东华理工大学大气实验室朱仁果博士在期刊《Atmospheric Environment》上,发表题为《Nitrogen Isotopic Composition of Free Gly in Aerosols at a Forest Site》的研究论文,东华理工大学为第一单位。
本研究首次测定了主要大气颗粒物释放源以及气溶胶颗粒中游离甘氨酸(Gly)的δ15N值。研究结果显示,生物质燃烧释放的游离Gly的氮同位素值范围为(+16.9‰ ~ +27.3‰)相比自然源中游离Gly的氮同位素值(-23.5‰ ~ +9.4‰)显著偏正,2者之间的平均值差可以高达21.6‰。我们还发现化石燃料燃烧,如工业用煤燃烧和机动车尾气不会释放游离Gly。同时在气溶胶样品中,我们发现游离Gly浓度和非海源K+(传统的生物质燃烧示踪物)浓度显著正相关。并且游离Gly的值与火点数据有着相似的时间变化规律。因此我们认为气溶胶中游离Gly的δ15N值是示踪生物质燃烧的良好指标。
气溶胶中游离Gly可以用于示踪生物质燃烧与游离Gly在大气和生物质燃烧过程中所经历的化学过程不同有关。大气颗粒物中δ15NF-Gly值主要与大气中的光化学反应和微生物的酶降解作用有关。但是由于Gly没有侧链并且主要位于细胞壁中,在这2个过程中Gly的分子结构都没有受到破坏。而在生物质燃烧过程中,由于高温,Gly分子中的连接-NH2的C-N键发生了断裂。轻14N的-NH2分子优先释放,使得剩余的Gly分子富集15N。因此,生物质燃烧释放的游离Gly的δ15N值相比自然源要显著偏正。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117179
(图/文 朱仁果)