岩溶塌陷开放系统和封闭系统中碳稳定同位素特征有何差异？求解

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-03-15 05:53 标签： 岩溶地貌
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国家自然科学基金项目查询
岩溶洞穴系统碳同位素运移特征及影响因素研究
学科分类第四纪地质学 ( D0209 )
负责人李廷勇
单位名称西南大学
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地址：北京市海淀区中关村南一条乙三号 &&电话：010-中国测试技术2007年9月碳和氮稳定同位素的组成的动态变化的
--《中国测试》2007年第5期
中国测试技术2007年9月碳和氮稳定同位素的组成的动态变化的稳定同位素技术为解决这一生态学难题提供了新的研究手段旧。稳定同位素技术的优点在于使得这些生态问题研究能够在没有干扰的情况下进行。以稳定同位素作为示踪剂研究生态系统中碳源、能量流动、营养结构、污染物的生物放大作用，成为了解生态系统动态变化的主要研究手段之一。生物中氮同位素值受食物源和生物的新陈代谢两方面因素的影响，生物的新陈代谢会引起同位素的分馏使氮同位素在生物体内进一步沉积，这样逐级积累从而实现了不同营养级之间同位素的富集，因此氮同位索是一种较好的营养层次指示剂。通过使用稳定同位素技术，可以使生态学家测出许多随时空变化的生态过程，同时又不会对生态系统的自然状态和元素的性质造成干扰。在过去的十几年中，一些生态与环境科学的最令人瞩目的进步依赖于稳定同位素技术的应用，稳定同位素能够被用来解决与生物地球化学有关的生态学中的许多问题。例如，利用Q植物的碳同位素判断植物如何有效地利用水分；利用碳和氮同位素确定土壤中碳和氮周转速率，还可以利用”N、180、zH确定植物的分布区域m。其中有些问题还只能通过利用稳定同位素技术来解决。例如，植物在光合作用倾向于吸收含有轻碳的CO：，其吸收程度受有效水含量和光合途径影响。水分有效性和光合途径是干旱或湿润环境植物的重要特性，因此，植物的碳同位素组成能够在时间尺度上整体反映植物的水分利用效率“。通过测量植物茎中水的。H和“0组成，也能够判定植物对表层水和深层水的依赖程度。6环境污染治理中的应用稳定同位素在环境治理中用于追踪污染物的来源也有着广泛的应用。因为如果地下水有几种不同地区的降水补给来源，而且在不同地区这些降水的蒸发、凝结条件也各不相同，那么在不同地区降水来源的图8D一8180上的直线就会出现不同的斜率和截距，据此判断地下水的补给来源。如山西229煤田地质队与中科院地质与地球物理研究所运用氢氧同位素曾对山西太原地区地下水资源评价和开发作了研究。其中，太原地区大气降水线为8D：7.6UgO+10：汾河水的氢氧同位素平均值为8D=一62.3+2.8％0，~lsO=一8.32+0.4％oc，西山岩溶水的8D和8，80之间呈线性关系为8D：5.56~180―16.1可见，西山岩溶水中混入了受强烈蒸发作用的汾河水及浅层水，它与汾河渗漏水及上覆石炭、二叠系裂隙水有明显的水力联系佣。利用这一原理，我们可以进行地下水污染源的追踪。地下水源如果遭到地表污水的影响，利用稳定同位素方法，一旦地下水与地表水的8D和8?80存在一定的联系，就可以判定该地下水与地表水之问的水力联系，确定污水的地表来源。除此利用氮同位素追溯硝酸盐污染源【硎，稳定氮同位素还可用于生物对多氯联苯、Hg、Cd、zn等重金属的生物放大研究。利用稳定同位素示踪的方法，与常规污染物调查相结合来研究陆源污染物的扩散运移规律以及在食物网中的生物放大和积累作用，可为环境污染的综合治理提供科学技术支持。除此之外，利用正构烷烃单体分子碳同位素组成对也可以大气污染源进行了迫踪㈣。近期稳定同位素示踪技术也有效地应用于赤潮的研究中，通过追踪引起赤潮主要物种的发展变化，可以研究赤潮的产生机理、发展过程和对水体及生态系统营养层次的影响，从而了解赤潮产生的原因及赤潮的预防手段。由于咸水和现代海水的氢和氧的同位素值因古今温度的变化而有很大差异，因此可以根据稳定同位素值的变化范围确定海水入侵范围。例如：潘曙兰用同位素方法研究了我国莱州湾海水入侵的成囚及变化发展趋势【11】。结果表明，在莱州湾西部的广大地区属于卤水入侵区，在莱州湾东部的龙口地区属于现代海水入侵区从而有效地监视和跟踪海水入侵的变化趋势。7其它领域中的研究应用除了应用于地球化学以外，IRMS以及同位素还可以应用于土壤科学、医药科学、食品科学、法庭医学以及运动员违禁药物检测和等很多研究及应用领域。商品贸易中通过碳氮同位素分析，可以确定肉类的产地；通过检测蜂蜜中碳同位素组成可以检测蜂蜜的真假；还可以通过碳同位素确定柠檬酸和食用香料是人工合成还是天然产品；通过测量植物中的碳氮比可以得知农作物施肥的最佳配方比和时间；在刑事侦查中，通过检测缴获的海洛因的碳同位素组成可以推知海洛因原料的产地；通过检测运动员尿液类固醇的某些有机物的碳同位素可以推断运动员是否服用兴奋剂等。8结论随着同位素比率质谱仪技术的发展与同位素研究工作的深入，已经从原来的测定某种有机物的同位素总体组成到测定单体组分的同(下转第87页)
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不同岩溶动力系统的碳稳定同位素和地球化学特征及其意义：以我国…

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