稳定性同位素示踪技术在环境领域的应用初探修改稿.doc

稳定性同位素示踪技术在环境领域的应用初探 孙玮玮, 毕春娟，陈振楼*, 胡蓓蓓，王东启，刘耀龙，沈军 ( 华东师范大学资源与环境科学学院 地理信息科学教育部重点实验室,上海,200062) 摘要：通过系统分析国内、外近年来关于稳定性同位素示踪技术在各环境介质中污染物的迁移、转化及判源分析等方面的相关文献，得出该领域的研究现状：稳定性同位素技术用于环境领域研究特别是水环境中不同物态的有机物来源、运移、转化研究较为成熟；我国稳定性同位素用于环境领域特别对污染物判源及不同环境介质中迁移、转化与降解的稳定性同位素研究尚属起步阶段，但前景广阔。 关键词：稳定性同位素；示踪；环境； 溯源 A Preliminary Study on Application of Stable Isotope Tracer Technique in Environmental Field SUN Wei-wei, BI Chun-juan, CHEN Zhen-lou, HU Bei-bei, Liu Yao-long , Shen Jun (Key laboratory of Geo-information Science of the Ministry of Education, College of Resources and Environment Science, East China Normal University, Shanghai 200062, China) Abstract: Domestic and foreign relevant literatures on the stable isotopic tracer technique in transport, transformation and source analysis of pollutants in a variety of environmental medium was analyzed systematically. The current situation of these fiels are: stable isotope technique used in the environment field, especially in source, transport and transformation of organic matter in water environment is more mature; it is still in a starting stage in China now, but the prospect is bright.. Key Words: Stable isotope; trace; environment; Traceability 稳定性同位素技术是从上世纪60年代开始定型并逐步发展起来的一门分支学科，由于此项技术适用广泛,很快被应用于矿床学、医学、生物工程、食品工程等研究领域，并且稳定性同位素可以指示物质的来源或成因,使这项技术成为有机地球化学研究中一项重要的分析测试技术和研究手段。 在进行各种环境介质的判源分析中C、N 稳定性同位素示踪是一种最为广泛利用的方法[1]，其中碳同位素被广泛用于探讨在各种生态环境中的物质来源和迁移规律，而氮同位素则被广泛应用于生物氮循环的示踪研究。同时，由于稳定性同位素在特定污染源中组成确定,且具有分析结果精确可靠、在污染物迁移与转化过程中不发生显著变化的特点,故已被广泛应用于环境污染事件的仲裁、环境污染物的来源分析与示踪研究中[2]。 本文通过对近年来国内外关于稳定性同位素示踪技术在各环境介质中的迁移、转化和判源分析应用等方面研究文献分析，尝试总结该领域研究现状及进展，拟为该领域进一步研究与发展提供参考。 1 稳定性同位素概述 稳定性同位素示踪是相对于放射性同位素示踪而言的，虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪、气相层析仪、核磁共振等质量分析仪器来测定。虽然其应用范围不及放射性同位素应用广泛，但稳定性同位素的分馏效应使得不同元素的同位素在自然界中各种生物地球化学过程中产生了丰度的变化，造成不同物质或同一物质内部不同部分的同位素分布不均匀。因此，我们通过对稳定性同位素的研究，使其运用到地圈和生物圈的各个领域。 由于引起同位素效应的根本原因在于同位素质量的差异，所以质量差越大，同位素效应也越显著。目前在地球化学和生态学研究中应用的稳定性同位素主要为轻元素，例如H、C、N、O、S等[3]。 稳定性同位素比值为某一元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比，例如13C/12C、15N/14N等；但在实际的测量当中这一比值极难测定，所以实际测量工作中