El nitrato () es un componente contaminante común en las aguas subterráneas. Los isótopos de nitrato de nitrógeno proporcionan un medio directo para identificar fuentes de contaminación y estudiar los mecanismos de transformación del nitrógeno. Los métodos tradicionales de análisis de isótopos de nitrógeno utilizan métodos físicos y químicos para convertir la muestra en gas N2 que puede medirse mediante espectrometría de masas, mientras que el método de bacterias desnitrificantes utiliza bacterias desnitrificantes naturales que no contienen N2O reductasa para convertir la muestra en gas que puede ser medido por espectrometría de masas Gas medido N2O. La ventaja del método de las bacterias desnitrificantes es que se puede realizar a temperatura y presión normales debido a la acción de las enzimas. Debido a la especificidad de la enzima, solo se puede convertir en N2O a partir de soluciones complejas y no se ve afectada por el nitrógeno orgánico, lo que elimina la necesidad de un tedioso pretratamiento de la muestra y acorta en gran medida el tiempo de análisis. Este método puede analizar la composición de isótopos de nitrato de nitrógeno a una concentración tan baja como μg/L y requiere una pequeña cantidad de muestra (n μ l ~ n mL), porque el valor de fondo del N2O atmosférico reduce en gran medida el límite de detección de la espectrometría de masas baja. . Se mejora la especificidad de las reacciones enzimáticas de paso bajo; al convertir los iones medidos en gases, las sustancias que interfieren se pueden purificar en gran medida. Además, el método de las bacterias desnitrificantes también se puede utilizar para las pruebas de isótopos de oxígeno y nitrato, pero se deben realizar correcciones para el fraccionamiento y el intercambio de isótopos. El proceso experimental del método de las bacterias desnitrificantes incluye los siguientes pasos clave: selección y cultivo de bacterias, conversión de muestras en N2O, extracción y purificación de N2O, pruebas de isótopos y corrección de los resultados de las pruebas de isótopos.
Basado en trabajos anteriores, el proyecto ha realizado mejoras técnicas basadas en las condiciones del laboratorio, que incluyen principalmente: botellas especiales de cultivo bacteriano, temperatura del cultivo bacteriano, dispositivo especial de purga de N2, pretratamiento de muestras y cantidad adecuada de muestras, purificación de muestras. mediante espectrómetro de masas isotópicas con dispositivo de preconcentración, prueba δ15N, etc. Se estableció una tecnología de prueba de bacterias desnitrificantes simple, eficiente y adecuada para el análisis de isótopos de nitrato de nitrógeno en aguas subterráneas y sedimentos. Esta tecnología se puede utilizar en laboratorios de microbiología general para preparar muestras y enviarlas a laboratorios de isótopos comerciales para pruebas de espectrometría de masas de isótopos de nitrógeno, lo que tiene importancia de promoción. Para este sistema de análisis son adecuados volúmenes de muestra de 6 ~ 20 μg. El análisis δδ15N de estándares isotópicos internacionales y muestras de campo tiene buena repetibilidad y una precisión superior al 0,5‰.
2. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
Esta tecnología se puede utilizar para probar isótopos de nitrato de nitrógeno en aguas subterráneas y sedimentos subyacentes de la zona vadosa del suelo, así como en aguas superficiales y suelos. Esta tecnología se ha aplicado a la determinación de isótopos de nitrato de nitrógeno en la zona vadosa espesa y en aguas subterráneas en el área de riego de aguas residuales suburbanas de la ciudad de Shijiazhuang, demostrando su superioridad. También se puede utilizar para detectar muestras de sedimentos gruesos de la zona vadosa con pequeñas cantidades de muestra, especialmente muestras de arena con bajo contenido de nitrato. Con base en los resultados del análisis de isótopos de nitrógeno, se determinó la fuente de contaminación por nitratos en las aguas subterráneas en el área de riego de aguas residuales y se propusieron medidas de prevención y control. Esta tecnología fue calificada como uno de los diez mejores avances de obra del hospital en 2008. Presentado en el Seminario de Hidrogeoquímica y Tecnología de Isótopos celebrado en Harbin en 2009, y publicado artículos relevantes en las revistas "Progress in Earth Sciences", "Nuclear Technology", "Journal of Earth Sciences - China University of Geosciences" y "Environmental Earth Sciences". " , atrayendo una atención generalizada.
En tercer lugar, promover la transformación de métodos
Intercambios de conferencias, consultas técnicas, servicios técnicos, etc.
Unidad de soporte técnico: Instituto de Hidrogeología y Geología Ambiental, Academia China de Ciencias Geológicas.
Persona de contacto: Shen, Zhang Cuiyun
Dirección postal: No. 268, Zhonghua North Street, ciudad de Shijiazhuang, provincia de Hebei
Código postal: 050061
Número de contacto: 0311-67598657
Correo electrónico: zshenghb@vip.sina.com.cn shenjianmei1965@sina.com.