同位素质谱最初是伴随着核科学与核工业的发展而发展起来的，同位素质谱是同位素地质学发展的 重要实验基础。当前我国同位素质谱技术已深入到矿床同位素地球化学、岩石年代学、有机稳定同位素 地球化学、无机稳定同位素地球化学等各个方面，并在国家一系列重大攻关和研究课题中发挥重大作用， 如金矿和石油天然气研究、水资源开发等。稳定同位素技术的出现加深了生态学家对生态系统过程的进 一步了解，使生态学家可以探讨一些其它方法无法研究的问题。与其它技术相比，稳定同位素技术的优 点在于使得这些生态和环境科学问题的研究能够定量化并且是在没有干扰（如没有放射性同位素的环境 危害）的情况下进行。有些问题还只能通过利用稳定同位素技术来解决。现在，有许多农业研究机构和 大学，已经开始使用高精度同位素质谱计从事合理用肥、果实营养、固氮分析、农药毒性、家畜气候对 作物的影响以及食品质量控制等多方面的研究工作。与原子能和地质研究工作相比较，在农业和食品方 面应用同位素方法从事科研和检测工作，正处于方兴未艾阶段，随着人类社会发展，对农业的要求越来 越高，今后大力开展和普及用现代化方法研究农业增产、改善果实质量以及进行食品质量控制检测的工 作前途无限广阔。 一、有关同位素的基本概念 1 、同位素（ Isotope ） 由于原子核所含有的中子数不同，具有相同质子数的原子具有不同的质量，这些原子被称为同位素。 例如，碳的 3 个主要同位素分别为 1 2 C 、 1 3 C 和 1 4 C ，它们都有 6 个质子和 6 个电子，但中子数则分别为 6 、 7 和 8 。 2 、稳定同位素（ Stableisotope ） 同位素可分为两大类：放射性同位素（ radioactiveisotope ）和稳定同位素（ stableisotope ）。 凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者为放射性同位素。 无可测放射性的同位素是稳定同位素。其中一部分是放射性同位素衰变的最终稳定产物。例如 2 0 6 Pb 和 8 7 Sr 等。另一大部分是天然的稳定同位素，即自核合成以来就保持稳定的同位素，例如 1 2 C 和 1 3 C 、 1 8 O 和 1 6 O 等。与质子相比，含有太多或太少中子均会导致同位素的不稳定性，如 1 4 C 。这些不稳定的 “ 放 射性同位素 ” 将会衰变成稳定同位素。 3 、同位素丰度（ Isotopeabundance ） ①绝对丰度：指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额，常以该同位素与 1 H （取 1 H ＝ 10 1 2 ）或 2 8 Si （ 2 8 Si ＝ 10 6 ）的比值表示。这种丰度一般是由太阳光谱和陨石的实测结果给出元素组成， 结合各元素的同位素组成计算的。 ②相对丰度：指同一元素各同位素的相对含量。例如 1 2 C ＝ 98.892 ％， 1 3 C ＝ 1.108 ％。大多数元素 由两种或两种以上同位素组成，少数元素为单同位素元素，例如 1 9 F ＝ 100 ％。 4 、 R 值和δ值 ①一般定义同位素比值 R 为某一元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比 . 例如 D/H 、 13C/12C 、 34S/32S 等，由于轻元素在自然界中轻同位素的相对丰度很高，而重同位素的相对丰度都很低， R 值就很低且冗长繁琐不便于比较，故在实际工作中通常采用样品的δ值来表示样品的同位素成分。 ②样品（ sq ）的同位素比值 Rsq 与一标准物质（ st ）的同位素比值（ Rst ）比较，比较结果称为样品 的δ值。其定义为： δ（ ‰ ） = （ Rsq/Rst － 1 ）× 1000 即样品的同位素比值相对于标准物质同位素比值的千分差。