稳定同位素技术在环境分析中的应用.pptx
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IRMS稳定同位素技术稳定同位素技术（IRMS）（IRMS）在环境领域在环境领域的的分析应用分析应用IRMS目录目录IRMS的系统组成和工作原理的系统组成和工作原理IRMS在环境科学中的应用在环境科学中的应用IRMS的仪器维护和性能改进的仪器维护和性能改进IRMS稳定同位素比例质谱仪稳定同位素比例质谱仪概概念念：
利利用用离离子子光光学学和和电电磁磁原原理理，按按照照质质荷荷比比（m/e）进进行行分分离离从从而而测测定定同同位位素素质质量量和相对含量。
和相对含量。
迄迄今今发发现现的的稳稳定定同同位位素素274种种，但但得得到到产产业业化化生生产产并并已已广广泛泛应应用用的的主主要要为为22HH、1313CC、1515NN、1818OO、2222NeNe、1010BB等少数几种产品。
等少数几种产品。
IRMSIRMS的系统组成的系统组成IRMS主主要要由由3大大系系统统组组成成：
分分析析系系统统、电电学学系系统和真空系统。
统和真空系统。
其其中中分分析析系系统统由由3个个必必需需的的部部分分组组成成：
单单能能级级离离子源、质量分析器、离子检测器。
子源、质量分析器、离子检测器。
进样系统离子源质量分析器离子检测器样品样品质谱图质谱图IRMSDELTAplusXL气体同位素比值质谱气体同位素比值质谱生产商：
美国菲尼根玛特质谱公司生产商：
美国菲尼根玛特质谱公司制造地：
德制造地：
德国国前处理设备：
前处理设备：
双流进样系统双流进样系统气相色谱气相色谱HP6890-燃烧界面燃烧界面元素分析仪元素分析仪EA1112-连续流界面连续流界面基基本本功功能能：
H/D,13C/12C,15N/14N,18O/16O,34S/32S五种元素的气体同位素比值的测定五种元素的气体同位素比值的测定仪器外观ConFlo氧化炉TCCombustionEA1112GCDELTAplusXL质谱主机双流进样系统控制电脑IRMSIRMS样品分析流程样品分析流程IRMS离子源系统离子源系统在离化室内，样品气体电离成正离子气体电离成正离子，在电场作用下离子聚焦成束离子聚焦成束，并在加速电压加速电压作用下经过缝隙进入分析器经过缝隙进入分析器。
电子轰击型离子源电子轰击型离子源常见的离子源：
常见的离子源：
电子轰击、表面热电离、二次离子化等IRMS分析器系统分析器系统质谱仪的心脏，由一个有限制狭缝板有限制狭缝板和金属杯（法拉金属杯（法拉第筒）第筒）组成，主体为一扇形磁铁扇形磁铁，其功能是把离子源把离子源送来的离子束按不同的质荷比（送来的离子束按不同的质荷比（m/z）分开）分开。
磁磁分分析析器器IRMS离子检测器（离子检测器（DeltaPlusXL/XP）离子接受器离子接受器+放大检测装置放大检测装置接受来自质量分析器的不同质荷比的电子束，并加以放大和记录有多个接收器，可同时接收、记录被分开的几束离子及其强度IRMS真空系统真空系统涡涡轮轮分分子子泵泵获获得得超超高高真真空空，排排除除残残余余气气体体，降降低低“本本底底”IRMS稳定同位素质谱技术的应用稳定同位素质谱技术的应用20世世纪纪80年年代代以以后后，随随着着同同位位素素质质谱谱测测试试技技术术的改进，大大拓宽了稳定同位素的研究领域。
的改进，大大拓宽了稳定同位素的研究领域。
特点：
特点：
a灵敏度高、检测限低灵敏度高、检测限低b操作简便、使用安全操作简便、使用安全c没有放射性，无二次污染没有放射性，无二次污染d样品用量少、分析结果精确稳定样品用量少、分析结果精确稳定应应用用领领域域：
生生态态学学，地地理理地地质质科科学学，环环境境科科学学，海海洋洋科科学学，石石油油，石石化化，食食品品，化化工工，法法检检，医医学，考古等领域。
学，考古等领域。
IRMS稳定同位素技术在水污染中的应用稳定同位素技术在水污染中的应用稳定同位素技术在水污染中的应用主要集中于碳、稳定同位素技术在水污染中的应用主要集中于碳、汞、铅、硫、氮的稳定同位素汞、铅、硫、氮的稳定同位素,使用方法多是利用其使用方法多是利用其作为示踪剂推测水体中污染源的来历作为示踪剂推测水体中污染源的来历,分析污染物质分析污染物质随时间的迁移与变化。
从而达到对已发生的污染事件随时间的迁移与变化。
从而达到对已发生的污染事件进行仲裁、了解污染与转化途径等目的。
进行仲裁、了解污染与转化途径等目的。
IRMS稳定同位素技术在大气污染中的应用稳定同位素技术在大气污染中的应用同位素技术作为来源解析与示踪手段也广泛应同位素技术作为来源解析与示踪手段也广泛应用于气态污染物质来源确定与大气颗粒物污染过用于气态污染物质来源确定与大气颗粒物污染过程的研究。
应用主要集中于碳、铅、硫的稳定同程的研究。
应用主要集中于碳、铅、硫的稳定同位素位素,研究介质主要为多环芳烃中的稳定碳同位素研究介质主要为多环芳烃中的稳定碳同位素组成、燃煤排放的硫化物、汽油燃烧后的铅尘等。
组成、燃煤排放的硫化物、汽油燃烧后的铅尘等。
IRMS稳定同位素技术在土壤污染中的应用稳定同位素技术在土壤污染中的应用土土壤壤是是许许多多重重金金属属类类污污染染物物质质重重要要的的汇汇,同同时时土土壤壤又又与与地地表表的的植植被被、大大气气的的沉沉降降、地地表表径径流流的的污污染染密密切切相相关关,故故污污染染物物与与污污染染形形式式复复杂杂多多样样,来来源源探探究究更加困难。
更加困难。
稳稳定定性性同同位位素素1515NN能能够够被被用用来来测测定定植植物物通通过过氮氮固固定定或或吸吸收收土土壤壤NHNH44+及及NONO33-获获得得氮氮素素相相对对比比率率，确确定定土土壤壤中碳和氮周转速率等。
中碳和氮周转速率等。
IRMSIRMS的仪器维护的仪器维护1、测试植物样品时最多200个样后需要取下燃烧管，用专用工具清除燃灰，装管时注意水平装O形圈2、氧化剂的消耗和燃烧位置的变化会引起不完全燃烧，造成峰的拖尾及形成CO等不良结果，不完全燃烧时可把燃烧管温度升高少许3、有峰出现就需要更换还原铜（还原铜失效时会有NO形成，造成30N的峰变高）4、更换了燃烧管填料后，为了彻底赶出水分，需要加热烘烤分离柱5、水阱维护：
当水阱中2/3的干燥剂湿润后，需更换干燥剂，如果颗粒太大，可以轻轻碾碎后使用反应管及水阱、冷阱的维护反应管及水阱、冷阱的维护（FlashEA部分部分）IRMSIRMS的仪器维护的仪器维护1、一般一根反应管连续做一周需老化一次：
含C量较多的样品出现鬼峰和杂峰时用，说明CombustionReactor氧化能力变差，需要老化。
老化方法：
a、CombustionReactor（燃烧管），开O2阀1-2小时；HTCReactor（裂解管），开CH4阀1-2小时b、开反吹气一小时c、仪器状态确认：
用2个以上空白样和标准样检测仪器状态，查看样品信号是否稳定2、冷阱维护：
N元素分析时，需要开冷阱去除CO2，CO;一般液氮灌满一次用一天反应管及水阱、冷阱的维护反应管及水阱、冷阱的维护（GCIsolink中中）IRMSIRMS的性能改进的性能改进同位素质谱仪的技术进展，主要围绕提高仪器的灵敏度、丰度灵敏度、和精密度等性能进行
（1）灵敏度灵敏度：
通常用原子/离子的转换效率来决定，即用接收到的离子数去除以离子源的样品总原子数之比提高电离效率提高电离效率（改进电离技术，如采用大流量界面泵和X型的采样锥相结合）提高离子传输效率提高离子传输效率（改善仪器真空极限、减少离子在传输过程中与缝隙和中性粒子的碰撞）提高离子接受效率提高离子接受效率（如改进离子束的形状，避免离子的溅射、反射和电子的逃逸）IRMSIRMS的性能改进的性能改进
（2）丰度灵敏度改进的措施：
丰度灵敏度改进的措施：
a、改善测量时的真空环境b、使用具有质量、能量双聚焦功能的串列分析器c、采用不同类型阻滞透镜（3）精密度的提高精密度的提高：
a、改善供电系统的稳定性b、多接收器同时测量，缩短采集数据的时间c、完善计算机在线测量功能和软件功能，消除人为重复操作误差，缩短测量时间IRMS有关同位素的测定方法中，常用的同位素稀释质谱法（IDMS）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）都存在严重的同质异位素干扰，有什么新的技术可以解决这个问题？
IRMSThankYou
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