ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

IRMS: supporting the Nitrate Directive by using isotope fingerprints for detecting the sources of nitrate pollution

Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Elementární analýza, GC/HRMS, GC/MSD
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Analýza isotopového složení dusíku a kyslíku v dusičnanech představuje klíčový nástroj pro identifikaci zdrojů znečištění vodních ekosystémů. Přebytek dusičnanů z zemědělských hnojiv, odpadních vod nebo průmyslových procesů ohrožuje kvalitu pitné vody a podporuje eutrofizaci, která nepříznivě ovlivňuje biologickou rovnováhu a lidské zdraví.

Cíle a přehled studie


Cílem studie je demonstrovat, jak lze pomocí stabilních izotopových otisků δ15N a δ18O v NO3– rozlišit příspěvky jednotlivých zdrojů znečištění. Aplikace této metody podporuje plnění Směrnice o dusičnanech (91/676/EEC) tím, že umožňuje sledovat a omezovat zemědělské a antropogenní vstupy dusičnanů do povrchových a podzemních vod.

Použitá metodika a instrumentace


Pro analýzu izotopových poměrů se využívá kombinace elementárního analyzátoru s IRMS a online přípravy vzorku:
  • EA IsoLink IRMS: konverze dusičnanů na AgNO3, redukce na N2 v spalovacím reaktoru, stanovení δ15N.
  • Vysokotemperáturový konverzní reaktor: přeměna AgNO3 na CO pro stanovení δ18O.
  • GasBench II: derivatizace dusičnanů na N2O v kapalné fázi pro současné stanovení δ15N a δ18O s až desetinásobně vyšší citlivostí.

Hlavní výsledky a diskuse


1. δ15N a δ18O vykazují odlišné rozsahy hodnot v závislosti na zdroji (hnojiva, splašky, přirozené půdní formy, atmosférické srážky).
2. Jednoizotopový přístup je často nedostatečný kvůli překryvu hodnot, proto se doporučuje kombinovat obě složky pro lepší rozlišení.
3. Biochemické procesy nitrifikace, denitrifikace a asimilace mohou měnit izotopové otisky, což vyžaduje měření doplňujících geochemických parametrů pro správnou interpretaci.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda izotopových otisků umožňuje:
  • Precizní lokalizaci antropogenních vstupů dusičnanů.
  • Optimalizaci ochranných opatření podle skutečných zdrojů znečištění.
  • Podporu rozhodovacích procesů v rámci vodohospodářské politiky a plnění evropských směrnic.

Budoucí trendy a možnosti využití


1. Rozšíření multiizotopových přístupů o analýzu izotopů vodíku a kyslíku ve vodě.
2. Implementace izotopových biomarkerů a molekulárně-biologických metod pro detailní sledování mikrobiálních procesů.
3. Využití dálkového průzkumu a modelování pro integraci dat z terénních měření do regionálních a globálních studií.

Závěr


Izotopové metody představují vysoce účinný nástroj pro sledování a řízení dusičnanového znečištění vod. Kombinací δ15N a δ18O lze přesněji určit podíl jednotlivých zdrojů a doporučit adekvátní protikorozní strategie, což podporuje udržitelné řízení vodních zdrojů.

Reference


  1. Xue D., Botte J., De Baets B. et al. Present limitations and future prospects of stable isotope methods for nitrate source identification in surface- and groundwater. Water Research. 2009;43:1159–1170.
  2. Kendall C., Elliott E.M., Wankel S.D. Tracing Anthropogenic Inputs of Nitrogen to Ecosystems. In: Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science. Blackwell Publishing Ltd.; 2007. s. 375–449.
  3. McClelland J.W., Valiela I. Linking nitrogen in estuarine producers to land-derived sources. Limnology and Oceanography. 1998;43(4):577–585.
  4. Mariotti A., Lancelot C., Billen G. Natural isotopic composition of nitrogen as a tracer of origin of suspended organic matter in the Scheldt estuary. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1984;48:529–555.
  5. Risk M.J., Lapointe B.E., Sherwood O.A., Bedford B.J. The use of δ15N in assessing sewage stress on coral reefs. Marine Pollution Bulletin. 2009;58(6):793–802.
  6. Heaton T.H.E., Stuart M., Sapiano M., Micallef Sultana M. An isotope study of the sources of nitrate in groundwater in Malta. Journal of Hydrology. 2012;414–415:244–254.
  7. Gooddy D.C., Lapworth D.J., Bennett S.A. et al. A multi-stable isotope framework to understand eutrophication in aquatic ecosystems. Water Research. 2016;88:623–633.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
EA-IRMS: Using isotope fingerprints to track sources of PM2.5 in air pollution
APPLICATION BRIEF 30482 EA-IRMS: Using isotope fingerprints to track sources of PM2.5 in air pollution Authors Introduction Christopher Brodie Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH, Germany Air pollution, also known as haze events, is a growing global issue that results from…
Klíčová slova
isotope, isotopecoal, coalisolink, isolinkirms, irmsfingerprints, fingerprintssulfur, sulfurfingerprint, fingerprintemissions, emissionsnitrogen, nitrogenwinter, winterburning, burningsource, sourceroad, roadvehicle, vehiclepollution
EA-IRMS: Detecting organic grown vegetables
EA-IRMS: Detecting organic grown vegetables
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATIONS BRIEF 30399 EA-IRMS: Detecting organic grown vegetables Authors Introduction Christopher Brodie and Oliver Kracht, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Organic grown products, such as fruits and vegetables, attract higher prices on the market because they are healthier and safer…
Klíčová slova
grown, grownvegetables, vegetablesorganic, organicisotope, isotopetomatoes, tomatoesfertilizer, fertilizermislabeled, mislabeledfruit, fruitnitrogen, nitrogenfingerprints, fingerprintsnon, nonfingerprint, fingerprintdifferentiate, differentiateconsumer, consumerbrodie
EA-IRMS: Tracing the geographical origin of cocaine
EA-IRMS: Tracing the geographical origin of cocaine
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION BRIEF 30580 EA-IRMS: Tracing the geographical origin of cocaine Authors Introduction Christopher Brodie, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Cocaine is one of the world’s most widely used narcotics and this widespread use and abuse has resulted in more investigations…
Klíčová slova
coca, cocacocaine, cocainefingerprints, fingerprintsisotope, isotopeseized, seizedbolivia, boliviafingerprint, fingerprintregion, regioncultivation, cultivationorigin, origingrowing, growinguruguay, uruguayvienna, viennahydrogen, hydrogenaircraft
How do isotope fingerprints support petrochemical investigations?
SMART NOTE 30711 Isotope Ratio Mass Spectrometry Smart Notes How do isotope fingerprints support petrochemical investigations? Our modern lifestyle depends on mobility and electricity. Oil and gas derivates are running our cars, planes, and trucks, but also providing important resources…
Klíčová slova
isotope, isotopefingerprints, fingerprintsirms, irmspetrochemical, petrochemicaloil, oilexploration, explorationfingerprint, fingerprintisotopes, isotopesexploitation, exploitationorigin, origingas, gaslevels, levelsinvestigations, investigationssource, sourcegeochemist
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.