北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O)

日期: 2020-07-30
浏览次数: 398

通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O)

【基本原理】硝酸盐水溶液(NO3−)的氮氧稳定同位素组成(δ15N,δ18O,δ17O)以及亚硝酸盐(NO2−)的δ15N值是土壤、雨水、地表水、地下水以及海水养分来源和动态变化的重要示踪剂。硝酸盐同位素还用于评估水生生态系统循环N的能力以及通过地下细菌反硝化等过程修复被硝酸盐污染的含水层。用叠氮化镉还原法将NO3−或NO2−转为N2O,用N2O激光光谱法进行N和O同位素分析。将激光顶空同位素分析法与同位素比质谱法进行比较。激光法可直接测量17O异常,有助于追踪大气N来源。


基于此,在所附的文章中“N and O isotope (δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O) analyses of dissolved NO3− and NO2− by the Cd‐azide reduction method and N2O laser spectrometry”,国际原子能机构(IAEA)同位素水文学实验室主任Leonard I. Wassenaar及其团队利用N2O同位素分析仪(N2OIA‐23e‐EP Model 914‐0060;Los Gatos Research,Mountain View,CA,USA)开展了相关实验。


【方法】用叠氮化镉法和顶空N2O激光光谱法将其转化为N2O,在N/O稳定同位素标准物(IAEA,USGS)上测量δ15N,δ18O,δ17O。15N示踪剂测试评估了N到N2O分子中α或β位置的位置特异性路由。使用数据处理算法校正同位素对N2O浓度,光腔压力和含水量的依懒性。                  

通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O)

叠氮化镉处理过的NO3−→N2O顶空样品(注入空气中大约10 ppm N2O)的典型光谱同位素体吸光度信号与相对波数的关系图,显示了N2O同位素体与水汽的相对位置和浓度。N2O同位素体丰度最高的是14N14N16O(>99%)。


【结果】在叠氮化物反应中,NO3−/ NO2−氮被引导至NO2的15Nα位置;因此,应将δ15Nα用于N2O激光光谱分析结果中。经过校正N2O浓度,光腔压力和含水量,国际标准物的δ15NαAIR,δ18OVSMOW 和δ17OVSMOW 值(‰)分别为+4.8 ± 0.1,+25.9 ± 0.3, +12.7 ± 0.2 (IAEA NO3),−1.7±0.1,−26.8 ± 0.8,−14.4 ± 1.1 (USGS34) 以及 +2.6 ± 0.1,+57.6 ± 1.2,+51.2 ± 2.0(USGS35),与它们的值和同位素比质谱分析结果相一致USGS35的17O盈余为+21.2±9‰,与以前的研究结果一致。

通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O)

左图显示了激光光谱测得的δ15NαAIR和IRMS测得的δ15NbulkAIR关系图,右图显示了激光光谱和TG-IRMS测得的δ18OVSMOW关系图。对IRMS的δ15NAIR结果进行17O校正,除USGS35(ʎ=0.88)外,所有样品的全局ʎ值为0.52;基于激光法的δ15N分析无需17O校正。

通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O)

在叠氮化镉转化反应NβNαO气体分子中,15N到达α和β位置的路线。左图:利用0.4-1.9%(>98原子%)Na15N3富集剂,通过叠氮化镉法,将IAEA NO3(1 ppm)样品与N2O气体反应。右图:0-3%(>98原子%)Na15NO2样品与“常规”试剂级NaN3(δ15NAIR=-2.9‰)反应,生成N2O样气。激光光谱仪测量样品应按所述方法报告压力和浓度校正后的δ值。在15N富集水平下,δ15Nα和δ15Nβ平均测量值SD(n=3)在叠氮化物测试中分别为±6和±7‰,在NO2测试中分别为±10和±3‰。


【结论】作者认为叠氮化镉法在测定硝酸盐或亚硝酸盐δ15N,δ18O,δ17O(以及17O盈余)上产生了准确且精确的结果。缺点是叠氮化镉化学药品是有毒的,N2O激光光谱法缺乏自动进样设备。15N富集的示踪剂测试表明了在高15N富集条件下通过激光光谱法进行水中养分动态的位置特异性实验的潜力,但是暴露了样品之间的记忆校正以及改善17O光谱反卷积的需求。


N2O同位素分析仪

特点

1. 采用中红外量子级联激光器,可同时测量4N15N16O,15N14N16O,14N14N18O,14N14N17O,N2O;

2. 与同位素比质谱技术相比,不受目标气体中同分子量的CO2的影响;

3. 测量δ15N,δ15Nα和δ15Nβ,量化N2O的源和汇;

4. 测量δ17O,δ18O,量化硝化过程

5. EP型,实现更小漂移和更高的稳定性;

6. 无需液氮冷却;

7. 原位连续测量与手动间断进样结合;

通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O)

N2O同位素分析仪


性能指标

      重复性/精度(1σ,300s)

[N2O]0.1 ppbδ15Nδ15Nα15Nβ:优于1‰

δ17O:优于1‰N2 1 ppm);δ18O:优于2‰

测量速度

1 HZ

测量范围

N2O0.3-100 ppm

漂移(15分钟平均,标准温度压力,24 h

N2O1 ppb

δ15Nδ15Nαδ15Nβδ17Oδ18O:<1‰

环境条件

操作温度:0-45℃;

环境温度:0-100%RH,无冷凝;

温度控制精度

0.003

压力控制精度

0.001 torr

点击阅读原文

2020年第4期快讯#3-通过叠氮化镉还原法和N2O激光光谱法分析溶解的NO3−和NO2−的N、O同位素(δ15Nα,δ15Nβ,δ18O,δ17O).pdf


News / 相关新闻 More
2026 - 04 - 07
农药精准施用的挑战霜霉病等真菌性病害是全球葡萄生产中的重要威胁。近140年来,铜基抗菌化合物一直是防治植物病原菌的重要手段。然而,在实际操作中因杀菌剂施用不当及农药飘移,不仅造成经济损失,还会引致农业土壤持续污染。当前,水敏纸仍是农药飘移评估的常用方法,但该方法已被证明难以精准表征农药在葡萄园的整体沉积状况。高光谱成像技术凭借非破坏性、信息维度丰富的优势,已成功应用于葡萄品种分类、果实成熟度与品质评估、冠层实时监测等领域,而利用该技术实现叶片表面农药沉积量的定量检测,仍是亟待深入研究的开放性课题。近期,西班牙布尔戈斯大学的研究团队在《Data》发表了一篇Data Descriptor,公开了一个包含372幅葡萄叶片高光谱图像的数据集。该数据集系统揭示了3种杀菌剂在不同浓度和施用条件下的光谱差异,可为精准农业中的农药沉积监测、定量分析以及机器学习模型构建提供重要的数据基础。 图1.机械工作台...
2026 - 04 - 07
研究背景人口增长和农业发展的需求推动氮肥大量施用,虽保障了粮食安全,却给水生环境带来巨大压力。氮肥过量施用后,硝酸盐会通过径流和淋溶作用向地表水体迁移,进而引发水体富营养化、藻类水华、地下水污染等问题。在农业小流域,硝酸盐的迁移主要受暴雨驱动的水文过程影响,暴雨会激活地表与浅层地下径流通道,让土壤快速饱和,进而加快硝酸盐经径流和淋溶向河网的迁移速度。现有研究虽证实了暴雨事件与硝酸盐迁移过程存在关联,但不同暴雨型态在事件尺度上对硝酸盐的具体调控机制,目前仍未明确。为此,华中农业大学史志华老师团队以丹江口库区农业小流域为研究对象,结合高频水文监测与稳定水同位素示踪法,完成20场暴雨事件的原位观测与样品分析,系统阐明不同暴雨峰值模式下硝酸盐的输出途径与规律,相关成果发表于国际权威期刊《Water Research》。该研究为解析暴雨结构对农业流域硝酸盐输出的调控作用提供了精准的数据支撑,在揭示水...
2026 - 03 - 31
研究背景青藏高原作为全球变化敏感区和放大器,近几十年来增温幅度显著高于全球平均水平,其生态系统水热格局和碳循环过程正在发生深刻变化。土壤呼吸是陆地生态系统向大气释放CO₂的主要途径,其强度及变化直接影响生态系统碳收支,并关系到气候变化背景下陆地碳循环反馈的准确评估。然而,在气候敏感的色季拉山,土壤CO₂通量(FCO₂) 如何在日尺度上响应温度与水分的耦合作用?海拔梯度是否真的像传统理论预期的那样,导致通量单调下降?这些问题仍待解答。近期,西藏农牧大学研究团队联合河海大学等团队以青藏高原色季拉山为研究对象,开展了为期两年的原位高频观测研究。其成果发表于知名期刊 《Forests》(2026),研究结果揭示了色季拉山FCO₂非单调的海拔分布格局及其背后的温度主导与水分阈值驱动机制,为优化高寒生态系统碳循环模型及精准评估气候变暖背景下的碳反馈效应提供了重要的科学支撑与数据支持。 图1.研究区域。...
2026 - 03 - 31
研究背景冬枣作为一种营养丰富的功能性水果,其内部品质指标,尤其是可溶性固形物含量(SSC),是决定果实甜度、风味及消费者购买决策的核心因素。传统的SSC检测依赖于破坏性折光法,效率低下且无法满足大规模、无损、在线评估的需求。可见/近红外光谱技术(Vis-NIRS)因其快速、无损的特性,已成为农产品品质检测的主流手段。然而,在实际应用中仍面临因成熟度异质性和测量位置的不确定性导致模型预测结果波动。近日,塔里木大学施明登老师团队在《Journal of Food Composition and Analysis》上发表了一项研究成果,提出了一种结合对比学习与光谱技术的新方法,成功攻克冬枣SSC无损检测中成熟度变异与测量位置不确定性两大技术瓶颈,为冬枣的在线品质监测提供了全新思路。 图1.无损数据采集系统。研究方法样本采集:冬枣采自新疆阿拉尔市塔克拉玛果业有限公司的果园,涵盖4个成熟度阶段(白熟...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开