5.2 Nguồn gốc và cơ chế ô nhiễm các hợp chất Nito trong nước dưới đất 5.2.1 Cơ sở của việc sử dụng đồng vị 15N trong nghiên cứu xác định nguồn 5.2.1 Cơ sở của việc sử dụng đồng vị 15N trong nghiên cứu xác định nguồn
gốc các hợp chất Nito
Ô nhiễm các hợp chất Nito trong nước dưới đất khu vực nghiên cứu được biết đến
chủ yếu là ơ nhiễm Amoni. Do đó việc luận giải nguồn gốc hình thành các hợp chất
Nito trong nước dưới đất được quy về việc xác định nguồn gốc của Amoni trong nước dưới đất. Nước dưới đất có thể bị ơ nhiễm Amoni từ rất nhiều nguồn khác nhau : từ khí quyển, phân bón, chất thải, nguồn nito tại chỗ trong các hợp chất hữu cơ, khống chất
địa chất… Kĩ thuật phân tích đồng vị 15N là phương pháp tiên tiến, phổ biến được các
nhà khoa học sử dụng để nhận diện nguồn phát Amoni này trong nhiều năm trở lại đây. Trong tự nhiên Nitơ có 2 đồng vị bền phổ biến là 14N và 15N, trong đó tỷ lệ đóng góp của chúng được đưa trong bảng 24. Thành phần đồng vị 15N thường được biểu
diễn bằng biểu thức Delta (δ).
Đồng vị
Tính chất đồng vị Stable Stable
Tỷ lệ 99,63 % 0,37 %
Bảng 24: Tỷ lệ đóng góp các đồng vị Nito trong tự nhiên
Hầu như tất cả các hợp chất của nitơ đều chứa 2 đồng vị này, tuy nhiên do có q trình phân tách đồng vị xảy ra nên 2 đồng vị này ln có mối liên hệ với nhau và có tỷ số khác nhau tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên và nguồn gốc hình thành các hợp chất
của nitơ. Ví dụ, các hợp chất nitơ trong một chuỗi các q trình tiêu hóa thức ăn, thì
đồng vị nhẹ 14N thường tồn tại trong nước tiểu, còn đồng vị nặng 15N nằm trong chất
thải còn lại. Nitơ trong xác động vật bị thủy phân thành amơn và sau đó thành nitơrát. Trong nhiều quá trình, các đồng vị nặng sẽ tập trung trong nitơrát. Các hợp chất nitơ có
N
14
đồng vị 15N/14N trong nước được sử dụng để đánh giá tỷ lệ đóng góp của các nguồn
gốc đó. Thành phần đồng vị 15N trong các hợp chất khác nhau của Nito trong mơi trường được trình bày trong hình 25 dưới đây. Đây là cơ sở để xác định nguồn gốc các hợp chất Nito nói chung, và các hợp chất này trong nước ngầm nói riêng.