同位素海洋化学公开课一等奖课件省赛课获奖课件.pptx

同位素海洋化学;同位素介绍;同位素概述;核衰变类型与测量办法;海洋同位素示踪;研究的重点强调对过程与速率的理解

同位素示踪的独特功效：

“定时”（速率）与“定性”（来源）;PartⅠ;一、稳定同位素基本概念;3.δ值

样品中两种稳定同位素比值（R样）与原则中该

两种稳定同位素比值（R标）的相对千分偏差;3.δ值

稳定同位素原则δ值与稳定同位素原则的选择（R标）有关。国际上统一提供了不同元素的稳定同位素原则。稳定同位素原则的选择条件为

?原料充足；

?同位素构成均匀；

?制样办法简朴；

?稳定同位素比值靠近天然构成变化的中间值;稳定同位素原则;4.同位素分馏（isotopicfractionation/segregation）

某种元素的稳定同位素比值通过物理化学过程变化（如化学反映、相变、分子扩散等）后发生的变化;4.同位素分馏（isotopicfractionation/segregation）

同位素分馏系数（α）

产物与反映物中某稳定同位素比值之商，即;5.同位素分馏机理

同位素交换反映（热力学分馏）：不同化合物之间、不同相间、或单分子之间的同位素交换。

同位素动力分馏：由于分子量差别造成的同位素运动速度不同而引发的分馏。如：C16O18O比C16O2扩散速度小22‰，在分子扩散过程中引发分馏;二、稳定同位素在海洋研究中的应用;;;;2.古地理环境的研究;3.海水古温度;3.海水古温度;伊米利阿米;;4.碳稳定同位素在海洋研究中的其它应用;4.2有机碳稳定同位素比（δ13Corg）的应用

δ13Corg作为沉积统计中的有机物整体参数之一，在分辨海洋与大陆有机物的来源方面含有重要作用。δ13Corg重要反映了光合作用、碳同化作用以及碳源的同位素构成。

绝大多数陆地植物的光合作用重要通过C3-Calvin途径，称为C3植物

另外某些植物如甘蔗、玉米、高粱的光合作用重要通过C4Hatch-Slack途径，称为C4植物

另外尚有某些肉质植物通过CAM途径，由于其对海洋的有机质奉献很小，因此能够无视（干旱）;4.3有机碳稳定同位素比（δ13Corg）的应用

陆地植物通过C3途径把大气CO2δ13Corg≈－7‰）合成有机质，其δ13Corg为－27‰

C4植物的δ13Corg则是－14‰

海洋藻类有机碳的δ13Corg值普通是－20‰至－22‰。陆源C3植物与海洋藻类碳同位素差值约为7‰，是分辨有机物来源的良好标志;4.4单体分子碳同位素在古海洋学中的应用

单体化合物的碳同位素是将色谱分离与稳定同位素比值测定结合在一起的办法，在探索有机物质来源、古环境信息等方面有着有机质整体的δ13Corg和传统生物标志物不可替代的优点。突出体现为：

不同生物有机体合成相似的生物标志物经常含有不同的碳同位素分馏，因而单体碳同位素值有来源方面的特异性；

只要该化合物碳骨架能完整保存，单体生物标志化合物δ13Corg构成不像总有机质δ13Corg那样会受降解作用影响;5.15N在海洋食物链各环节中的变化其它应用;6.其它应用;古海洋盐度;PartⅡ;放射性核素在海洋研究中的应用;1.海水年纪测定;;2.海流运动示踪;;城堡实验的重要成果;⑤1955年夏，加拿大、日本和美国协作进行了北太平洋共同观察（NORPAC）。

成果发现，放射性物质在北太平洋西部广大地区

扩散，最高放射性沿日本列岛成带状扩展，即在

日本沿岸流域的黑潮观察到最大放射性。这阐明

北赤道海流和黑潮流是相连接的;3.沉积速率测定;3.沉积速率测定;4.其它应用;4.1大尺度海洋混合过程

;含沙量测量（同位素测沙法）

运用放射性同位素衰变时发射出的射线（即所谓核辐射）与浑水介质互相作用如吸取或散射的原理

浑水水深（即压力-密度法测量水深）

悬移质断面输沙率

泥沙（或物料）颗粒级分派曲线;PartⅢ;新生产估算;;;;一、15N示踪法;一、15N示踪法;Th含有颗粒物反映活性，其同位素有差别较大的半衰期，是海洋颗粒物动力学惯用的良好示踪剂

原理：真光层中溶解234Th（t?=24.1d）的浓度常低于其父核238U（t?=4.51×109y）衰变产生的量，其不平衡性可用来计算溶解Th的逗留时间

该逗留时间与初级生产力成反比，其范畴在从2－3天到100多天。如果全部吸附Th的颗粒物都是本海区的生源有机物，其逗留时间可与测得的POC一起给出新生产速率

但部分有机物分解会使计算的逗留时间增加，影响成果精确性;三、颗粒物通量法;;

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