第五讲 稳定氮同位素课件.ppt

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1、第五讲稳定氮同位素稳定氮同位素:14N:99.64%15N:0.36%standard=N2inair(15N/14N=0.00368)measuredas:N2典型氮库的同位素组成:Nitrate,rain:-13to+2OrganicN,soil:0to+9Fertilizer:-5to+5Animalwaste:+8to+22氮同位素及其循环NitrogenIsotopesandNitrogenCyclingADELTA15-N=+10‰meansthereis10partsperthousand(orpermil)more15-Ninthesamplethaninthestan

2、dard.ADELTA15-N=-10‰meansthereis10partsperthousand(orpermil)less15-Ninthesamplethaninthestandard.Delta(d)value=RatiosampleRatiostandardRatiostandardx1000-WhereRatioistheratioof2isotopesofanelement,suchas15N/14Nfornitrogen,forasampleorastandard.氮同位素及其循环NitrogenIsotopesandNitrogenCyclingPeopleusua

3、llyfindthenegativedvaluesabitconfusing,buttheyarejustaproductofwhatmaterialwaschosenasthestandard.Example:ForN,theratioof15N/14NinAirisabout1/250.Ifasamplehas1%more15NthanAir(=1/250),itsratiowouldbe:1.01/250.This1%correspondsto+10‰.Ifasamplehas1%less15NthanAir--(=0.99/250),thisis-10‰.氮同位素及其循环Nit

4、rogenIsotopesandNitrogenCyclingheavyvs.lightisotopesthe“heavy”isotopeistheonewithmoreneutrons;itisalsogenerallythelessabundantisotope.enrichedvs.depletedremembertostatewhatisotopeisinshortsupply:does“enrichednitrogen”meanthat:thenitrogenisenrichedinheavynitrogenORthenitrogenisenrichedinlightnitr

5、ogen?positivevs.negative-10‰ismorepositivethan-20‰.氮同位素及其循环NitrogenIsotopesandNitrogenCycling1天然气；2火成岩；3火山气；4受粪肥污染土壤中的氮；5动物粪便(厩肥)或污水中的NO3-；6沉积岩中的有机质；7石油；8非豆科植物；9垦植土壤和受生活污水污染土壤中的氮；10土壤有机氮矿化形成的NO3-；11天然土壤中的氮；12雨水；13煤；14受化肥和工业废水污染土壤中的氮；15含氮化肥的NO3-；16豆科植物；17泥炭不同氮源的δ15N值分布图氮同位素及其循环NitrogenIsotopesand

6、NitrogenCycling-50-40-30-20-10010203040501152351787166410121491113一般讲，城市地下水的δ15N值较高，而农村地区较低；在生活污水和畜禽废水为污染源的地下水层，δ15N一般在1%以上；农业用地的地下水δ15N值为0.10%-1.08%，化肥施用地区地下水δ15N值较低，有机肥施用地区地下水δ15N值较高，有时候超过1.0%；当然，施肥的方法、灌溉的情况及土壤的特性等都会影响同位素值。氮同位素及其循环NitrogenIsotopesandNitrogenCyclinglightheavy0‰0.6‰-1to0‰-1to0‰2

7、0-30‰氮同位素分馏NitrogenIsotopeFractionationKarletal.,2002表生环境中，某些作用过程会导致环境中N组分的同位素发生分馏，这些过程包括：Duringbiologicalprocesses(e.g.,assimilation,nitrification,denitrification),thelighterisotope(14N)endsupbeingconcentratedintheproductsw