水热液化制备5-羟甲基糠醛的碳稳定同位素分馏研究

对比了不同碳稳定同位素组成原料在水热液化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程中碳稳定同位素分馏特征，研究原料的碳稳定同位素组成对5-HMF产率的影响。结果表明：木薯淀粉水热液化制备的5-HMF的最大产率为33.90%,高于玉米淀粉的29.93%,杨木纤维素(P-C)最大产率为31.00%,高于玉米秸秆纤维素(CS-C)的30.76%,竹粉和杨木的最大产率分别为13.00%和13.80%,高于玉米秸秆和玉米芯(分别为11.60%和12.53%)。在反应时间为15 min时，不同原料的反应速率如下：木薯淀粉0.301 g/(L·min)大于玉米淀粉0.128 g/(L·min),P-C为0.513 g/(L·min)大于CS-C的0.386 g/(L·min),竹粉0.133 g/(L·min)大于杨木0.124 g/(L·min),大于玉米芯0.117 g/(L·min),大于玉米秸秆0.097 g/(L·min)。δ₍¹³C)值较小的原料(木薯淀粉、P-C、杨木、竹粉)反应过程中的δ₍¹³C)值在反...     

污灌区有机氯农药的土—气交换行为与影响因素分析

以我国东北典型污灌区为研究区域,获取相关数据及模型参数,并应用逸度方法探讨了有机氯农药的土-气交换行为及其分馏效应。研究结果表明,在土壤有机质含量一定的情况下,日均温度最大时有机氯农药六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)之间土-气分配系数(KSA)的差异比日均温度最小时高出一个数量级,HCHs比DDTs更容易挥发重新释放进入环境中而进行二次分配,土壤有机质质量分数每提高1%而引起的KSA值的变化率不同,且这种变化会随着有机质质量分数的提高而趋于平稳;辛醇-气分配系数(KOA)与土-气交换逸度分数ff呈负相关关系,当土壤有机质质量分数为1%、2%和3%时,其相关系数分别为-0.743(P0.05)、-0.763(P0.05)、-0.776(P0.05);应用土-气浓度比(Cs/a),进一步判定土壤浓度和大气浓度在其他参数不变的情况下,将会对HCHs及DDTs的土-气交换行为产生影响;HCHs与DDTs的初次分馏及二次分馏效应进一步说明土壤性质及其自身的理化性质均会对分馏效应产生影响。     

稳定碳、氮同位素在牛肉加工过程中的分馏效应

为了探究牛肉及副产物中稳定碳、氮同位素在加工过程中的变化规律,确证稳定碳、氮同位素在牛肉加工制品产地溯源中的稳定性和有效性。本试验通过对牛肉进行不同时间的水煮、烤制和油炸3种处理,其中水煮和烤制加工时间分别为5、10、15、20、25和30 min,油炸加工时间分别为1、2、3、4和5 min;采用元素分析仪-稳定同位素比率质谱仪(EA-IRMS)测定脱脂牛肉、粗脂肪及副产物中δ¹³C和δ¹⁵N值。结果表明,脱脂牛肉中δ¹³C值在水煮、烤制和油炸3种加工方式不同加工时间之间均无显著差异,水煮和烤制后粗脂肪中δ¹³C值无显著变化,油炸后的牛肉粗脂肪δ¹³C值主要受植物油的影响,加工方式及加工时间对其无显著影响;水煮脱脂牛肉δ¹⁵N值在加工25、30 min时与对照组牛肉存在显著差异,但平均差值仅为0.3‰~0.9‰。牛肉稳定碳、氮同位素在不同加工过程中分馏效应较小,可有效用于牛肉加工半成品及成品的原产地溯源。     

植物碳同位素分馏在水分利用效率研究中的应用

稳定碳同位素测量法不受时间、空间限制,测定过程简便准确,为了消除常规传统测定水分利用效率(WUE)方法中的缺陷,可将稳定碳同位素示踪技术引用于指示作物的WUE中。本研究综述了稳定碳同位素分馏的基本原理,从植物器官组织、气候因子和水分条件分析了稳定碳同位素分馏特征与WUE的关系和在植物抗旱节水育种上的应用。通过分析不同光合型植物稳定碳同位素分馏特征得出,WUE与碳同位素比值(δ¹³C)及碳同位素分辨率(Δ¹³C)具有相关性,植物不同部位器官的δ¹³C值均有差异,降雨量、光照强度和时长以及土壤水分都对植物δ¹³C值和WUE产生显著影响。因此,利用δ¹³C和Δ¹³C这两个稳定碳同位素指标能够更好地指示植物高WUE和抗旱性,可为提高植物WUE和选育抗旱性品种提供理论依据。     

油菜秸秆真空热解液化生物油分析与表征

以油菜秸秆为原料,利用GC-MS对真空热解制取的生物原油(BC)进行了成分测定,利用FT-IR和GPC对BC的低沸组分(LBF)和高沸组分(HBF)以及老化90d后的均相老化组分(HAF)和粘稠沉淀组分(TDF)进行了化学结构组成和平均分子量及分散度分析。研究结果表明,BC含有水、烷烃、酚、醇、酮、醛、羧酸、酯和芳香族类等物质;BC在分馏和老化过程中各官能团上电子剧烈运动,加强了分子间的作用力,内部各成分之间易相互反应,造成各组分与BC间存在差异;BC和LBF接近单分散体系,HBF、HAF和TDF均为多分散体系,分子量分散度分别达到15.85、7.91和20.86;BC化学稳定性较差,需对BC进行提质改性提高其稳定性,以实现其高品质利用。     

常年淹水稻田甲烷产生潜力和产生途径的季节变化

甲烷的减排问题已成为各国政府和科研人员关注的焦点。稻田是温室气体甲烷的重要排放源,甲烷产生是排放的前提条件,主要有乙酸发酵和CO₂/H₂还原两条途径。常年淹水稻田甲烷排放量高,减排潜力大,但关于这类稻田甲烷产生途径的季节变化规律尚少见报道。于四川省资阳市的常年淹水稻田,采集水稻4个重要生育期(分蘖期、孕穗期、抽穗期、成熟期)的新鲜土样,通过室内厌氧培养试验观测了甲烷产生潜力,并采用稳定性碳同位素方法和氟甲烷(CH₃F,2%)抑制法,量化CO₂/H₂产甲烷的碳同位素分馏系数(α(CO₂/CH₄)),从而定量评估乙酸产甲烷途径的相对贡献率(?乙酸)。结果表明：添加CH₃F显著降低甲烷产生,甲烷产生潜力在成熟期最大,变化范围为3.22～12.71μg·g^–1·d^–1;产生CH₄的δ¹³C值(δ¹³CH_...     

不同发育期及授粉方式对设施甜瓜中稳定同位素比值变化的影响研究

为探究不同发育期及授粉方式对设施甜瓜稳定同位素比值变化的影响,本研究基于元素分析——稳定同位素比率质谱(EA-IRMS),测定在不同发育期和授粉方式中设施甜瓜的4种稳定同位素比值(δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O和δ²H),采用单因素方差分析法解析激素授粉和中华蜜蜂授粉对甜瓜稳定同位素比值的差异性。结果表明,在相同的种植和环境条件下,自然分馏效应导致设施甜瓜在不同发育时期的同位素差异。在甜瓜发育期间,不同授粉方式设施甜瓜的δ¹³C、δ¹⁵N和δ¹⁸O值较稳定,无显著差异(P>0.05),而在发育30 d时激素授粉与蜜蜂授粉甜瓜的δ²H值分别为-43.63‰和-53.50‰,存在显著差异(P<0.05)。本研究初步揭示了稳定同位素在甜瓜发育过程中以及不同授粉方式下的分馏情况,其中δ²H值可作为甜瓜授粉方式的一项标识性指标,对丰富设施甜瓜溯源体系具有重要意义。     

稳定同位素示踪土壤中重金属环境行为的研究进展

随随着以多接收器电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）为代表的高精度质谱分析技术的革命性突破,稳定同位素的研究取得了跨越式发展。重金属稳定同位素成为了示踪土壤环境介质中重金属地球化学循环的有效工具,在识别污染来源、解析关键过程、跟踪环境行为等方面展现出极大的应用潜力。从同位素基本概念出发,系统介绍了利用重金属稳定同位素示踪土壤环境重金属污染的来源与归趋、土壤-植物体系重金属元素的迁移转化以及金属纳米颗粒的环境过程等方面的研究进展,并进一步总结了氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸、络合反应、生物作用等影响重金属稳定同位素分馏的相关机制,最后针对当前应用和研究现状,提出了拓展稳定同位素示踪重金属环境行为的潜在研究方向和研究内容,对土壤重金属污染防治及修复具有重要的指导意义。     

冬季豆科固氮植物固氮量的评估

应用＾１５Ｎ自然丰度法，以第四纪红色粘土发育的红壤为供试土壤，研究了我国华中红壤丘陵地区蚕豆、紫云英等６种冬季绿肥作物的固氮量和固氮能力，并选用扁穗雀麦、燕麦等作为参比植物。试验结果将对该地区三熟制耕作体系中，如何选择具有经济效益的豆科绿肥，有重要的参考价值。     

利用~（15）N自然丰度法区分有机和常规生产的作物

应用15N自然丰度法区分有机和常规生产作物,是近年来国内外氮同位素技术应用研究的热点之一。由于化学合成氮肥和有机肥δ15N的不同,作物产品中相应的δ15N也不同,因此利用作物δ15N判断肥料类型就成为可能。影响作物δ15N的因素,除氮肥类型外,还包括作物的类型、生长阶段、部位、大气沉降、水分、pH以及土地利用方式等。在...