穩定同位素環境化學 - 城邦阅读花园






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	目錄第一章概論/001 第一節同位素的發現及基本概念001 一、同位素的發現及應用簡介001 二、同位素的基本概念002 第二節穩定同位素在環境領域的應用007 一、應用背景007 二、應用進展008 第三節穩定同位素環境化學010 一、穩定同位素環境化學的定義010 二、穩定同位素環境化學的研究內容和方法011 三、穩定同位素環境化學和其他學科的關係011 參考文獻012 第二章環境穩定同位素基礎/016 第一節穩定同位素概述016 一、原子模型和核素016 二、穩定同位素019 三、同位素豐度的表達方式021 第二節有機物環境污染相關同位素023 一、碳同位素023 二、氮同位素028 三、氫同位素033 四、氧同位素037 五、硫同位素042 六、溴同位素047 七、氯同位素050 參考文獻054 第三章生物化學反應過程與穩定同位素效應/061 第一節化學反應過程與同位素效應062 一、平衡同位素效應062 二、動力學同位素效應064 三、同位素效應測量的注意事項065 第二節動力學同位素效應與Rayleigh分餾模型066 一、單體穩定同位素分析(CSIA)與分餾參數的測量066 二、同位素效應定性預測的一些經驗法則069 第三節同位素分餾定量：平均富集與瑞利方程072 第四節瑞利方程在複雜情況下的應用073 一、瑞利方程對非一級反應動力學的有效性074 二、將平均富集因數轉化為表觀動力學同位素效應(AKIE)074 第五節 CSIA方法評估污染物自然降解程度077 第六節監測：穩定同位素分餾對降解機理的洞察078 一、通過同位素分餾洞察轉化機理079 二、化合物平均同位素分餾值如何計算反應位點的同位素效應080 三、將觀測的同位素分餾與轉化機制聯繫起來082 第七節環境中多步化學反應的同位素效應084 一、多步化學反應過程的理想化處理085 二、兩步穩態反應過程的運算式085 三、涉及多步驟的過程086 四、決定反應進行的方向因素088 第八節自然過程中的多步反應089 一、文獻中多步轉化的運算式090 二、環境污染物轉化過程中不同步驟的重要性090 參考文獻091 第四章有機化合物穩定同位素樣品的採集及前處理技術/096 第一節樣品的採集097 一、概述097 二、不同樣品的採集098 三、不同元素的穩定同位素採樣及處理要求099 四、單個樣品需要量099 第二節樣品的保存100 第三節樣品的製備100 一、概述100 二、揮發性化合物樣品的製備101 三、半揮發性化合物樣品的製備103 四、衍生化107第四節測試氣體的製備115 參考文獻116 第五章單體穩定同位素分析技術/122 第一節測定穩定同位素的儀器122 一、測定穩定同位素的質譜儀122 二、測定穩定同位素的光譜儀——腔衰蕩光譜（CRDS）127 三、測定單體穩定同位素的常用儀器128 第二節常見環境樣品穩定同位素分析方法132 一、穩定碳同位素樣品的分析132 二、穩定氫同位素樣品的分析132 三、穩定氧同位素樣品的分析133 四、穩定氮同位素樣品的分析133 五、穩定硫同位素樣品的分析134 六、穩定溴同位素樣品的分析136 七、穩定氯同位素樣品的分析136 第三節同位素資料品質控制138 一、資料的準確度、不確定度、精密度和誤差138 二、穩定同位素資料的標準化140 三、CSIA中的品質保證和品質控制142 參考文獻143 第六章污染物遷移途徑和來源解析/148 第一節概述148 一、污染物的穩定同位素示蹤機理148 二、有機污染物來源示蹤150 三、有機化合物的來源數值150 第二節水體污染物的穩定同位素示蹤研究152 一、地下水中氮化物源的識別152 二、不同水體之間的污染物遷移152 三、近海水體污染物遷移153 四、流域內污染物遷移過程154 第三節土壤中多環芳烴等有機污染物的同位素溯源155 第四節大氣污染物的穩定同位素示蹤研究156 一、東亞地區大氣中的硫污染源156 二、歐洲地區大氣中的主要硫污染源157 第五節鹵代烴污染物的穩定同位素示蹤研究157 第六節多環芳烴同位素溯源研究159 第七節正構烷烴的穩定同位素示蹤研究162 第八節雙同位素示蹤研究163 參考文獻163 第七章穩定同位素示蹤有機污染物的轉化途徑/171 第一節有機污染物的生物轉化與表徵方法概述171 一、傳統的表徵方法171 二、單體穩定同位素分析技術172 三、同位素分餾的掩蔽效應與多元素同位素圖173 第二節穩定同位素解析傳統碳氫污染物的生物轉化過程174 一、芳烴及多環芳烴生物轉化途徑解析176 二、甲烷及正構烷烴生物轉化途徑解析179 第三節穩定同位素解析有機微污染物生物轉化途徑180 一、有機微污染物環境問題與生物降解180 二、有機微污染物的生物轉化過程同位素分餾181 三、穩定同位素解析有機微污染物轉化途徑的難點182 四、有機微污染物穩定同位素分析的應用前景182 第四節應用案例研究：以阿特拉津水解脫氯過程為例186 一、阿特拉津的使用與環境風險186 二、阿特拉津的環境歸趨187 三、阿特拉津生物和非生物水解過程中的碳、氮同位素分餾190 參考文獻197 第八章環境系統中有機污染物的環境過程研究/211 第一節有機污染物在環境中的環境行為211 一、非生物降解過程211 二、生物降解過程212 第二節環境系統中的同位素分餾效應213 一、物理過程213 二、轉化和生物降解過程214 三、轉化和降解的反應機理研究216 第三節有機污染物降解過程中的穩定同位素分餾特徵218 一、有機污染物降解過程中的碳穩定同位素分餾218 二、有機污染物空間擴散的碳穩定同位素分餾221 三、有機污染物降解過程中的碳穩定同位素富集因數221 第四節同位素在評估環境過程中的應用222 一、污染物降解程度評價222 二、解釋污染物的降解路徑223 三、地下水污染物評估監測224 四、軍事場地修復過程評估226 五、二維(或雙元)同位素方法226 參考文獻228 第九章穩定同位素在環境變化領域中的應用/233 第一節碳迴圈和穩定同位素233 一、大氣中CO2同位素研究233 二、光合作用中的固碳同位素分餾效應235 三、生態系統中的碳迴圈237 四、土壤有機質中的碳穩定同位素240 第二節穩定同位素在氮迴圈研究中的應用243 一、氮迴圈過程中的氮同位素243 二、氮轉化過程中的同位素分餾效應244 三、植物在吸收、利用和同化過程中的氮同位素分餾245 四、15N自然豐度法在生態系統氮迴圈研究中的應用246 第三節同位素解析食物網營養級249 一、營養級的穩定同位素效應249 二、食物來源的同位素模型251 三、穩定同位素研究動物食性251 四、動物的營養級位置與食物網254 第四節穩定同位素過去環境重建257 一、樹輪穩定同位素重建過去氣候257 二、沉積物中生物有機分子穩定同位素與環境的關係264 參考文獻267 第十章特定有機物穩定同位素應用拓展/277 第一節食品和藥品領域應用277 一、食品真實性及穩定同位素鑒定的原理277 二、興奮劑的檢測285 第二節環境法醫學領域應用287 一、基本原理287 二、刑事調查中的應用288 三、違禁物品的追蹤289 第三節考古學的應用292 一、基本原理292 二、脂肪酸類化合物293 三、氨基酸294 第四節有機物穩定同位素技術在環境領域中的應用挑戰與展望295 一、樣品預處理技術的發展與挑戰295 二、有機物CSIA分析的標準化、規範化與參考物質的挑戰298 三、新的元素和新的污染物CSIA分析298 四、新興污染物CSIA分析的挑戰與展望301 參考文獻302