植物体氯的分离及其同位素分析.pdf

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1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第8期2014年8月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1094—1098DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．140289植物体氯的分离及其同位素分析徐庆彩刘丽华张艳灵(山东省水土保持与环境保育重点实验室，临沂大学化学化工学院，临沂276005)(中国科学院盐湖研究所盐湖地质与环境实验室，西宁810008)摘要采用干灰化法与离子交换树脂色谱法联用，建立了植物中氯的分离方法，消除了有机质对氯同位素测定的影响，能够满足氯同位素正热电离质谱法测定的

2、需求，没有造成氯的损失和氯同位素的分馏。结果表明，青藏高原和山东两个地区的5种植物组织器官的℃l变化范围为一1．79％0～4．77％o(平均值为1．20％c)，山东地区的两种植物器官的℃l小于或接近于0％c，而青藏高原地区的两种植物的6370>0％0，这说明山东地区的两种植物器官中相对富集Cl，℃l相对贫乏，而青藏高原地区的植物则相对富集7cl，两个地区的植物具有明显的cl同位素分馏差异，可能是由于植物的生长环境或植物吸收利用氯的迁移、生物生理效应差别引起的，为进一步利用氯同位素技术研究植物吸收利用氯的生物行为提供参考。关键词氯同位素；热电离质谱；

3、植物；组织器官1引言氯是植物生长必需的一种微量营养元素，氯在维持植物细胞的膨压及电荷平衡方面起着重要作用。氯参与植物光合作用中水的光解反应，促进光合磷酸化作用和三磷酸腺苷(ATP)的合成；氯能维持细胞液的缓冲性及液泡的渗透调节，激活质子泵ATP酶；通过气孑L开闭，氯能间接影响植物的光合作用和生长。氯与其它微量的阳离子结合，可保持植物体电荷平衡，同时还能促进碳水化合物的合成“。在植物吸收利用氯的过程中，由于氯的迁移、转化和生物生理作用，可能产生与其生长环境相关的同位素(C1和℃1)组成变化。随着植物组织器官的凋落，引起植物区域生长环境中氯同位素平衡和

4、氯循环的改变。因此，研究陆生植物和海洋植物对氯的吸收利用，对重新认识全球氯同位素平衡变化和氯循环改变具有重要意义。氯的分离是影响氯同位素地球化学应用研究的关键。有两种常用的氯分离方法能够满足其同位素质谱分析需求。其一是Xiao等建立的基于cscl离子正热电离质谱法，采用离子交换色谱法进行氯分离，将样品溶液分别通过H型、Ba型和cs型强阳离子交换树脂后，溶液中CsC1用于同位素质谱分析娟]。其二为基于CHC1离子的气体质谱法分析氯同位素组成_9一所采用的方法，该方法首先采用如沉淀cl一，然后AgC1在暗处与CHI反应，转化成CHC1后，用于氯同位素的

5、质谱分析。第二种方法比较耗时，尤其是无机态氯向有机态氯的转化过程，操作繁琐。结合这两种方法的特点，孙爱德等¨”建立了低氯含量样品中氯的分离方法，先用Ag型树脂将氯富集，然后用氨水洗脱，再通过Ba和Cs型树脂，有效去除s0一、NOj对氯同位素测试的影响，实现了雨水和雪水等样品中c1同位素质谱分析。而对于植物样品而言，植物中存在的大量有机质是限制植物氯同位素应用研究的瓶颈问题，因为有机质的存在能够抑制质谱测定过程中cscl离子流的发射，导致其强度在短时间内大幅衰减，同时引起氯同位素分馏J。传统去除有机质的方法是采用HNO，／H0湿法消解，这种方法能够有

6、效去除植物中大量有机质，但是容易引起氯损失，导致氯同位素分馏。本实验在文献[12，13]基础上，建立能够满足正热电离质谱法需求的氯的分离方法，能有效消除了植物中大量有机质对氯同位素质谱测定的影响，并对植物中氯同位素的分馏及其应用前景进行了探讨。2014-03-29收稿；2014-05-29接受本文系国家自然科学基金(Nos．41340028，41172160)资助项目E—mail：XUqingcai@163．corn—第8期徐庆彩等：植物体氯的分离及其同位素分析2实验部分2．1样品采集本实验选取青藏高原地区的两种植物川西獐芽菜、花锚和山东地区的两种

7、植物红王子锦带、紫松果菊为研究对象。川西獐芽菜为龙胆科獐芽菜属两年生草本植物，可以全草入药，花果期为7～10月，主要生于海拔1900～3800m的山坡、河谷、林下、灌丛、水边。花锚为龙胆科、花锚属一年生草本植物，主要生长于中性或偏碱性的壤土或灌丛草甸土中，花果期为7～9月¨。这两种植物分别采自青海省玉树和斑马县，采样时问为2012年8月。紫松果菊为菊科紫松果菊属多年生草本植物，花期为6～7月，喜生于温暖向阳处，喜肥沃、深厚、富含有机质的土壤。红王子锦带为忍冬科锦带花属落叶灌木植物，花期为4～6月。这两种植物分别采自山东省临沂市平邑县和兰山区，采样时

8、间为2012年6月。2．2仪器与试剂ICS-90型离子色谱仪(美国戴安公司)，包括电导检测器，配有阴离子抑制器，高容量阴离