Rozwiązywanie złożonych problemów, dzięki analizie stosunków izotopowych
Download PDF
EnviroMail_20_Europe_Rozwiązywanie złożonych problemów, dzięki analizie stosunków izotopowych
Laboratoria ALS są jednymi z niewielu na świecie, które oferują komercyjne usługi badania stosunków izotopowych nie tylko dla układów radiogenicznych (Sr, Nd, Pu, U) i lekkich stabilnych izotopów (Li, B, Si), ale także dla ciężkich stabilnych pierwiastków, takich jak Ag, Ca, Cd, Cu, Fe, Mg, Mo, Si i Zn.
Wszystkie analizy stosunków izotopowych mogą być wykorzystane jako "odcisk palca" w celu dostarczenia informacji na temat pochodzenia, wieku geologicznego, dzięki czemu mogą być potencjalnie wykorzystane do śledzenia źródeł zanieczyszczenia i narażenia.
Wprowadzenie do analizy stosunków izotopowych
Na skład izotopowy pierwiastka może wpływać wiele czynników, m.in. jego źródło, ekspozycja na warunki atmosferyczne, procesy biologiczne i biochemiczne lub wiek geologiczny materiału, co może dostarczać cennych informacji charakterystycznych i diagnostycznych. Analiza s tosunków i zotopowych s łuży d o d okładnego pomiaru bardzo małych różnic stosunków izotopowych pierwiastka i jest potężnym narzędziem dla wielu dyscyplin, takich jak geologia, geochronologia, geochemia, nauki sądowe, żywienie człowieka, badania zdrowotne i archeologia. Większość ludzi zna datowanie radiowęglowe - być może najbardziej znane zastosowanie analizy stosunków izotopowych - gdzie stosunek radioaktywnych izotopów węgla-14 do węgla-12 może dokładnie określić wiek materiałów organicznych do około 60 000 lat. Spektrometria masowa stosunków izotopowych (IRMS)
jest szeroko stosowana do pomiaru stosunków stabilnych izotopów najpopularniejszych lekkich pierwiastków, w tym C, N, S, O i H. Pomiar stosunku stabilnych izotopów cięższych pierwiastków jest zwykle trudniejszy, wymaga specjalistycznej aparatury i zazwyczaj do jego oznaczenia potrzebne jest wstępne zatężenie, ponieważ stężenia ciężkich pierwiastków są bardzo niskie w większości typów próbek. Niektóre z najczęstszych testów stosunków izotopowych i zastosowań dla ciężkich pierwiastków przedstawiono w Tabeli 1.
Bardziej obszerny przegląd pierwiastków ciężkich i innych nietradycyjnych zastosowań stabilnych izotopów w wodach gruntowych można znaleźć w dokumencie dołączonym w referancjach.
Możliwości ALS w zakresie analizy stosunków izotopowych
Eksperci ALS mają ponad 30-letnie doświadczenie w badaniach i testach komercyjnych w zakresie analizy stosunków stabilnych izotopów przy użyciu zarówno ICP-MS o wysokiej rozdzielczości (ICP-SFMS), jak i Multi-Collector ICP-MS (MC-ICP-MS). Nasz zespół ekspertów wniósł znaczący wkład w dziedzinę analizy stosunków izotopowych, publikując 170 recenzowanych publikacji. Laboratoria ALS oferują analizy stosunków izotopowych dla ponad 20 stabilnych i radiogenicznych systemów izotopowych w różnych matrycach próbek z wysoką precyzją, nawet w przypadku bardzo niskich stężeń izotopów w badanych próbkach.
Większość testów stosunków izotopowych wymaga wysokiej precyzji, ponieważ różnice obserwowane
w stosunkach izotopowych dla większości pierwiastków są niewielkie. MC-ICP-MS jest używany do najbardziej wymagających pomiarów stosunków izotopowych, gdzie niezbędna jest wysoka precyzja. Na przykład datowanie wieku skał i meteorytów przy użyciu stosunków izotopowych samaru i neodymu wymaga precyzji co najmniej 0,002%, co można osiągnąć tylko za pomocą MC-ICP-MS.
Niepewności w przypadku ICP-SFMS są wyższe i wynoszą około 0,05-1% (w zależności od testu), ale są wystarczające do niektórych zastosowań. Wyniki testów dla stosunków izotopowych są zwykle podawane jako wartości delta (δ) w jednostkach części na tysiąc (‰), które odnoszą się do międzynarodowych standardów referencyjnych dla każdego systemu izotopowego.
Wymagania i opcje testowania stosunków izotopowych
Testy stosunków izotopowych są dostępne dla szerokiej gamy matryc, w tym (ale nie tylko) wód naturalnych i przemysłowych, ścieków, gleb, osadów, aerozoli, roślinności, fauny i flory, produktów spożywczych, próbek klinicznych, obiektów archeologicznych, metali i stopów.
Testy stosunków izotopowych i wymagania aplikacyjne są złożone. Wszyscy zainteresowani eksperci z ALS mogą omówić wymagania z naszymi klientami, w celu określenia najbardziej odpowiednich opcji, które mogą wymagać niestandardowych technik przygotowania próbek, takich jak usuwanie matrycy, wstępne stężenie analitu i oczyszczanie (wyjątek: analizy IRMS). Nasi chemicy mogą doradzić w zakresie ilości próbek i technik przygotowania materiału dla różnych matryc, aby spełnić minimalne lub zalecane ilości wymagane dla naszych metod testowych (jak pokazano w tabeli 2).
ALS oferuje najszybsze testy dostępne w dowolnym miejscu do analizy stosunków izotopowych ciężkich pierwiastków, z standardowym czasem realizacji wynoszącym 6-10 dni roboczych (po otrzymaniu próbek w laboratorium), a także możliwość szybkiej analizy niektórych testów - znacznie szybciej, niż większość laboratoriów trudniących się analizami stosunków izotopowych.
Referencje:
Print 
