کاربرد ایزوتوپ های پایدار به منظور بررسی سرنوشت آلاینده ها در آب های زیر زمینی و خاک (ارزیابی زیست‌تخریب‌پذیری آلاینده ها)

 

  • تشخیص فرایندهای تخریب طبیعی آلاینده ها از فرایندهای غیر تخریبی مانند رقیق شدن، پخش و جذب آلاینده ها و نیز دریافت اطلاعات مفید درباره سینتیک و مکانیسم فرایندهای تخریبی آلاینده های محیطی

پیوندهای شیمیایی حاصل از ایزوتوپ های سنگین یک عنصر، قوی تر از پیوندهای شیمیایی حاصل از ایزوتوپ های سبک همان عنصر در ترکیب مورد نظر هستند. بنابراین هنگام شکستن پیوندی خاص در یک ترکیب، مولکول های دارای ایزوتوپ های سنگین کندتر از مولکول های دارای ایزوتوپ های سبک در واکنش شرکت می کنند،‌ در نتیجه، ایزوتوپ های سنگین معمولا در ترکیب واکنش دهنده باقی مانده، غنی شده و در ترکیب محصول کاهش می یابند. این فرایند به عنوان جدایش ایزوتوپی (Fractionation) شناخته می شود. فرآیندهای فیزیکی مانند رقیق شدن و جذب، سبب جدایش ایزوتوپی قابل ملاحظه ای نمی شوند.

جدایش ایزوتوپی سینتیکی طی تخریب متان و غنی شدگی ایزوتوپ 13C

bond.gif

  • برخی از مطالعات انجام شده در زمینه سرنوشت آلاینده ها در محیط زیست
  • بررسی سرنوشت علف کش هایی مانند آترازین و آفت کش های ارگانوفسفر مانند دیکلرووس (Dichlorvos)، امتووات (Omethoate) و دی متوات (Dimethoate) با بررسی تغییرات نسبت ایزوتوپی کربن در باقیمانده سموم
  • بررسی ایزوتوپی نمونه ای از پسماندهای دارویی مانند دیکلوفناک(Diclofenac) با استفاده از اسپکترومتر جرمی نسبت ایزوتوپی - کروماتوگرافی گازی (GC-IRMS) با آنالیز ایزوتوپهای کربن و نیتروژن.
  • بررسی جدایش ایزوتوپی کربن به منظور تشخیص تخریب زیستی هیدروکربن های نفتی
  • بررسی تخریب ترکیبات آلی فرار شامل بنزن، تولوئن، اتیل بنزن، ایزومرهای زایلن (BTEX) و هیدروکربن های کلردار

کاربرد ایزوتوپ های پایدار در مطالعات زیست محیطی

  • استفاده از نسبت های ایزوتوپی به عنوان اثر انگشت برای تعیین خاستگاه آلاینده های کشاورزی مانند نیترات، سولفات، کربنات معدنی محلول ( DIC)، ذرات مواد آلی در آب، آفت کش ها و حشره کش ها.
 
  • استفاده از ایزوتوپ های اکسیژن و نیتروژن برای تعیین خاستگاه نیترات در آب های سطحی
امضای ایزوتوپی نیتروژن حاصل از منابع مختلف (مانند خاک طبیعی، کود، زباله های حیوانی و یا فاضلاب) کاملا متمایز هستند، این امرشناسایی خاستگاه نیترات را امکان پذیر می سازد.
2.jpg

کاربرد ایزوتوپ های پایدار در مطالعات زیست محیطی

  • استفاده از ترکیب ایزوتوپی آلاینده ها به عنوان یک "امضا" یا "اثر انگشت" برای تعیین خاستگاه آلاینده ها مانند آلودگی های نفتی
  • شناسایی خاستگاه آلاینده های نفتی شامل نفت خام، گازوئیل، حلال هاي کلردار، ترکیبات بنزن، تولوئن، اتیل بنزن، زایلن (BTEX)، هیدروکربن هاي آروماتیک چند حلقه اي (PAHs) با استفاده از اسپکترومتر جرمی نسبت ایزوتوپی- کروماتوگرافی گازی (GC-IRMS)
شناسایی خاستگاه آلاینده های محیط زیست بخصوص آلاینده های نفتی از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد. به طوری که اخیراً، جرم شناسی درزمینه محیط زیست (Environmental Forensics) به عنوان یک رشته به منظور بررسی و تعیین عوامل مسئول انتشار آلودگی در محیط زیست مطرح شده است. در بحث جرم شناسی محیط زیست، پاسخ به سوالاتی مانند ماهیت آلاینده نفتی، خاستگاه انتشار آن،‌ مقدار هوازدگی آلاینده و مدت زمان آن و نیز چگونگی تخریب آلاینده با گذشت زمان مهم می باشد.
oil.png

استفاده از آنالیزهای ایزوتوپی جهت بررسی کارایی مصرف آب، پاسخ گیاهان در تنش های مختلف و بررسی مقدار جذب آب توسط ریشه گیاه

از شاخص های اساسی در تعیین بهره وری استفاده از آب جهت تولید محصولات کشاورزی، شاخص کارایی مصرف آب (Water use efficiency) می باشد. اصطلاح کارایی مصرف آب بیانگر نسبت میزان محصول تولیدی بر حسب کیلوگرم به آب تعرق شده بر حسب متر مکعب می باشد. تنوع ژنتیکی موجود برای کارایی مصرف آب را می‏توان به طور غیرمستقیم با اندازه‏گیری ترکیب ایزوتوپی بافت‏های گیاهی به‏ویژه برگ تعیین نمود. همچنین برای بررسی مقدار جذب آب (Water uptake) توسط ریشه گیاه می توان از روش تعیین نسبت های ایزوتوپی (δ18O و δ2H) بهره گرفت.

بررسی رفتار هیدرولوژیکی سیستم های کارستی پیچیده با استفاده از ایزوتوپ های پایدار

منابع آب «کارستی» به عنوان یکی از منابع حیات‌بخش در حیطه کاهش بحران آب، مورد توجه بسیاری از محققان در زمینه زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی قرار گرفته است.
کارست پدیده‌ای در پوسته زمین است که آثار آن به صورت اشکال مختلف از قبیل حفره‌ها و غارها، در سطح و در زیر سطح وجود دارد. علت ایجاد آن به وجود شکستگی‌ها و قابلیت انحلال توده‌سنگ (توده‌سنگ‌های کربناته از قبیل آهک، سنگ گچ و دولومیت) مربوط می‌شود که در نتیجه آن یک سیستم آب زیرزمینی می‌تواند شکل بگیرد.
با توجه به اهمیت این منابع آبی، انجام مطالعات کارستی با استفاده از روش‌های نوین کارآمد، بسیار ارزشمند می باشد. امروزه، تعیین نسبتهای ایزوتوپی هیدروژن و اکسیژن (δ18O وδ2H ) به منظور بررسی رفتار و ویژگی هیدرولوژیکی سیستم های کارستی از اهمیت بسیاری برخوردار است. همچنین از بررسی ايزوتوپ پايدار کربن 13C در تجزيه و تحلیل هيدروگراف چشمه هاي کارستي می توان بهره گرفت.
karst1.jpg


استفاده از آنالیز ایزوتوپی در ردیابی منشا جغرافیایی غلاتی مانند گندم و برنج

منشا جغرافیایی گندم و محصولات آن مانند آرد گندم مورد استفاده در نان ها را می توان با تعیین نسبت های ایزوتوپی کربن، نیتروژن و اکسیژن موجود در گندم و یا پروتئین های آرد گندم تعیین نمود. همچنین ردیابی منشا جغرافیایی برنج با تعیین مقادیر  δ13C، δ15N وδ18O صورت گرفته است.

wheat.jpg
rice.jpg



تعیین اصالت و منشا جغرافیایی روغن زیتون با استفاده از آنالیز ایزوتوپ های پایدار

تعیین اصالت و منشا جغرافیایی روغن زیتون به کمک اندازه گیری نسبت ایزوتوپ پایدار 13C/12C در اسیدهای چرب اصلی (مانند لینولئیک، اولئیک، اسیدهای پالمیتیک و استئاریک) و همینطور نسبتهای ایزوتوپ های 2H/113C/12C و18O/16O در روغن زیتون به صورت بالک با استفاده از تکنیک های طیف سنجی جرمی نسبت ایزوتوپی-گاز کروماتوگرافی (GC-C-IRMS) و طیف سنجی جرمی نسبت ایزوتوپی-آنالیز عنصری  (EA-IRMS)با موفقیت انجام شده است .

olive2.jpg

تعیین اصالت و منشا جغرافیایی زعفران با استفاده از آنالیز ایزوتوپ های پایدار

یکی از روش های قابل اعتماد اصالت سنجی و تمایز نمونه های زعفران بر اساس منشا جغرافیایی آنها، آنالیز ایزوتوپ های پایدار (δ13C، δ15N ، δ34S ، δ2H و δ18O) می باشد.

saffron3.jpg


تشخیص عسل اصل از عسل تقلبی ب
ه کمک آنالیز ایزوتوپ کربن

امروزه قابل اعتمادترین روش برای تشخیص اصالت عسل، تعیین نسبتهای ایزوتوپ 13C موجود در کربوهیدرات ها (ساکارز ، گلوکز و فروکتوز) و پروتئین عسل، با استفاده از طیف سنجی جرمی نسبت ایزوتوپی- کروماتوگرافی مایع(HPLC-IRMS)  و طیف سنجی جرمی نسبت ایزوتوپی- آنالیز عنصری (EA-IRMS)  می باشد.

honey.jpg

اطلاعات تماس

اراک - میدان بسیج - بلوار کربلا - دانشگاه اراک - آزمایشگاه مرکزی- مرکز تحقیقات ایزوتوپهای پایدار

Email: a-sirl@araku.ac.ir

تلفن : ۳۲۶۲۲۸۲۲ ۰۸۶ - ۳۲۶۲۲۸۲۰ ۰۸۶

امکانات

آزمایشگاه تحقیقاتی ایزوتوپهای پایدار شامل یک آزمایشگاه دستگاهی، یک آزمایشگاه آماده سازی نمونه و یک انبار نگهداری نمونه ها می باشد.

تمام حقوق مادی و معنوی این وب سایت محفوظ بوده و متعلق به "آزمایشگاه تحقیقاتی ایزوتوپهای پایدار دانشگاه اراک" می باشد