课题基金 / 基金详情

镉同位素生物分馏实验模拟及地球化学示踪

批准号:
41773013
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
胡圣虹
学科分类:
同位素地球化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
靳兰兰、郭伟、刘志付、柯于球、杨欢、吴智威、李津、刘特、李海涛

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
镉作为潜在的地球化学示踪剂已引起人们的广泛关注,并成功用于表征自然和人为陆源物质、成矿物质来源及海洋营养物质的循环等领域研究。镉同位素分馏主要发生在蒸发/冷凝过程及生物利用过程,生物利用过程导致的分馏效应远大于蒸发/冷凝过程。因此, 探讨镉同位素生物分馏机制,界定各物质储库同位素组成对于镉同位素地球化学的研究具有重要意义。本项目以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii sp.)和小球藻(Chlorella sp.)为实验模板生物,实验研究不同环境条件(温度、盐度、pH、生物量及氧化还原环境)下对镉同位素分馏的制约,探讨生物表面吸附与吸收利用过程导致的同位素分馏效应及分馏机制,界定不同物质储库的同位素组成、分布,并用于华南三个不同水深的二叠系-三叠系界线剖面(沿沟、煤山和上寺剖面)镉同位素组成研究,反演古海洋镉同位素组成,为地球科学、环境科学研究提供一种新的研究手段。
英文摘要
Cadmium as a potential of geochemical tracer has aroused people's attention. Cd isotope fractionations have used to characterize various natural and anthropogenic terrestrial materials, the source of ore-forming materials, Marine nutrient cycle and the evolution. Cadmium isotope fractionations mainly generate in partial evaporation/condensation and biological utilization process. Cd isotope effect in biological utilization process is greater than the evaporation and condensation process. Investigation Cd isotope fractionation mechanism in biological processes and isotopic composition in the different material storage database is of great significance for cadmium isotopic geochemistry. In this project, the Chlamydomonas reinhardtii sp. and Chlorella sp., as the biological experiment template, experimental research the constraint of cadmium isotope fractionation on different environmental conditions (temperature, salinity, pH, biomass and REDOX environment). Explore isotope fractionation effect and fractionation mechanism due to biological surface adsorption and absorption utilization of dissolved Cd and define the scope of isotopic composition and distribution in the different material storage database. The proposed method applied to the investigation of Cd isotopic composition of the P/T boundary section in South China with three different water depth (Yangou,Meishan and Shangsi section), inversion of the ancient Marine Cd isotope composition and distribution. This work would provide a new technology and method for earth science and environmental science.
镉作为潜在的地球化学示踪剂已引起人们的广泛关注,并成功用于成矿物质来源及海洋营养物质的循环等领域研究。生物利用过程导致的镉同位素分馏效应远大于蒸发/冷凝过程。因此,厘清镉同位素生物分馏机制和不同环境条件的制约对于镉同位素地球化学的研究具有重要意义。本项目以钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为实验模板生物,模拟不同环境条件(温度、盐度、pH、生物量)下对镉同位素分馏的制约,探讨生物表面吸附与吸收利用过程导致的同位素分馏效应及分馏机制,界定不同环境条件下镉同位素生物分馏的阈值区间。模拟实验结果表明:Cd元素主要吸附在藻细胞表面,仅少量Cd被细胞吸收利用,细胞吸附过程基本不发生分馏,细胞吸收导致的Cd同位素分馏显著。不同环境条件(Cd浓度、生物量、温度、盐度及pH)等均对浮游微生物吸收利用Cd过程中同位素分馏产生影响,其中温度变化导致Cd同位素生物分馏负偏程度最大,而生物量则导致Cd同位素变化范围最大。将模拟实验结果并用于华南不同水深的二叠系-三叠系界线剖面(沿沟、打讲、凉风娅和煤山剖面)镉同位素组成研究表明,二叠纪末生物大灭绝前后其镉同位素呈现明显的变化。灭绝前Cd同位素正偏程度减小指示灭绝前钙藻消失、生物量骤减,对Cd吸收利用程度减小;灭绝后Cd同位素正偏程度增加指示蓝藻繁盛,生物量逐渐恢复,对Cd吸收利用程度增大;沉积层位序列Cd同位素呈现波动变化,指示二叠纪-三叠纪之交多幕式生物大灭绝。大灭绝后微生物岩发育的打讲剖面Cd同位素正偏程度显著高于非微生物岩沿沟剖面,指示发育微生物岩的打讲剖面微生物活动强烈,吸收轻Cd同位素效应显著。项目研究为地球科学、环境科学研究提供了一种新的研究手段。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
ICP-MS Determination of Sub-mu g g(-1) Levels of Iodine in Soil and Sediments Using Purified Ammonia Reagent for Sample Decomposition
使用纯氨试剂分解样品,ICP-MS 测定土壤和沉积物中亚μg g(-1) 水平的碘
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: Atomic Spectroscopy
影响因子: 3.4
作者: [Luo Lu, Shuai Qin, Jin Lanlan, Hu Shenghong]
通讯作者: Hu Shenghong
Method Development for Direct Multielement Quantification by LA-ICP-MS in Food Samples
通过 LAICP-MS 对食品样品进行直接多元素定量的方法开发
DOI: 10.1021/acs.jafc.8b05479
发表时间: 2019-01-23
期刊: JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
影响因子: 6.1
作者: [Li, Yatai, Guo, Wei, Guo, Qinghai]
通讯作者: Guo, Qinghai
On-site separation of Cr(VI) and Cr(III) in natural waters by parallel cartridge ion-exchange columns
采用平行滤芯离子交换柱现场分离天然水中的 Cr(VI) 和 Cr(III)
DOI: 10.1039/c7ra10303d
发表时间: 2017-10
期刊: RSC Advances
影响因子: 3.9
作者: [Zhang Jia, Guo Wei, Guo Qinghai, Jin Lanlan, Liu Zhifu, Hu Shenghong]
通讯作者: Hu Shenghong
Rapid and accurate determination of gold in geological materials by an improved ICP-MS method
采用改进的 ICP-MS 方法快速准确地测定地质材料中的金
DOI: 10.1016/j.microc.2017.09.014
发表时间: 2017-11-01
期刊: MICROCHEMICAL JOURNAL
影响因子: 4.8
作者: [Tao, Danyang, Guo, Wei, Hu, Shenghong]
通讯作者: Hu, Shenghong
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    基于同位素分子发射光谱新原理的高精度同位素分析研究一以地质样品中微量硼同位素为例
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      52万元
    • 批准年份:
      2024
    • 负责人:
      胡圣虹
    • 依托单位:
    基于元素编码微球ICP-TOF-MS生物分子高通量分析研究
    • 批准号:
      21175120
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      胡圣虹
    • 依托单位:
    硫化物矿物LA-ICP-MS微区PGEs和Pb-Re-Os同位素分析研究
    • 批准号:
      40973021
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      48.0万元
    • 批准年份:
      2009
    • 负责人:
      胡圣虹
    • 依托单位:
    生物增生结构的LA-ICP-MS分析
    • 批准号:
      20575061
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      26.0万元
    • 批准年份:
      2005
    • 负责人:
      胡圣虹
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金