由于工业及生活污水的大量排放、农药化肥的广泛使用、污水灌溉、大气降水对固体垃圾的淋滤等因素的影响，地下水的污染问题日益严重。地下水污染具有隐蔽性、难以逆转性及延缓性的特点，当其一旦受到污染，要对污染物清除、对含水层进行修复将是十分困难的。因此及早鉴别污染源、进行适当的监测及处理是环境保护的重要工作之一。由于地下水的污染源通常比较复杂，在流动过程中地下水又时刻与周围地质体发生着各种复杂的相互作用，多数污染物质易受上述作用影响而无法确定污染物的真正来源。环境同位素方法在确定污染物的来源及地下水中所发生的地球化学反应方面有着独特的优势。

       

       一、什么是同位素

 

       同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学行为几乎相同，但原子质量或质量数不同，从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。

 

 

       二、同位素分类：稳定同位素和放射性同位素

 

       1．放射性同位素

 

       放射性同位素具有一定的半衰期，是不稳定的同位素，在生物学实验或研究中常用的有：¹⁴C、³²P、³⁵S、³H等。半衰期是指一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始值一半时所需要的时间。

放射性同位素要比稳定同位素应用广泛，例如，给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病。

用放射性同位素示踪时，怎样对标记的物质进行追踪？“使用脉冲探测器，常用的有盖革计数管和闪烁计数器。前者利用气体对射线的电离作用，后者利用晶体、液或气体对于射线的闪光作用。”

 

       2．稳定同位素

 

       稳定同位素是指原子核结构稳定，不发生衰变的同位素，稳定同位素没有放射性，如：¹H、²H、¹⁵N、¹⁸O等。

在实验或研究中如使用稳定同位素，不能采用自显影等技术来追踪同位素的去向，只能通过测量分子质量或离心技术来区别同位素。鲁宾和卡门就是用稳定性同位素¹⁸O分别标记H₂O和CO₂来研究光合作用过程中释放的氧气中O的来源。

 

       三、同位素标记的主要应用领域

 

       (1)研究试剂和定制合成溶剂。为医药、农业、环境等研究提供需要的标记化合物，根据客户的要求进行研究和选择合适的标记化合物。

       (2)医疗诊断试剂。如 13C-尿素、18O-H2O 等。

       (3)环境污染物标准试剂。用于空气、水、土壤、沉淀物和食品等的检测。

       (4)核磁共振(NMR)分析溶剂。应用于结构分析、定量分析和纯度分析、化学途径与反应机理、反应动力学等。

       (5)代谢底物。包括用于研究蛋白质和氨基酸代谢的氨基酸、葡萄糖代谢的碳水化合物和脂解作用的脂肪酸等。稳定性同位素标记物质使研究者能以安全的方式对活体内的代谢途径进行研究。

       (6)分子生物NMR 产品。稳定同位素标记对研究蛋白质和多肽的结构和相互作用而言是一个极好的工具，复杂系统的研究可以简单地用稳定同位素标记修饰研究对象的分子结构。分子生物 NMR 产品主要包括保护氨基酸、标记培养基、碳水化合物、RNA/DNA 标记产品、标记激素、标记蛋白质等。

 

 

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