.01,13.92,10.97,8,4.72,25.37,14.52,10.43,avg.(),4.68,25.56,14.61,10.91,SD,(),0.21,0.36,0.43,0.39,推荐值,(),4.70.2,25.70.4,-,-,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 准确度与精密度No,23,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定,不同来源水样硝酸盐分析结果,水中硝酸盐的氮、氧稳定性同位素比值的测定 不同来源水样硝酸盐,24,空气中氮氧化物,氮,稳定性同位素,比值的测定,空气中氮氧化物氮稳定性同位素比值的测定,25,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,化学转化法方法原理,氧化：,转化：,检测：,公式换算,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定 化学转化法方法原理,26,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,N,N,O,N,3,-,N,O,x,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定NNON3-N,27,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,NNO,N,3,-,NO,x,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定NNON3-N,28,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,仪器装置,大气采样器,缓冲吸收瓶,通风橱,摇床,温室气体预浓缩装置,IRMS,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定 仪器装置,29,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,气体流速,:1L,min,-1,采样时长,:24h,采样高度,:,距地面,1.5m,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定气体流速:1Lm,30,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,主要试剂,0.05mol/L H,2,SO,4,溶液,0.1mol/L NaOH,溶液,30%H,2,O,2,溶液,1mol/L NaOH,溶液,1mol/L HCl,溶液,VCl,3,2mol/L NaN,3,溶液,20%,醋酸溶液,10mol/L NaOH,溶液,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定 主要试剂,31,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,试验步骤,气体捕集氧化,（,NOxNO,3,-,）,VCl,3,-HCl,NaN,3,-CH,3,COOH,pH,1,HN,3,转化,(,NO,3,-,NO,2,-,N,2,O),IRMS,质谱测定,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定 试验步骤气体捕集氧,32,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,pH,调节,1 mol/L HCl/NaOH,pH 9.0,样品稀释,DIW,NO,3,-,100,mol/L,去除,H,2,O,2,80,烘干,5mL DIW,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定pH调节,33,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,N,2,O,转化,20%CH,3,COOH+2M NaN,3,V:V=1:1,0.8 mL,0.05 mol/L VCl,3,1 mol/L HCl,5 mL,37,水浴,120r/min 18h,NO,3,-,N,2,O,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定 N2O转化,34,空气中氮氧化物的氮稳定性同位素比值的测定,换算工作曲线的建立,V,A,：,USGS-34,20/60/100 mol/L,V,B,：,USGS-32,20/60/100 mol/L,不同,丰度硝酸盐溶液配比及氮、氧同位素比值理论,值,溶液,编号,体积,比,（,V,A,:V,B,）,15,N,Air,理论,计算,值,18,O,SMOW,理论,计算,值,1,6:0,-1.8,-27.9,2,5:1,28.5,-19.0,3,4:2,58.8,-10.0,4,3:3,89.1