University of Adelaide forskare har utvecklat en ny enkel, billig och snabb metod för att analysera svavelisotoper, som kan användas för att undersöka kemiska förändringar i miljöer som hav, och sötvattenfloder och sjöar.

Publicerad i Talanta , forskningen öppnar potential för nya miljötillämpningar av metoden, som att spåra effekten av havsnivåhöjning, inklusive upptäckt av havsvattenintrång i sötvattensystem.

"Svavelisotoper kan berätta mycket om jordens cykler både nu och förr, " sa huvudförfattaren doktorand Emily Leyden från University of Adelaides School of Biological Sciences.

"Olika vattenkällor har olika nivåer av svavelisotoper inom sig. De processer som sker i en miljö som till exempel inträngning av havsvatten i sötvattensystem, och oxidation av sura sulfatjordar, kan ändra dessa förhållanden. Genom att analysera svavelisotopförhållanden kan vi få viktiga insikter om hur miljöer förändras."

Den traditionella metoden för att mäta svavelisotoper är känd som masspektroskopi (MS), där proverna joniseras (delas i sina joner) och jonerna av intresse i proverna mäts beroende på deras förhållande mellan massa och laddning, som skiljer sig mellan isotoper av samma kemiska grundämne.

Den traditionella metoden har varit notoriskt svår, eftersom förhållandet mellan massa och laddning mellan joner kan spridas och överlappa, vilket kan göra resultaten svåra att särskilja. Svavel kan vanligtvis endast mätas tillförlitligt om det finns komplex kemisk rening före analys, vilket är tidskrävande, svårt och dyrt.

Som en del av Leydens Ph.D. studie, ett team som inkluderar medlemmar från University of Adelaides Metal Isotope Group med School of Physical Sciences, School of Biological Sciences och Adelaide Microscopy, med forskare vid Flinders University, arbetat tillsammans för att utveckla en ny metod för att mäta svavelisotoper med hjälp av ett induktivt kopplat plasma (ICP) MS-instrument.

Det nya instrumentet gjorde det möjligt för teamet att lösa det överlappande problemet (känd som spektral interferens) genom att kombinera svavel med ett annat element (syre i det här fallet) för att öka förhållandet mellan massa och laddning för att minska risken för spektral interferens. Svavelisotoperna kan sedan mätas noggrant utan behov av komplex och tidskrävande provrening.

I studien, forskarna vid University of Adelaide simulerade hur metoden skulle fungera i ett verkligt scenario genom att spåra havsvatten som strömmar in i en rad olika kustmiljöer i södra Australien.

Efter översvämning, den ursprungliga svavelisotopen i jordvattnet ändrades tydligt till den för havsvattenisotopen. Svavelisotopförhållandena i proverna gav också ledtrådar till deras individuella och unika makeup innan havsvatten översvämning. Till exempel, påverkan på sur sulfatjord upptäcktes i två jordar, och signaturen för historisk uppströms silversulfidbrytning kunde upptäckas från en plats i den övre Onkaparingafloden.

Medförfattare och Ph.D. Handledare docent Luke Mosley från University of Adelaides Environment Institute och School of Biological Sciences säger, den nya metoden öppnar för mätning av svavelisotop för en rad nya miljötillämpningar för forskare inom många olika discipliner.

"Med den här nya metoden, forskare kan enkelt mäta svavelisotoper i miljöprover efter endast enkel utspädning av provet av intresse, sa docent Mosley.

"Det är särskilt lägligt och viktigt med tanke på att det sker en snabb global miljöförändring, och metoden möjliggör enklare detektering av havsvattenintrång i sötvattensystem på grund av havsnivåhöjning."