基于熱轉換元素分析同位素比質譜法研究水樣中有機物對氫穩定同位素比值的影響

郝新麗， 韓思航， 楊磊， 戴憶竹， 黃璐瑤， 王競錚

(1.河北地質大學水資源與環境學院， 河北 石家莊 050031；2.河北省水資源可持續利用與開發重點實驗室， 河北 石家莊 050031；3.河北省水資源可持續利用與產業結構優化協同創新中心， 河北 石家莊 050031)

氫穩定同位素廣泛應用于水文水資源、環境地質、地球科學等領域的研究，特別是在研究地下水補徑排、地表徑流、水體循環等方面有著重要意義[1-7]。因此，水樣氫穩定同位素含量的變化規律是研究者們密切關注的課題[8-11]。為了提高氫穩定同位素比值測定的準確性，氫穩定同位素的檢測技術也迅速發展。目前，水中氫穩定同位素比值(δ2H)的測定方法主要有：激光同位素光譜法、離線流鉑催化H2-H2O同位素平衡反應(GasBenchⅡ-IRMS)、傳統的離線雙路進樣同位素比質譜法(Dual-inlet IRMS)和熱轉換元素分析同位素比質譜法(TC/EA-IRMS)[12-18]。張琳等[19]研究發現應用Dual-inlet IRMS與GasBenchⅡ-IRMS法測試氫氧同位素的精密度與準確度高，但Dual-inlet IRMS操作復雜，實驗流程長，而應用GasBenchⅡ-IRMS分析氧同位素組成，樣品量少，實驗效率高，在微量水樣氧同位素分析技術方面具有一定優勢。袁紅朝等[20]應用TC/EA-IRMS和GasBenchⅡ-IRMS兩種方法分析微量水樣中氫氧同位素組成，經比較認為TC/EA-IRMS測定系統更具優勢。張琳等[21]也比較了GasBenchⅡ-IRMS、TC/EA-IRMS與激光光譜法測定氫氧同位素的不同，認為激光光譜法的精密度及準確度更優于質譜法，但對于含有有機物的水樣，其中的有機物會造成光譜干擾，因此在測定含有有機物的水樣時采用TC/EA-IRMS法更適合。TC/EA-IRMS法的主要原理是利用H2O和C在高溫條件下發生裂解反應產生H2和CO；……