喀斯特陆地生态系统氯同位素组成的地球化学研究

本项目使用Cs2Cl+离子的正热电离质谱法测定氯同位素比值，将系统研究喀斯特地区源于C3植物和C4植物的土壤有机质的δ37Cl值变化及其与碳同位素组成变化之间的关系，期望开发出一个研究植被演化过程的新指标（即氯同位素研究指标）；探讨陆地生态系统中植物中氯代有机物的迁移规律、氯同位素分馏机制为理解土壤有机质的演化、形成和降解过程提供新的科学方法和依据；通过氯同位素组成特征初步了解人为活动对土壤中氯代有机物迁移转化过程的影响。

以氯同位素标准物质ISL354为主要研究对象，探索TIMS测试氯同位素组成的影响因素以寻找最佳测试条件。初步得到以下结论：1)树脂分离与转换过程中，样品溶液中Cl-离子浓度维持在10~50mg/L时的淋洗回收率达到95%以上，溶液pH值介于1~7之间时回收率是不存在明显差异的；2)氯离子在树脂交换过程中没有发生同位素分馏。加热至60℃(溶液实际温度)能快速完成浓缩，且对同位素组成没有明显影响；3)点样时，带样品的pH值介于2.5~7.0之间时均能完成氯同位素组成测定，但3.0~4.0之间具有更好的带电流操控性。碳酸铯中和法能使带样品pH有效控制在此范围内，从而得到比较好的测试结果；4)氯同位素比值测试过程中CO32-、NO3-等其他阴离子的影响效果与带样品中Cs/Cl比值有一定关系。采用氯化银沉淀法能有效去除杂质阴离子，并对样品同位素组成不产生明显影响。. 系统研究喀斯特地区源于C3植物和C4植物的土壤有机质的δ37Cl值变化及其与碳同位素组成变化之间的关系，δ37Cl值变化在- 0.30‰ 到 +0.70‰，开发出一个研究植被演化过程的新指标（即氯同位素研究指标）；探讨陆地生态系统中植物中氯代有机物的迁移规律、氯同位素分馏机制为理解土壤有机质的演化、形成和降解过程提供新的科学方法和依据；通过氯同位素组成特征初步了解人为活动对土壤中氯代有机物迁移转化过程的影响。. 研究表明喀斯特湖泊流域不同深度湖水中δ37 Cl值变化与地表水的变化不一致，但变化幅度较小。说明湖水中无机氯离子在自然过程的水体混合均一化作用下，其δ37Cl值相对稳定，而河水中δ37Cl值受大气输入物质、生产活动及排污污水的影响较大，δ37Cl值变化在- 0.72‰ 到 +1.55‰。因此稳定氯同位素能较准确的区别出水体中各种端元物质的存在，是示综水环境污染物质来源的有效方法。