EA-IRMS: Tracing geographical origin of timber using oxygen and hydrogen isotope fingerprints

Význam tématu

Nelegální těžba a obchod s vybranými druhy exotického dřeva představují nejen ekonomický problém v řádu miliard dolarů ročně, ale také vážné ohrožení životního prostředí a biodiverzity. Izotopové otisky kyslíku a vodíku v dřevní hmotě poskytují robustní přístup k určení geografického původu materiálu a mohou přispět k boji proti nelegálnímu obchodu a podporovat udržitelné lesní hospodářství.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo demonstrovat využitelnost kombinovaných izotopových otisků O a H pro sledování původu exotických druhů dřeva. Analýza zahrnovala 25 různých druhů kůry a tři mezinárodně certifikované referenční materiály, aby se ověřila přesnost a opakovatelnost měření.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky kůry byly rozemlety na jemný prášek a vysušeny při 80 °C, aby se odstranila vlhkost. Přibližně 0.3 mg materiálu bylo uzavřeno v kapslích ze stříbra a automaticky zaváděno do pyrolytické pece.

Použitá instrumentace

• EA IsoLink IRMS System (Thermo Scientific)
• MAS Plus Autosampler (Thermo Scientific)
• DELTA V Isotope Ratio Mass Spectrometer (Thermo Scientific)

Hlavní výsledky a diskuse

Měření pro tři referenční materiály USGS 54–56 prokázalo vysokou přesnost s odchylkami do 1 ‰ pro δ2H a do 0.5 ‰ pro δ18O. Kombinace izotopových hodnot O a H umožnila odlišit vzorky podle geografického původu, přičemž různé druhy kůry vykázaly charakteristické izotopové profily. Trend vzrůstajícího zatížení těžšími izotopy směrem od pobřeží do vnitrozemí a s nadmořskou výškou potvrdil učebnicové modely frakcionace při odpařování a kondenzaci.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou a relativně nákladově efektivní analytickou platformu pro verifikaci deklarovaného původu dřeva. Lze ji využít v právní a celní praxi, v certifikačních programech i ve výzkumu udržitelnosti lesního hospodářství.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databází izotopových otisků pro různé druhy dřeva a regiony
• Integrace s dalšími molekulárními a chemickými metodami sledování původu
• Automatizace a miniaturizace přístrojového vybavení pro terénní analýzy
• Využití strojového učení pro zlepšení klasifikace a předikce původu

Závěr

Kombinované stanovení stabilních izotopů kyslíku a vodíku v kůře dřevin poskytuje robustní přístup k identifikaci geografického původu a napomáhá boji proti nelegálnímu obchodování s exotickým dřevem. Automatizované EA IRMS systémy zajišťují vysokou přesnost, opakovatelnost i flexibilitu analýz.

Reference

1. Interpol 2019 Environmental Crime Reports
2. Gori Y, Wehrens R, La Porta N, Camin F PLoS One 2015 10 e0118941
3. Dansgaard W Tellus 1964 16 436–468
4. Dawson TE Siegwolf R Stable Isotopes as Indicators of Ecological Change Academic Press 2007