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超高灵敏加速器质谱技术进展（六）
３．３．１ 城市污染监测 ＰＭ２．５污染物来源于化石燃烧或生物质燃烧，一些常规测量手段不能直接区分这两类燃烧。通过ＡＭＳ测量１４Ｃ能够准确区分ＰＭ２．５污染物的来源。建立化石源ＣＯ２排放的定量监测手段，在科学和服务国家需求层面上具有重要意义。Ｚｈｏｕ等［６５］选取西安市作为研究案例，开展了城市大气ＣＯ２排放的１４Ｃ连续监测研究，将大气气体和一年生植物样品结合进行化石燃料ＣＯ２
时空分布的示踪研究，并对大气１４Ｃ进行长期研究，得到了西安市不同区域化石源ＣＯ２浓度的时空分布特征，揭示了人类活动对西安大气ＣＯ２的贡献。青藏高原周边广泛存在大气严重污染区域，这些污染物可通过大气环流进入高原，将对气候和环境产生影响。丛志远等［６６］对该传输机制进行了深入研究，表明珠峰地区大气气溶胶中二元羧酸与有机碳、元素碳的浓度变化显著相关。不同有机酸之间的比值，如丙二酸／丁
二酸、马来酸／富马酸均指示珠峰地区的有机气溶胶变化，而其他因素（如二次生成、光化学氧化等）的贡献并不显著。
３．３．２ 全球气候变化 温室效应是全球气候变化研究的重要课题之一，直接影响全球气候变暖、冰川消融，给人类带来灾难性的后果。大
气中二氧化碳、甲烷等温室气体的浓度明显增加是导致这一效应的主要因素之一。大气中甲烷可能的来源有天然气管道泄漏（不含１４Ｃ的死
碳）、家畜或废物掩埋、生物体燃烧或其他天然系（如矿石）的释放。由于大气中甲烷含量相对较低，传统方法难以检测其含量，利用ＡＭＳ能
够满足测量灵敏度的需求。Ｌｏｗｅ等［６７］对大气中１４ＣＨ４的ＡＭＳ测量结果表明，新西兰南方大约２５％的大气甲烷来源于矿石；Ｅｉｓｍａ等［６８］对欧州西北部大气甲烷的排放量进行研究，结果表明，除了压水堆和热水堆外，其他核装置也会产生１４ＣＨ４；Ｇｕｏ等［６９］开展了大气气溶胶污染物的来源研究，对含有大量环境信息的地质层位样品进行了１４Ｃ－ＡＭＳ测量，并给出精细的年代序列，有助于了解过去数万年来环境变化及其发展趋势。
３．３．３ 生态环境变化 澳大利亚国立大学与挪威农业大学合作［７０］，利用ＡＭＳ方法对取自鄂毕河和叶尼塞河河口的水和沉积物样品中
Ｐｕ浓度和同位素比值进行了测量，结果表明，鄂毕河口的Ｐｕ元素仅来自于新地岛的大气核测试产生的原子尘，而叶尼塞河口的Ｐｕ则具
有明显的武器原料特征，由此推测其来自于两河交界处的前苏联核武器生产和处理厂。我国的ＡＭＳ实验室在此方面开展了大量工作，如蒋崧生等［７１－７２］测量了我国连山关铀矿矿床附近地下水中的３６Ｃｌ／Ｃｌ，并对高放射性环境周边地区的地表水和地面水中的１２９Ｉ进行测
量，实验结果表明，高放射性周边环境水中１２９Ｉ的含量为１０８～１０９ ａｔｏｍｓ／Ｌ，这为核污染检测提供了丰富数据；何明等［７３］利用ＡＭＳ开展了反应堆废水中９９ Ｔｃ含量的测定工作。此外，２０１１年３月日本福岛核事故之后，ＣＩＡＥ－ＡＭＳ实验室［６３］测量了北京周边及河北等地的大气、雨水中的１２９Ｉ含量，结果表明，１２９Ｉ的含量明显高于正常水平几个数量级。
３．４ 其他应用
在生物医学方面，１４Ｃ、２６ Ａｌ、４１Ｃａ、１５１Ｓｍ等核素已经被成功应用于药理学、毒理学、生物化学等方面的研究［７４－７９］。近年来，中国原子能科学研究院与多家研究机构合作，利用４１Ｃａ示踪剂针对生物体补钙及钙缺失所致疾病机理、骨质疏松症等进行了多方位、长期的研究，取得了较大的研究进展［８０－８３］，为了解骨质疏松症的发生机理和有效治疗奠定了良好基础。在核物理
与核天体物理研究领域，ＡＭＳ不但可以测量核素的半衰期［８４－８５］、核反应极微小的反应截面［８６－８７］、长寿命核素的聚变产率［８８］，还可对珍贵的月球和陨石样品中半衰期为５ｋａ～１５Ｍａ的核素进行高灵敏测量［８９－９６］。Ｖｏｇｔ等［８９］通过分
析４个月球陨石样品中宇宙成因核素１０Ｂｅ、２６ Ａｌ、３６Ｃｌ、４１Ｃａ，分别得到了这几个样品降落之前在月球上的埋藏年龄、从月球降落到地球的时间以及在地球上的存在时间。未来，ＡＭＳ应用的重点领域是锕系元素分析，尤其是Ｕ和Ｐｕ等同位素的分析，对于维护现代核
安全、监测核活动对全球环境的影响等具有重要意义。
４ 小结
自ＡＭＳ诞生以来，该技术的迅速发展以及其较高的测量灵敏度，使其能测量的核素由刚开始的１４Ｃ到几乎涵盖了整个元素周期表的元素，由最初的单一领域发展到了众多科学领域，解决了许多应用方面的技术难题。未来，ＡＭＳ必将成为科学领域最有意义的应用技术之一。今天，ＡＭＳ已经发展成为一项强有力的分析技术，世界范围内已经有超过１００台ＡＭＳ设备，且以每年４～５台的速度逐年递增。经过几代研究者的不懈努力，ＡＭＳ仪器和设备的性能、可利用空间等都将得到前所未有的多元化发展。ＡＭＳ发展的目标是类似普通质谱那样，形成易操作、易维护的紧凑型ＡＭＳ系统，相信在不久的将来这会成为现实。
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