Wetenschappers van de Universiteit van Adelaide hebben een nieuwe, eenvoudige, goedkope en snelle methode om zwavelisotopen te analyseren, die kunnen worden gebruikt om chemische veranderingen in omgevingen zoals oceanen, en zoetwaterrivieren en meren.

Gepubliceerd in Talanta , het onderzoek opent mogelijkheden voor nieuwe milieutoepassingen van de methode, zoals het volgen van het effect van zeespiegelstijging, inclusief detectie van binnendringend zeewater in zoetwatersystemen.

"Zwavelisotopen kunnen ons veel vertellen over aardcycli, zowel nu als in het verleden, " zei hoofdauteur PhD-student Emily Leyden van de School of Biological Sciences van de University of Adelaide.

"Verschillende waterbronnen hebben verschillende niveaus van zwavelisotopen in zich. De processen die plaatsvinden in een omgeving, zoals het binnendringen van zeewater in zoetwatersystemen, en oxidatie van zure sulfaatbodems, kunnen deze verhoudingen wijzigen. Door de zwavelisotoopverhoudingen te analyseren, kunnen we belangrijke inzichten krijgen in hoe omgevingen veranderen."

De traditionele methode voor het meten van zwavelisotopen staat bekend als massaspectroscopie (MS), waar monsters worden geïoniseerd (opgesplitst in hun ionen) en de ionen van belang in de monsters worden gemeten afhankelijk van hun massa tot ladingsverhouding, die verschilt tussen isotopen van hetzelfde chemische element.

De traditionele methode is notoir moeilijk, omdat de verhouding tussen massa en lading tussen ionen kan verspreiden en overlappen, waardoor de resultaten moeilijk te onderscheiden zijn. Zwavel kan meestal alleen betrouwbaar worden gemeten als er vóór de analyse een complexe chemische zuivering plaatsvindt, wat tijdrovend is, moeilijk en duur.

Als onderdeel van de Ph.D. studie, een team met leden van de Metal Isotope Group van de Universiteit van Adelaide met de School of Physical Sciences, de School of Biological Sciences en Adelaide Microscopie, met wetenschappers van Flinders University, werkten samen om een ​​nieuwe methode te ontwikkelen om zwavelisotopen te meten met behulp van een inductief gekoppeld plasma (ICP) MS-instrument.

Het nieuwe instrument stelde het team in staat om het overlappende probleem (bekend als spectrale interferentie) op te lossen door zwavel te combineren met een ander element (in dit geval zuurstof) om de massa-tot-ladingverhouding te vergroten om het risico op spectrale interferentie te verkleinen. De zwavelisotopen kunnen vervolgens nauwkeurig worden gemeten zonder de noodzaak van complexe en tijdrovende monsterzuivering.

In de studie, de wetenschappers van de Universiteit van Adelaide simuleerden hoe de methode zou werken in een realistisch scenario door zeewateroverstromingen te traceren naar een reeks verschillende kustomgevingen in Zuid-Australië.

Na overstromingen, de oorspronkelijke zwavelisotoop van het bodemwater veranderde duidelijk in die van de zeewaterisotoop. De zwavelisotoopverhoudingen van de monsters gaven ook aanwijzingen voor hun individuele en unieke samenstelling vóór overstromingen van het zeewater. Bijvoorbeeld, bodemeffecten van zuursulfaat werden gedetecteerd in twee bodems, en de handtekening van historische stroomopwaartse zilversulfidewinning kon worden gedetecteerd vanaf een locatie in de bovenste Onkaparinga-rivier.

Co-auteur en hoofd Ph.D. Supervisor Associate Professor Luke Mosley van het Environment Institute en de School of Biological Sciences van de Universiteit van Adelaide zegt:de nieuwe methode maakt het meten van zwavelisotoop mogelijk voor een reeks nieuwe milieutoepassingen voor wetenschappers in veel verschillende disciplines.

"Met deze nieuwe methode, wetenschappers kunnen zwavelisotopen in omgevingsmonsters gemakkelijk meten na slechts een eenvoudige verdunning van het betreffende monster, " zei universitair hoofddocent Mosley.

"Het is bijzonder actueel en belangrijk gezien de snelle wereldwijde veranderingen in het milieu, en de methode maakt het gemakkelijker om het binnendringen van zeewater in zoetwatersystemen als gevolg van zeespiegelstijging te detecteren."