詳細說明

穩定同位素的測定廣泛應用于多種研究項目中。其中13C/12C,D/H和18O/16O比率的研究廣泛應用在生態學、水文水利、碳循環、植物水分利用、氣候變化等研究方向,發表的文獻車載斗量。
也正因為此,同位素質譜儀等設備得到了廣泛的應用,然而,同位素質譜儀存在以下幾個方面的不足:
1、環境條件要求穩定一致,因此無法應用在野外研究,從而造成了數據代表性和滯后性的問題;
2、無法進行連續測定,從而無法實時了解同位素比率的動態變化;
3、儀器成本非常高,操作與運行成本也給科學家應用其進行廣泛的研究帶來了困難。
4、研究者在測量13C/12C,D/H和18O/16O的同時,一般都需要氣體濃度數據做為參照,往往還要攜帶CO2/H2O分析儀,不帶數據難以同步,操作起來也非常困難。
為了解決以上問題,1994年美國LGR公司研發了激光分析儀,解決了低濃度氣體無法測定的難題。并將該技術應用于同位素研究,在世界上次推出了激光同位素分析儀,在經過室內和野外的長期測試之后,技術上取得了比較大的突破,并將氣體測量頻率提高到了1Hz,從而基本解決了氣體同位素的連續同態監測的技術難題。為這方面的研究奠定了堅實的基礎,可以預見,在儀器設備與技術改進的同時,該領域的科學研究也將取得長足的進步與突破。具體指標如下:
鏡面反射率:優于99.999%
CO2測量范圍:300-900ppm
CO2重復性/精度:0.25‰ for 13C/12C
H2O測量范圍:4ppt-飽和
H2O重復性/精度:0.15‰ for 18O/16O; 0.5‰ for D/H
采樣間隔:1Hz
在單點同位素氣體測定無法滿足實驗需求的情況下,增加多路氣體測定配件,從而實現多點測量與氣體采集,以及廓線測定。同時還要考慮到進氣口氣體冷凝、多路采集的時滯和數據采集與集成與整合等問題。系統安裝流程圖如圖1所示。

激光同位素廓線測量系統模式圖
A進氣口:固定漏斗進氣(加裝過濾器,避免灰塵),避免液態水流入,同時保障進氣的均勻性;
B加熱器:加熱空氣,避免冷凝;
C:16通道多路器,可通過氣體分析儀自動編程
D:進氣泵;
E:水汽同位素分析儀
F:CO2同位素分析儀;
G:進氣泵。