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L2130-i (δ??O, δD)

Picarro L2130-i 高精度水同位素分析仪可提供高质量的水稳定同位素测量(δ??O 和 δD ),这对古气候学、水文学和海洋学等苛刻的应用至关重要。Picarro 同时提供多种外围设备, 小巧的设计为研究人员提供在野外台站、船载车载以及普通实验室等各种环境下,对各种形式或来源的水质进行超高精度的分析

  • 详细说明
  • 产品系列
  • 主要特点
  • 典型应用
  • 技术参数
  • 选件
  • Picarro L2130-i 高精度水同位素分析仪基于专利的波长扫描光腔衰荡光谱(CRDS)技术,具有传统吸收光谱与离轴积分输出光谱技术(ICOS)分析仪无法比拟的稳定性、灵敏度与精确度。符合美军标MIL-STD-810F振动、冲击测试,超高精度的温控、压控装置,确保系统在各种变化环境条件下都能以最高的精确度、准确度以及最低的漂移水平对样品进行测量。

    Picarro L2130-i 高精度水同位素分析仪在海洋学、水文学、大气科学、植物生理、生命科学、古气候学、食品科学等各种稳定同位素研究领域,都是首选分析仪器。

    Picarro L2130-i 高精度水同位素分析仪采用专利的、精密的基于时间的测量技术-光腔衰荡光谱(CRDS),即激光束在光腔中定量观测气相分子的光谱特征。这种独特的设计能够在紧凑的腔体中实现长达 20 公里的有效测量长度,从而在极小的尺寸内实现卓越的精度和灵敏度。如下图 1  2 所示,δ18O δ D 的测量充分表明了系统的高精度和重现性。


    水汽测量性能水汽测量性能

  • 1. Picarro L2130-i  高精度水同位素分析仪-同时测量 δ18O  δD 

    2. Pcarro L2140-i  高精度水同位素分析仪-同时测量 δ18O、δ17O  δD


  • · 确保高精度测量 d18 O0.025 ‰)和 δD 0.1 ‰)

    · 确保最小漂移,δ18 O(0.2 ‰)和 δD( 0.8 ‰):只需每天一次校准,以优于permil级的准确性进行测量

    · 灵活测量不同来源的水样,包括液 态、气态和固态

    · 体积极小、坚固耐用,适合野外工作

    · 直观的用户界面和数据处理

     



  • L2130-i-城市水——同位素水文学的新前沿


    应用报告 - L2130-i-城市水——同位素水文学的新前沿

                         摘要:同位素水文学主要集中在远离人口稠密地区的景观上。在未来的几十年里,将越来越重要地关注城市系统中的供水和动态。稳定同位素分析为大城市的水资源管理者提供了重要的信息,特别是在干旱地区,水源的蒸发历史、脆弱性和供水的可靠性可能是主要问题。在这里,通过稳定同位素分析对水支持城市系统的空间和垂直理解可以作为一种有用的管理工具。我们利用美国盐湖谷超过一百万居民的自然-人类景观来探索这一研究前沿。我们首先提供水文系统主要组成部分的稳定同位素比值数据:降水量、流入地表水和这一封闭盆地中的终端水。然后,我们探索城市景观中饮用水的时空格局,以及将同位素比值数据与水资源管理者的短期和长期管理利益更好地联系起来的新机会。



    L2130-i-蜂蜜碳同位素分析实验室间研究的经验与教训


    应用报告 - L2130-i-蜂蜜碳同位素分析实验室间研究的经验与教训

                        摘要:利用碳同位素比值法对蜂蜜和蜂蜜蛋白进行鉴定,研究高果糖玉米糖浆或其他C4植物糖的掺假程度。这些测量必须使用表现出适当性能标准的方法,尤其是测量不确定度和可追溯性方面——只有通过产生适当小的测量不确定度的方法才能检测出低水平的掺假,其偏差为1‰。或者更少能被可靠地检测到。实验室间演习对于评估实验室达到这类性能标准所需的测量能力的最新水平是无价的。来自多个国家的国家和指定的计量机构最近参加了一项实验室间评估(CCQM-K140),以确定散装蜂蜜的稳定碳同位素比率。同样的样品材料被分发到一些不能直接参与计量比对的法医同位素分析实验室。这些研究的结果表明,大多数参与者提供了具有可接受的性能指标的同位素δ值;所有参与者确保了其结果的可追溯性;以及报告了测量不确定性的地方;这些都是有目的的。许多法医实验室只报告了测量不确定度的精确性,而不是完全估计,这是导致性能指标出现问题的主要原因。报告标准偏差代替测量不确定性是计量机构以外的常见做法,并讨论了解释同位素成分中微小差异的含义。研究结果还强调了一些对今后类似实验室间研究的组织者有用的考虑。



    L2130-i-冰川塌陷威胁着亚洲的供水


              应用报告 -  L2130-i-冰川塌陷威胁着亚洲的供水

                        摘要:“第三极”是继北极和南极之后地球上最大的冰雪储藏库,包括喜马拉雅-兴都库什山脉和青藏高原。该地区拥有世界上14座最高的山脉和大约10万平方公里的冰川(面积相当于冰岛)。融水为十大河流提供水源,包括印度河、雅鲁藏布江、恒河、黄河和长江,世界上近五分之一的人口依赖于这些河流。气候变化威胁着这个巨大的冰冻水库(见“第三极变暖”)。在过去的50年里,喜马拉雅山脉和青藏高原的冰川一直在缩小。北部的天山山脉的人损失了四分之一的质量,到了半个世纪中期可能损失多达一半。他们的融水正在扩展湖泊。夏季洪峰开始时的河流流量早于30年前的5。天气模式也在变化。一个较弱的印度季风正在减少喜马拉雅6和青藏高原南部的降水;青藏高原西北部和帕米尔山脉的雪和雨正在增加。研究人员仍然不明白为什么这些变化会在整个地区发生如此大的变化,也不明白它们将如何演变。中亚的一些河流,如咸海的河流,预计将逐渐干涸。其他——如上恒河、雅鲁藏布江、萨尔温江和湄公河——可能会膨胀,至少到2050年(参考文献_7)。西藏地区已经开始应对冰川崩塌的影响。2018年10月,瓦砾阻塞了布拉马普特拉河的源头(雅鲁藏布江),洪水威胁到了孟加拉国以外的地区,当地社会需要信息来帮助他们管理风险和供水:他们需要知道哪些冰川融化得最快,以及不断变化的降雪和温暖的气候如何影响冰的积累和消失以及河流和湖泊的流量。



    L2130-i-利用WS-CRDS在线分析特殊流体中水同位素的新方法


               应用报告 - L2130-i-利用WS-CRDS在线分析特殊流体中水同位素的新方法

                       

                       摘要:利用波长扫描光腔衰荡光谱(WS-CRDS)技术是分析洞穴碳酸盐流体水同位素的新方法,这种技术允许我们同时测量释放的等分水的氢和氧同位素。为此,我们设计了一个新的简单的方法,可以实现在线水样取样以及对洞穴碳酸盐样品进行同位素分析。具体来说,在标准水背景下释放流体样本,这主要提高了δD的稳健性。为了使管路充满,蠕动泵不断将标准水注入已经稳定加热至140℃的管路中,并用干燥的氮气吹扫。这将导致标准水瞬时完全蒸发,从而产生具有众所周知的δD和δ18O值的人工水背景。将洞穴碳酸盐样品置于铜管中,连接到管路上,在系统稳定后,使用简单的液压装置将其压碎,以释放出含有水的夹层流体。释放的水由氮气/标准水气流直接输送到Picarro L1102-i以进行同位素测定。为了测试测量系统的准确性和再现性,在测量流程中添加了注射装置,并在样本测量期间测量标准水。类似于在气相色谱中进行峰评估以获得测量的水等分试样的δD和δ18O同位素组成。 δD的精度优于1.5‰,δ18O的精度优于扩展范围的水测量值(δD为-210至0‰,δ18O为-27至0‰),主要取决于从洞穴碳酸盐流体中释放的水量和其次是样品的同位素组成。结果表明,WS-CRDS技术适用于洞穴碳酸盐流体测量,并给出与同位素比质谱(IRMS)技术相当的结果。

    【注】Picarro L2130-i为1102-i的替代型号。



    L2130-i-一种新的用于检测碳酸盐流体样品中的同位素组成的分析方法


               应用报告 - 一种新的用于检测各种碳酸盐流体样品中的同位素组成的分析方法

                       摘要:碳酸盐中流体内的18O和 δD提供了碳酸盐沉淀过程中,对温度和主要流体化学成分的观测证据,但是各种分析方法的局限性限制了这种替代物的广泛应用。本文提出了一种新的流体内同位素的分析方法,它与光腔衰荡谱仪相结合,使分析效率提高到超过每天10个碳酸盐样品。这种效率首次允许对一大组尺寸在0.1至1微升之间的水样进行可靠性评估。对于大于或等于0.3升的水量,获得了良好的重复性(±0.5‰为18O和±2‰ δD;1σ),同时没有出现记忆效应。使用两种类型的天然碳酸盐进一步测试该方法:(1),测量了现代洞穴样品的滴水中的18O和 δD;(2)成岩碳酸盐的母水18O由碳酸盐团聚同位素Δ47的测量结果独立计算出来。尽管洞穴内流体值接近全球陨石水线,但并不总是代表母体滴水的同位素组成。成岩胶结物的结果表明,流体包裹体中18Owater的含量在1%以内,18Owater的含量独立于Δ47测量值。总的来说,本研究证实了所开发的碳酸盐流体包裹体分析线的可靠性和准确性,对于0.3L以上的水量具有良好的重现性。



    L2120-i:用高时间分辨率的红外激光光谱技术建立水蒸气同位素测量的全球数据库


             应用报告 - L2120-i:用高时间分辨率的红外激光光谱技术建立水蒸气同位素测量的全球数据库  

    <注明:文中L2120-i的替代型号为L2130-i>

                         摘要:水蒸气的同位素组成提供了对气团水文历史的综合观点,并被广泛用于水文和气候研究中的物理过程追踪。在过去的二十年里,红外激光光谱技术被用来测量靠近地球表面的水蒸气的同位素组成。在这里,我们用这种测量技术建立了一个高时间分辨率稳定水蒸气同位素比值(δ18o和δd)的全球数据库。截至2018年3月,该数据库包括从2004年至2017年在15 K?ppen气候区的35个地点收集的数据。每个数据集中的关键变量是大气水蒸气中δ18o和δd的小时值。为了支持同位素资料的解释,还提供了来自现场观测和ERA5再分析的标准气象变量的同步时间序列。该数据库旨在作为一个集中的平台,允许研究人员共享他们的蒸气同位素数据集,从而促进跨学科和地理边界的调查。



    L2120-i+A0211+MCM(A0214)-同位素比红外光谱:研究植物水源的可靠工具


                 应用报告 - L2120-i+A0211+MCM(A0214):同位素比红外光谱:研究植物水源的可靠工具

    <注明:文中L2120-i的替代型号为L2130-i>

               摘要:稳定同位素是植物水源研究的重要示踪剂。同位素红外光谱(IRIS)提供了比同位素比质谱(IRMS)更便宜的替代方法,但有机污染物引起的光谱干扰限制了其在植物和土壤水研究中的应用。

    文章研究了同位素红外光谱(IRIS)测量中,处理污染样品的两种方法:在线氧化有机化合物(MCM)和后处理校正。对136个木质部和土壤水样本以及一组乙醇-和甲醇-水混合物样品进行测量,并与这些样品使用同位素比质谱(IRMS)的测量结果进行了评估。后处理校正显著提高了同位素红外光谱(IRIS)方法对自然样品和酒精稀释液样品测量的准确度(其浓度高达8%乙醇和0.4%甲醇)。MCM在去除甲醇干扰方面优于后处理校正,但对高浓度乙醇没有有效去除干扰。通过这两种方法,同位素红外光谱(IRIS)可以合理准确地克服土壤和木质部水中大多数有机污染物的分析不确定性。我们建议将后处理校正作为分析未知污染样品的第一选择。然而,MCM可以更有效地评估含有如甲醇的污染物的样品,这些污染物在低浓度下就可能对光谱产生强烈干扰。


           应用报告 - L2130-i:城市水——同位素水文学的新前沿

                      摘要同位素水文学主要集中在远离人口稠密地区的景观上。在未来的几十年里,将越来越重要地关注城市系统中的供水和动态。稳定同位素分析为大城市的水资源管理者提供了重要的信息,特别是在干旱地区,水源的蒸发历史、脆弱性和供水的可靠性可能是主要问题。在这里,通过稳定同位素分析对水支持城市系统的空间和垂直理解可以作为一种有用的管理工具。我们利用美国盐湖谷超过一百万居民的自然-人类景观来探索这一研究前沿。我们首先提供水文系统主要组成部分的稳定同位素比值数据:降水量、流入地表水和这一封闭盆地中的终端水。然后,我们探索城市景观中饮用水的时空格局,以及将同位素比值数据与水资源管理者的短期和长期管理利益更好地联系起来的新机会。


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               应用报告 -  L2130-i:蜂蜜碳同位素分析实验室间研究的经验与教训

                          摘要利用碳同位素比值法对蜂蜜和蜂蜜蛋白进行鉴定,研究高果糖玉米糖浆或其他C4植物糖的掺假程度。这些测量必须使用表现出适当性能标准的方法,尤其是测量不确定度和可追溯性方面——只有通过产生适当小的测量不确定度的方法才能检测出低水平的掺假,其偏差为1‰。或者更少能被可靠地检测到。实验室间演习对于评估实验室达到这类性能标准所需的测量能力的最新水平是无价的。来自多个国家的国家和指定的计量机构最近参加了一项实验室间评估(CCQM-K140),以确定散装蜂蜜的稳定碳同位素比率。同样的样品材料被分发到一些不能直接参与计量比对的法医同位素分析实验室。这些研究的结果表明,大多数参与者提供了具有可接受的性能指标的同位素δ值;所有参与者确保了其结果的可追溯性;以及报告了测量不确定性的地方;这些都是有目的的。许多法医实验室只报告了测量不确定度的精确性,而不是完全估计,这是导致性能指标出现问题的主要原因。报告标准偏差代替测量不确定性是计量机构以外的常见做法,并讨论了解释同位素成分中微小差异的含义。研究结果还强调了一些对今后类似实验室间研究的组织者有用的考虑。



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              应用报告 - L2130-i:冰川塌陷威胁着亚洲的供水

                     摘要“第三极”是继北极和南极之后地球上最大的冰雪储藏库,包括喜马拉雅-兴都库什山脉和青藏高原。该地区拥有世界上14座最高的山脉和大约10万平方公里的冰川(面积相当于冰岛)。融水为十大河流提供水源,包括印度河、雅鲁藏布江、恒河、黄河和长江,世界上近五分之一的人口依赖于这些河流。气候变化威胁着这个巨大的冰冻水库(见“第三极变暖”)。在过去的50年里,喜马拉雅山脉和青藏高原的冰川一直在缩小。北部的天山山脉的人损失了四分之一的质量,到了半个世纪中期可能损失多达一半。他们的融水正在扩展湖泊。夏季洪峰开始时的河流流量早于30年前的5。天气模式也在变化。一个较弱的印度季风正在减少喜马拉雅6和青藏高原南部的降水;青藏高原西北部和帕米尔山脉的雪和雨正在增加。研究人员仍然不明白为什么这些变化会在整个地区发生如此大的变化,也不明白它们将如何演变。中亚的一些河流,如咸海的河流,预计将逐渐干涸。其他——如上恒河、雅鲁藏布江、萨尔温江和湄公河——可能会膨胀,至少到2050年(参考文献_7)。西藏地区已经开始应对冰川崩塌的影响。2018年10月,瓦砾阻塞了布拉马普特拉河的源头(雅鲁藏布江),洪水威胁到了孟加拉国以外的地区,当地社会需要信息来帮助他们管理风险和供水:他们需要知道哪些冰川融化得最快,以及不断变化的降雪和温暖的气候如何影响冰的积累和消失以及河流和湖泊的流量。


    7-d41586-018-07838-4


             应用报告 - L2130-i:一种新的用于检测各种碳酸盐流体样品中的同位素组成的分析方法

                    摘要碳酸盐中流体内的18O和 δD提供了碳酸盐沉淀过程中,对温度和主要流体化学成分的观测证据,但是各种分析方法的局限性限制了这种替代物的广泛应用。本文提出了一种新的流体内同位素的分析方法,它与光腔衰荡谱仪相结合,使分析效率提高到超过每天10个碳酸盐样品。这种效率首次允许对一大组尺寸在0.1至1微升之间的水样进行可靠性评估。对于大于或等于0.3升的水量,获得了良好的重复性(±0.5‰为18O和±2‰ δD;1σ),同时没有出现记忆效应。使用两种类型的天然碳酸盐进一步测试该方法:(1),测量了现代洞穴样品的滴水中的18O和 δD;(2)成岩碳酸盐的母水18O由碳酸盐团聚同位素Δ47的测量结果独立计算出来。尽管洞穴内流体值接近全球陨石水线,但并不总是代表母体滴水的同位素组成。成岩胶结物的结果表明,流体包裹体中18Owater的含量在1%以内,18Owater的含量独立于Δ47测量值。总的来说,本研究证实了所开发的碳酸盐流体包裹体分析线的可靠性和准确性,对于0.3L以上的水量具有良好的重现性。


    14-2017GC007289



            应用报告 - L2130-i:利用WS-CRDS在线分析特殊流体中水同位素的新方法

    <注明:Picarro L2130-i为1102-i的替代型号>

                       摘要利用波长扫描光腔衰荡光谱(WS-CRDS)技术是分析洞穴碳酸盐流体水同位素的新方法,这种技术允许我们同时测量释放的等分水的氢和氧同位素。为此,我们设计了一个新的简单的方法,可以实现在线水样取样以及对洞穴碳酸盐样品进行同位素分析。具体来说,在标准水背景下释放流体样本,这主要提高了δD的稳健性。为了使管路充满,蠕动泵不断将标准水注入已经稳定加热至140℃的管路中,并用干燥的氮气吹扫。这将导致标准水瞬时完全蒸发,从而产生具有众所周知的δD和δ18O值的人工水背景。将洞穴碳酸盐样品置于铜管中,连接到管路上,在系统稳定后,使用简单的液压装置将其压碎,以释放出含有水的夹层流体。释放的水由氮气/标准水气流直接输送到Picarro L1102-i以进行同位素测定。为了测试测量系统的准确性和再现性,在测量流程中添加了注射装置,并在样本测量期间测量标准水。类似于在气相色谱中进行峰评估以获得测量的水等分试样的δD和δ18O同位素组成。 δD的精度优于1.5‰,δ18O的精度优于扩展范围的水测量值(δD为-210至0‰,δ18O为-27至0‰),主要取决于从洞穴碳酸盐流体中释放的水量和其次是样品的同位素组成。结果表明,WS-CRDS技术适用于洞穴碳酸盐流体测量,并给出与同位素比质谱(IRMS)技术相当的结果。


    16-cp-10-1291-2014


          

             应用报告 - 用高时间分辨率的CRDS技术建立水蒸气同位素测量的全球数据库

                   摘要水蒸气的同位素组成提供了对气团水文历史的综合观点,并被广泛用于水文和气候研究中的物理过程追踪。在过去的二十年里,红外激光光谱技术被用来测量靠近地球表面的水蒸气的同位素组成。在这里,我们用这种测量技术建立了一个高时间分辨率稳定水蒸气同位素比值(δ18o和δd)的全球数据库。截至2018年3月,该数据库包括从2004年至2017年在15 K?ppen气候区的35个地点收集的数据。每个数据集中的关键变量是大气水蒸气中δ18o和δd的小时值。为了支持同位素资料的解释,还提供了来自现场观测和ERA5再分析的标准气象变量的同步时间序列。该数据库旨在作为一个集中的平台,允许研究人员共享他们的蒸气同位素数据集,从而促进跨学科和地理边界的调查。


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  • L2130-i 技术指标

    L2130-i 液态水测量指标(包括 A0211  A0325

    精度 (1σ)

    确保:0.025 / 0.1 ‰,用于 δ18O/δD

    漂移(24 小时)

    确保:0.2 / 0.8 ‰,用于 δ18O/δD

    吞吐量

    每个样品 12  54 分钟,具体取决于汽化器 型号和模式

    记忆效应

    在第 4 次注射后,保证优于 99 / 98% 用于 δ18O / δD

    溶于水中的固体总量

    < 200 g/kg

     

    L2130-i 气态水测量指标

    测量范围

    1000  50000 ppm

    确保精度 (1σ) 2500 ppm 浓度下

    0.250 / 0.080 ‰,用于 δ18O10/100

    1.600 / 0.500 ‰,用于 δD10/100

    确保精度 (1σ) 12500 ppm 浓度下

    0.120 / 0.040 ‰,用于 δ18O10/100

    0.300 / 0.100 ‰,用于 δD10/100

    测量速率

    ~ 1Hz

     

    L2130-i 分析仪指标

    测量技术

    光腔衰荡光谱学技术

     

    温度

    -10  45 (水汽样品);10  35 (液 态水样品和系统操作);

    -10  50 (贮存条件)

    样本压力

    300  1,000 托(40  133 千帕)

    样本流速

    ~ 40 标准立方厘米每分钟(sccm),在760  下,无须过滤

    安装形式分

    工作台式或19英寸机架式安装

    析仪尺寸分

    17英寸宽 × 7.5英寸高 × 17英寸深 (43.2 厘米 × 19.1 厘米 × 43.2 厘米)

    析仪重量

    45 磅(20.4 千克)

    功耗

    90  240 伏交流电,50/60 Hz<150 W  态(分析仪),80 W(外部泵)

    操作系统

    Windows 7专业版,含预安装 Picarro 软件

     


  • 对于离散液态水 

    A0211  高精度汽化器 A0325  自动进样器

    A0214  微燃烧模块 (MCM)

     

    用于连续液态水

    A0217  连续水采样器 (CWS)

     

    用于气态水

    A0101  水标样输送模块 

    A0912  双模套件 (需要 A0211  A0325

     

    用于固态样品中的水 

    A0213  感应模块 (IM)

     

    附件

    C0354  盐分分离衬套


010-62081909

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