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地环所在大气碘循环同位素示踪方法领域取得新进展
【发布时间:2022年07月13日 】【来源:中科院地球环境研究所】
      碘的大气地球化学循环是当前气候变化研究的热点和难点。大气是碘地球化学循环的重要枢纽,海洋中的碘能够通过大气的干、湿沉降输送到陆地。气态碘还能有效降低臭氧含量,导致云凝结核的形成,因而对全球气候变化有重要影响。碘的放射性同位素是辐射环境应急监测的重要指标,直接关系到公众的辐射健康。长寿命放射性碘同位素129I既可以作为碘循环的理想示踪剂,还可用于示踪放射性污染物及其他污染物的环境行为。然而129I在大气中的赋存状态、时空变化特征与形态转化机理等研究明显不足,其原因主要在于大气中129I含量极低(仅为10-17 ~10-15 g/m3的水平)且形态难以分离。

  近日,地球环境研究所环境放射性团队在前期大气颗粒态碘研究基础上,进一步自主设计研发大气碘同位素形态串级采样器,筛选超低本底采样基质,优化燃烧程序、捕集液参数分离环境大气中颗粒碘、气态无机碘和气态有机碘,并采用加速器质谱技术和ICP-MS测量技术,建立了超灵敏环境大气中的129I127I形态的分析方法。该方法成功应用于20205月至8月西安城市环境大气中129I127I的水平和形态研究。结果表明,研究区大气中129I127I主要以气态有机碘为主,约占总气碘的50%,而气态无机碘和颗粒态碘各占25%。而且研究初步发现了129I127I的形态转换可能发生在春夏交替之际,并以颗粒态碘和气态有机碘的相互转化为主。该研究对采用129I精准示踪大气碘循环过程具有重要意义。

  该成果近期发表于国际期刊Analytical Chemistry,研究工作得到了国家自然科学基金(4217709541991252)、西光基金(XAB2020YN02)、中国科学院青年创新促进会(2019401)、中国科学院战略重点研究计划(XDB40000000等联合资助。

  相关系列成果如下:

  1.Luyuan Zhang, Xiaolin Hou, Tong Zhang, Miao Fang, Hyuncheol Kim, Huan Jiang, Ning Chen, and Qi Liu. 2022. Ultra-Sensitive Determination of Particulate, Gaseous Inorganic and Organic Iodine-129 and Iodine-127 in Ambient Air. Anal. Chem. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c01685. (Published online on July 1, 2022)

  2.Luyuan Zhang, Xiaolin Hou, Yunchong Fu, Miao Fang, and Ning Chen. 2018. Determination of 129I in aerosols using pyrolysis and AgI-AgCl coprecipitation separation and accelerator mass spectrometry measurements. J. Anal. At. Spectrom. 33, 1729-1736. doi:10.1039/C8JA00248G. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ja/c8ja00248g

   

  1. 自主设计的颗粒态碘、气态无机碘和有机碘的采集装置示意图

   

  2.西安大气中129I127I形态水平与分布

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