HCNOS同位素实验室

常规全样HCNO同位素同位素实验室：实验室有3台delta V plus、1台delta Q、1台LGR，能够对HCNO进行同位素测试。

分析测试项目

分析测试项目一：硫含量，硫同位素(δ³⁴S)；

分析测试项目二：碳氮硫含量；

分析测试项目三：氧同位素(δ¹⁸O)；

分析测试项目四：溶解无机碳(δ¹³C_DIC)、碳酸盐碳氧(δ¹³C，δ¹⁸O)；

分析测试项目五：有机氮含量、有机氮(δ¹⁵N)、有机碳含量、有机碳(δ¹³C )；

分析测试项目六：水的氢同位素（δ²H）、叁氧同位素（δ¹⁸O、δ¹⁷O）；

分析项目一：硫含量，硫同位素

一：仪器介绍：元素分析-气体稳定同位素质谱仪

1.气体稳定同位素质谱仪功能原理：该质谱仪结构主要可分为进样系统、离子源、质量分析器和检测器四部分；气体稳定同位素质谱仪的原理是首先将样品转化成气体（如CO₂，N₂O，O₂，SO₂或H²），在离子源中将气体分子离子化，接着将离子化气体打入飞行管中。飞行管是弯曲的，磁铁置于其上方，带电分子依质量不同而分离，含有重同位素的分子弯曲程度小于含轻同位素的分子。在飞行管的末端有一个法拉第收集器，用以测量经过磁体分离之后，具有特定质量的离子束强度。

2.主要参数：

1.测试质量数范围: 1-96 amu

2.CNOS分辨率: m/Δm=110 (10% valley)

3.绝对灵敏度:1100 molecules/Ion (CO₂ =44)

4.离子源线性: 0.02‰/nA

5.加速电压为3kV

3.测试精度：硫同位素0.3‰

二：分析方法

称取适量样品（如为Ag₂S和BaSO₄称取0.25mg，如样品为黄铁矿称取0.06mg）和2-3倍样品量的V₂O₅，包入锡杯并将开口封紧，压实成小圆球，放入自动进样盘，测试时，样品将在元素分析仪的燃烧炉1000℃反应，氧气（纯度为99.999%）流速为180mL/min，氦气（纯度为99.999%）流速100mL/min，样品中的硫反应生成SO₂,将燃烧产生的混合气体吹扫至无水高氯酸镁，经240℃色谱柱(Gas Chromatography)分离纯化后，由ConFlo控制进入IRMS测试其δ³⁴S，通过实验室内标硫化银ICIER-S-1 (δ³⁴S=12.77)、ICIER-S-2(δ³⁴S=-3.60)和硫酸钡ICIER-SO-1(δ³⁴S=15.05)、ICIER-SO-2 (δ³⁴S=4.05)、ICIER-SO-5 (δ³⁴S=46.0)、ICIER-SO-6 (δ³⁴S=81.2),进行校正，精度为0.3‰。所用实验室内标ICIER-SO-1、ICIER-SO-2、ICIER-SO-5、ICIER-SO-6是通过国际标样NBS127（δ³⁴S=20.3‰）和IAEA-SO-5（δ³⁴S=0.49‰）标定，连续测定5次和4次，ICIER-SO-1的标准偏差（1σ）值为0.02‰，ICIER-SO-2的标准偏差（1σ）值为0.026‰.实验室内标ICIER-S-1和ICIER-S-2是通过国际标样IAEA-S-1（δ³⁴S=0.30‰）和IAEA-S-2（δ³⁴S=22.62‰）标定，连续测定7次和5次，ICIER-S-1的标准偏差（1σ）值为0.071‰，ICIER-S-2的标准偏差（1σ）值为0.059‰。

三：用户须知

1.送样前需提前联系实验室负责人。

2.固体样品需干燥完全，磨成粉末，至少需要过100目筛子。

3.样品需预估硫含量，包样质量为0.25*0.125/预估百分含量（mg），不得超过10mg，若样品为Ag₂S和BaSO4则称取0.25mg，若样品为黄铁矿则称取0.06mg，同时都得向锡杯内加入2-3倍V₂O₅。

4.称样时应尽量将锡杯中的空气排挤干净，压实称球形。

5.样品测试完毕后，样品最多保留三个月，过期无说明本实验室将自行处理，需要寄回请在测试要求备注说明。

分析项目二: 碳氮硫含量

一：仪器介绍：元素分析仪

1.元素分析仪功能原理： 样品经仪器的非叠加自动进样器进入仪器中的燃烧炉燃烧，生成相应的元素氧化物气体，经还原后被选择性吸附柱选择性吸收，之后分批进入TCD热导检测器，从而得到样品的各元素含量数据。

2.主要参数：

1.进样方式：非叠加进样器

2.体分离方式：吸附-解吸原理

3.检出限：≤50ppm

4.设备用途：高精度的分析各种样品中C、H、N、S、O的含量

5.各元素测量的绝对含量：

C：0-10 mg 

H：0-1 mg

N：0-8 mg

S: 0-3 mg

O: 0-6 mg

3.测试精度：0.2%

二：分析方法

样品由德国元素分析仪（Elementar-Unicube）分析测试，称取3-10mg样品，包入锡杯并将开口封紧，压实成小圆球，放入自动进样盘，测试时，样品将在元素分析仪的燃烧管1150℃和还原管850℃反应，样品中的碳氮硫反应生成CO₂、 N₂和SO₂,在200mL/min He载气（纯度为99.999%）吹扫下，经除水肼，氮气先出来，然后吸附柱升温至90℃，释放出二氧化碳，最后升温至210℃，释放出二氧化硫，随后分离后的气体随载气一起进入热导检测器（TCD）进行检测，精度为0.2%。

三：用户须知

1.送样前需提前联系实验室负责人。

2.固体样品需干燥完全，磨成粉末，至少需要过100目筛子。

3.样品碳绝对含量不超过14mg，氢不超过2mg，氧不超过6mg，氮不超过10mg，硫不超过3mg，总的包样量不得超过30mg。

4.称样时应尽量将锡杯中的空气排挤干净，压实称球形（图2）。

5.样品测试完毕后，样品最多保留三个月，过期无说明本实验室将自行处理，需要寄回请在测试要求备注说明。

分析项目三：氧同位素

1.测试仪器：高温裂解元素分析仪-气体稳定同位素质谱仪

2.测试精度：0.3‰

一：分析方法

用银杯（4mm*3.2mm）包裹0.2-0.24 mg硫酸钡样品或者0.4-0.45 mg磷酸银样品，放入Costech Zero Blank 进样器中。通入氦气(99.999%)将进样器及样品中的空气赶出。进样器将样品投入到石墨管，在氦气(99.999%)(流速100ml/min)保护下，石墨管温度为1410 ℃，将硫酸钡裂解，通过石墨还原成一氧化碳（CO）等混合气体，经过色谱柱分离。由Conflo控制进入到质谱仪（Thermo Scientific Delt V Plus）进行测试，可获得其氧同位素组成。通过ICIER-SO-2（δ¹⁸O=11.81‰）进行1点校准后，可获得硫酸盐的氧同位素组成。硫酸钡所用实验室内标ICIER-SO-3)是通过国际标样NBS-127（δ¹⁸O=8.59‰）标定，连续测定6次，ICIER-SO-3的标准偏差（1σ）值为0.067‰。磷酸银所用实验室内标ICIER-PO-1(δ¹⁸O=9.6‰)通过国际标样δ¹⁸O_B2207=21.7‰, δ¹⁸O_USGS80=13.1‰, δ¹⁸O_USGS81=35.4‰标定，连续测定6次，ICIER-PO-1的标准偏差（1σ）值为0.045‰。

二：用户须知

1.如送原岩，所含硫酸根含量必须满足测试要求。

2.硫酸钡必须提纯，0.6 mg以上。

3.磷酸银必须提纯，1 mg以上。

4.自己包样：硫酸钡用4mm*3.2mm的银杯包裹0.2-0.24mg样品压实成小方块(赶走空气)，磷酸银用4 mm*3.2 mm的银杯包裹0.38-0.44 mg样品压实成小方块。

分析项目四：溶解无机碳同位素，碳酸盐碳氧同位素

1.测试仪器：多用途在线气体制备-气体稳定同位素质谱仪

2.测试精度：碳同位素精度为0.2‰，氧同位素精度为0.4‰。

一：分析方法

碳酸盐与磷酸反应产生二氧化碳，在标样的校准下，通过分析二氧化碳的同位素组成获得碳酸盐的氧同位素值和碳同位素值。取200目的碳酸盐粉末约0.2 mg，置于10mL顶空瓶中，通入氦气(He，纯度99.999%)将瓶中空气赶出，注入0.1mL无水磷酸(H₃PO₄，纯度100%)，并使其在70℃的Gas Bench Ⅱ内反应2h，产生的二氧化碳经自动进样器(GC PAL autosampler and sample tray)提取进入气相色谱(GC在70℃下)分离后通入稳定同位素质谱仪，获得其相对标气的氧同位素和碳同位素组成。再通过实验室内标碳酸钙(δ¹³C=0.26‰, δ¹⁸O =-8.11‰)进行两点校正，获得其碳酸盐的氧同位素和碳同位素组成。所用实验室内标ICIER-CO-1是通过国际标样IAEA603(δ¹³C=2.46‰,δ¹⁸O=-2.37‰)和LSVES(δ¹³C=-46.6‰,δ¹⁸O=-26.7‰)标定，连续测试6次，δ¹³C的标准偏差（1σ）值为0.05‰，δ¹⁸O的标准偏差（1σ）为0.03‰。

二：用户须知:

1.送样前需提前联系实验室负责人。

2.所需水样量50毫升，低温冷藏保存。

3.所需水样经0.45µm孔径的滤膜过滤。

4.固体样品需干燥完全，磨成粉末，需要过200目筛。

5.样品中碳酸盐含量预估值。

6.称样量计算方法(mg)：0.2/碳酸盐的百分含量。最大称样量不超过10 mg。

7.同位素标记样品应提前告知。

8.样品测试完毕后，本实验室最多保留三个月，过期无说明者本实验室将自行处理，需要送回请在测试要求备注说明。

分析项目五: 有机氮含量、有机氮同位素、有机碳含量、有机碳同位素

1.测试仪器：元素分析-气体稳定同位素质谱仪

2.测试精度：氮同位素精度为0.2‰，碳同位素精度为0.1‰

一：分析方法

δ¹⁵N (有机氮)，δ¹³C(有机碳)：样品经高温燃烧还原后生成二氧化碳和氮气，在标样的校准下，可以通过分析二氧化碳和氮气的同位素组成获得样品有机碳氮的同位素值。用5mm×8mm锡杯包裹适量样品(根据碳氮含量不同，约1mg-40mg不等)，压实成小圆球，经自动进样器(MAS Plus Autosampler)载入元素分析仪的高温氧化炉中(960℃)(载气流速180mL/min,吹扫气流速100mL/min)，经注氧高温燃烧后(氧气O₂流速为200mL/min，纯度99.999%)，将样品中的碳氮元素氧化成二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氮氧化物和其他杂质气体的混合气体，反应生成的混合气体随氦气流进入还原炉(800℃)，氮氧化物流经高温铜还原管后还原为氮气(N₂)，随即含氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)的氦气流再经化学阱去除水(H₂O)，进入色谱柱(50℃)进一步分离，纯化后的气体通过专用接口(conflo Ⅳ)进入气体稳定同位素比质谱仪，进行氮同位素比值和碳同位素比值测定。再通过实验室内标乙酰苯胺 (δ¹⁵N=-2.78‰,δ¹³C =-25.43‰)进行单点校正，可以获得样品有机碳氮的同位素组成。所用实验室内标ICIER-ACE-1是通过国际标样-L-谷氨酸 USGS40(δ¹⁵N=-4.52‰,δ¹³C=-26.39‰)标定，连续测试6次，δ¹³C的标准偏差（1σ）值为0.04‰，Δ¹⁵N的标准偏差（1σ）为0.06‰。

二：用户须知

1.送样前需提前联系实验室负责人。

2.固体样品需去除无机碳，干燥完全，磨成粉末，至少需要过100目筛。

3.样品中有机碳氮含量预估值。

4.称样量计算方法(mg)：碳：0.71*0.5/碳的百分含量，氮：0.10*0.5/氮的百分含量。最大称样量不超过40mg。

5.称样时应尽量将锡杯中的空气排挤干净，压实成球形。如图所示（图2）。

6.同位素标记样品应提前告知。

7.样品测试完毕后，本实验室最多保留三个月，过期无说明者本实验室将自行处理，需要送回请在测试要求备注说明。

分析项目六: 水的氢同位素、水的叁氧同位素

一：仪器介绍：水氕氘和弎氧同位素分析仪

1.功能原理：采用激光光谱分析技术，每秒进行300次全光谱扫描，以确保使用过程中的数据稳定。利用自动进样器将液态水注入主机内，由高精度气化装置汽化为汽态水，通过真空泵将汽态水抽入光腔中待测。由激光器连续发射激光并经过两侧双曲面高反镜面多次反射，最终经检测器测量光衰荡时间和通过光腔时间的积分光强，进而得到光腔内目标水汽分子H₂O, H²HO, H₂¹⁷O, H₂¹⁸O的绝对浓度。

2.主要参数：

液态水测量速度：≥ 800针/天；水汽测量速度：≥2HZ；

3.测试精度：

液态水测量精度：δ²H为0.15‰，δ¹⁸O:为0.02‰，δ¹⁷O为0.02‰

水汽测量精度：δ²H为0.2‰；δ¹⁸O为0.05‰；δ¹⁷O为0.05‰

3.测量范围：满足同位素标记的重氘样品测量，δ²H的测量上限≥50000‰(或≥8500ppm)；

取样温度：5-50℃（液态水），-20-50℃（气态水）；

操作温度：0-45℃。

一：分析方法

加热使水样变成水蒸气，在标样的校准下，通过分析气态水同位素获得样品中的氢氧同位素。取液体样品2ml注入样品空瓶中，随后进样针取1.2 ul的样品，水样高温气化后进入光腔，激光在谐振腔两端的反射镜中反复震荡，部分透过反射镜到达检测器，从而根据衰荡时间计算其相对标样的氢氧同位素浓度，再通过实验室内标（ICIER-OH-1：δ²H=-142.69±0.5%，δ¹⁸O=--18.61±0.15‰，δ¹⁷O=--9.89±0.15‰；ICIER-OH-2：δ²H=-58.96±0.5%，δ¹⁸O=-8.64±0.15‰，δ¹⁷O=-4.72±0.15‰；ICIER-OH-3：δ²H=-31.856±0.5%，δ¹⁸O=-5.08±0.15‰，δ¹⁷O=--2.81±0.15‰)

三点校正可以获得样品中氢和氧同位素的组成。

二：用户须知

1.送样前请与负责人联系。

2.建议送样量不少于1ml，低温保存。

3.加标样品需要标记大概丰度范围。

4.盐度限值2mg/g ，超过需蒸馏。

5.如果样品中有肉眼可见的杂质，需经0.22μm孔径的滤膜过滤。如果样品中有高浓度的污染物(如挥发性有机物或蛋白质)则需要额外的处理。建议样品为纯水或者淡水，若含盐离子较高的样品需经处理纯化方可送样。

6.样品测试完毕后，本实验室最多保留三个月，过期无说明者本实验室将自行处理，需要送回请在测试要求备注说明。