廣州地球化學(xué)研究所新突破：建立苯多羧酸單體雙碳同位素分析技術(shù)
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】在地球化學(xué)研究領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所取得了重大進(jìn)展，成功建立了苯多羧酸(BPCA)單體雙碳同位素(δ13C-Δ14C)分析技術(shù)新方法。該成果不僅填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域的空白，更為地表碳循環(huán)研究提供了新的視角和工具。
黑碳物質(zhì)(BC)作為全球碳循環(huán)中的重要組成部分，廣泛分布于大氣、水體、土壤等多個(gè)圈層介質(zhì)中。然而，由于不同圈層介質(zhì)的研究方法和目標(biāo)導(dǎo)向差異，BC的表征方法存在顯著差異，阻礙了BC物質(zhì)生物地球化學(xué)循環(huán)的跨圈層對(duì)接。針對(duì)這一難題，研究人員基于表征BC稠合芳香結(jié)構(gòu)的苯多羧酸法(BPCA法)，開(kāi)發(fā)出了一種全新的跨圈層介質(zhì)的BPCA單體雙碳同位素(δ13C-Δ14C)分析技術(shù)體系。
傳統(tǒng)的BPCA單體制備液相色譜(prep-HPLC)方法通常使用磷酸水溶液作為流動(dòng)相，這導(dǎo)致后續(xù)的雙碳同位素測(cè)定面臨磷酸殘留和碳量不足的問(wèn)題。研究人員通過(guò)創(chuàng)新性地使用三氟乙酸(TFA)水溶液作為色譜流動(dòng)相，并結(jié)合高純氮?dú)獯祾呒夹g(shù)，成功去除了餾分收集液中的流動(dòng)相，從而可以直接進(jìn)行δ13C和Δ14C分析。這一方法的建立，不僅極大減少了樣品氧化過(guò)程中的堵塞問(wèn)題，而且將更多的BPCA單體碳量用于AMS 14C分析，顯著提高了實(shí)驗(yàn)的可操作性和測(cè)試效率。
通過(guò)各類(lèi)環(huán)境參考物質(zhì)的驗(yàn)證，該技術(shù)的可靠性和適用性得到了充分證明。研究表明，不同來(lái)源的BC在雙碳同位素組成上具有明顯的特征差異。例如，城市灰塵樣品中的BC主要來(lái)源于煤燃燒，而河流天然有機(jī)質(zhì)樣品中的水溶性黑碳則主要來(lái)源于現(xiàn)代C3植物的燃燒。這一發(fā)現(xiàn)為示蹤BC的來(lái)源和地球化學(xué)過(guò)程提供了重要依據(jù)。
該研究成果已發(fā)表于國(guó)際地球化學(xué)領(lǐng)域知名期刊《應(yīng)用地球化學(xué)》(Applied Geochemistry)，并被遴選為當(dāng)期編輯推薦論文。這一技術(shù)的建立，不僅為BC來(lái)源和跨圈層地球化學(xué)過(guò)程的示蹤提供了新的工具，也為地球化學(xué)領(lǐng)域的研究開(kāi)辟了新的方向。
隨著全球氣候變化和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)BC等碳物質(zhì)的深入研究顯得尤為重要。研究人員的這一創(chuàng)新成果，無(wú)疑將為全球碳循環(huán)和環(huán)境污染治理等領(lǐng)域的研究提供有力的支撐。
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