中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

水样中溶解性无机碳同位素测试前处理方法对比研究

吴夏, 涂林玲, 杨会, 王华, 朱晓燕, 张美良. 水样中溶解性无机碳同位素测试前处理方法对比研究[J]. 岩矿测试, 2013, 32(4): 649-658.
引用本文: 吴夏, 涂林玲, 杨会, 王华, 朱晓燕, 张美良. 水样中溶解性无机碳同位素测试前处理方法对比研究[J]. 岩矿测试, 2013, 32(4): 649-658.
Xia WU, Lin-ling TU, Hui YANG, Hua WANG, Xiao-yan ZHU, Mei-liang ZHANG. Contrastive Study of Sample-pretreatment Effects on Analytical Results of Inorganic Carbon Isotopes in Water Sample[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(4): 649-658.
Citation: Xia WU, Lin-ling TU, Hui YANG, Hua WANG, Xiao-yan ZHU, Mei-liang ZHANG. Contrastive Study of Sample-pretreatment Effects on Analytical Results of Inorganic Carbon Isotopes in Water Sample[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(4): 649-658.

水样中溶解性无机碳同位素测试前处理方法对比研究

  • 基金项目:
    国家自然科学基金资助项目(40772216,40802042);中国地质科学院岩溶地质研究所基金项目(2012006);中国地质科学院重点开放实验室专项资金(2010-sys-14); 广西青年科学基金项目(桂科青0640076);中国地质调查项目(水[2010]矿评03-06-02,水[2013]矿评02-013-07)
详细信息
    作者简介: 吴夏,硕士研究生,助理研究员,主要从事同位素地球化学研究。E-mail:wuxia@karst.ac.cn
  • 中图分类号: P641;O613.71;O652.6

Contrastive Study of Sample-pretreatment Effects on Analytical Results of Inorganic Carbon Isotopes in Water Sample

  • 水中溶解性无机碳(DIC)的碳同位素前处理方法由传统的BaCl2沉淀法,逐步发展到野外采样后直接通过连续流系统(GasBench-IRMS)测试。当前对于BaCl2沉淀法和连续流测试结果的差异,以及最佳DIC的前处理方法均需要开展深入研究。本文应用BaCl2沉淀法、医用无菌高密度聚乙烯瓶装样、GasBenchⅡ顶空样品瓶野外直接生成CO2气体三种前处理方法,对比研究前处理方法对采自桂林盘龙洞洞穴滴水和地下河水样中DIC碳同位素测试的影响。结果表明,由于BaCl2沉淀法使水样中游离CO2逸出,导致测定的DIC碳同位素值相对于另两种方法均偏正:地下河水样的碳同位素值最大偏正0.26‰;洞穴滴水的碳同位素值最大偏正0.33‰。因为野外水样采集环境的温度、大气压强与实验室内部环境变化较小,没有引起CO2、HCO-3的溶解度改变,用医用无菌高密度聚乙烯瓶和GasBenchⅡ顶空样品瓶采集水样的碳同位素测试结果相同;相对而言,利用GasBenchⅡ顶空样品瓶直接产生CO2气体,能够避免外界环境条件变化导致CO2、HCO-3的溶解度发生变化引起碳同位素分馏,是精确测定水中DIC碳同位素最佳的前处理方法。
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  • 图 1  研究点位置示意图及地形图

    Figure 1. 

    图 2  不同前处理方法测试的碳同位素分布图

    Figure 2. 

    表 1  野外水样HCO3-、pH、温度和实验室温度、压强测量结果

    Table 1.  The measurement results of HCO3-,pH,temperature in field samples and the temperature and pressure in laboratory

    样品编号 HCO3-浓度
    c/(mmol·L-1)
    pH值 温度
    θ/℃
    大气压
    p/Pa
    P 4.1 7.28 19.5 995.9
    P6 7.1 7.85 17.8 995.9
    实验室 - - 18.5 998.2
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    表 2  不同前处理方法的碳同位素分析结果

    Table 2.  Analytical results of carbon isotope determined with different sample pretreatment methods

    样品编号 δ13CV-PDB/‰
    BaCl2沉淀法 医用聚乙烯瓶采样 顶空样品瓶采样
    P -14.30 -14.54 -14.67
    P-平行样品 -14.36 -14.52 -14.61
    P6 -16.06 -16.39 -16.41
    P6-平行样品 -16.05 -16.36 -16.39
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出版历程
收稿日期:  2013-01-27
录用日期:  2013-03-13

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