同位素在大氣環(huán)境科學(xué)研究中的應(yīng)用

徐 靚

(江西省環(huán)境信息中心)

20世紀(jì)隨著同位素研究興起及其測試技術(shù)的改進，同位素被應(yīng)用于多個研究領(lǐng)域，如地質(zhì)、氣象、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。天然同位素構(gòu)成在地球化學(xué)原產(chǎn)地的一致性及其演化過程中的同位素分餾效應(yīng)的單向性，可以反映地域或過程上的差異，并表現(xiàn)出特定環(huán)境和過程“指紋”特性，利用這一特性對大氣污染物進行源示蹤，并揭示其遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律。

1 同位素技術(shù)在大氣污染中的應(yīng)用

同位素技術(shù)作為來源解析與示蹤手段廣泛應(yīng)用于氣態(tài)污染物質(zhì)來源的確定與大氣顆粒物污染過程的研究，目前應(yīng)用主要有碳、氮和硫的穩(wěn)定同位素，鉛同位素相對研究的較少，也有人探討汞的穩(wěn)定同位素應(yīng)用于示蹤汞污染源可行性。

1.1 碳同位素

揮發(fā)性有機物參與大氣光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物危害人類健康及生態(tài)環(huán)境，研究它們的來源和大氣中的變化過程，有助于解決揮發(fā)性有機物引起的大氣環(huán)境污染問題。目前，對該類化合物的研究主要集中在非甲烷烴NMHCs、鹵代烴和羰基化合物［1］。

C.McRae等［2］認為來于源燃煤的多環(huán)芳烴在形成過程中同位素比值發(fā)生變化。低溫碳化過程中主要的芳香產(chǎn)物是烷基取代2－3環(huán)的多環(huán)芳烴;隨著溫度升高環(huán)濃縮的增加，多環(huán)芳烴的δ(13C)逐漸降低，碳化過程( －0.025～ －0.027)，汽化過程( －0.027～ －0.029)及燃燒過程(－0.029～ －0.031)。其通過分析土壤和植被樣品，對源于煤燃燒產(chǎn)生的多環(huán)芳烴和來自交通燃油的多環(huán)芳烴利用同位素比值方法進行了來源推斷。……