銨態(tài)氮（NH4+-N）是植物和微生物的重要氮源之一，也是環(huán)境中活性氮的主要氮輸入形式之一。銨態(tài)氮15N自然豐度（δ15N）對于判斷陸地和水體生態(tài)系統(tǒng)以及大氣沉降的氮源及其氮轉化的機制具有十分重要的作用。近年來，雖然測定銨態(tài)氮δ15N的方法在不斷發(fā)展，但仍然存在如分析過程比較繁瑣或者需要樣品量較大等許多不足。

傳統(tǒng)的銨態(tài)氮δ15N的測定方法包括蒸餾法、擴散包法、次溴酸鹽氧化結合疊氮酸還原法和次溴酸鹽氧化結合反硝化細菌還原法。前兩種方法的前期制備屬于物理方法，原理是將水溶液樣品中的NH4+分離出來轉化成固體，然后采用元素分析儀（EA）或者高濃度的次溴酸鹽轉化成氮氣（N2）并測定其同位素特征。此方法需要的樣品量大（至少20 μg N），轉化過程費時費力。次溴酸鹽氧化結合疊氮酸法是近年來最新發(fā)展的方法，該方法以N2O作為最終的產(chǎn)物，測定時不受大氣N2干擾，精度高，而且樣品前期準備時間短，更適合銨態(tài)氮濃度低的樣品，需要的樣品量是低達0.2 μg N）。但該方法采用的疊氮酸醋酸緩沖液是易揮發(fā)、有毒試劑。次溴酸鹽氧化結合反硝化細菌還原法避免了使用有毒的疊氮酸醋酸緩沖液，但很多實驗室不具備反硝化細菌的培養(yǎng)條件。

中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所穩(wěn)定同位素生態(tài)學組的博士研究生劉冬偉等在方運霆研究員指導下建立了測定銨態(tài)氮δ15N的新化學方法。該方法采用次溴酸鹽（BrO-）氧化和羥胺（NH2OH）還原相結合，將NH4+ 轉化成N2O，然后采用穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀（PT-IRMS）測定其δ15N，進而計算出銨態(tài)氮δ15N。本方法具有如下優(yōu)點：1）操作簡單。銨態(tài)氮無需從樣品溶液中提取出來，較傳統(tǒng)方法（蒸餾和擴散包法）相比，節(jié)省樣品制備時間；2）使用范圍廣。該方法的試劑空白小（0.6 ~ 2 nmol），適用于小體積（小于4mL）銨態(tài)氮樣品及較低濃度（μM級）的樣品；3）安全實用。該方法無需使用有毒、揮發(fā)性還原劑疊氮酸或者反硝化細菌。

該方法的報道文章Chemical Method for Nitrogen Isotopic Analysis of Ammonium at Natural Abundance 被分析化學領域期刊Analytical Chemistry 正式在線發(fā)表。（沈陽應用生態(tài)研究所）

次溴酸鹽（BrO-）氧化和羥胺（NH2OH）還原相結合測定δ15N-NH4+方法流程簡圖