不同環(huán)境條件下，
穩(wěn)定氮同位素的組成會有一定的差異，作為是一種很好的污染物指示劑，在生態(tài)系統(tǒng)污染的監(jiān)測中，測定的15N值還可以作為水域環(huán)境污染程度指標(biāo)。通過使用穩(wěn)定性同位素技術(shù)，可以使生態(tài)學(xué)家測出許多隨時空變化的生態(tài)過程，同時又不會對生態(tài)系統(tǒng)的自然狀態(tài)和元素的性質(zhì)造成干擾。穩(wěn)定同位素能夠被用來測定植物通過氮固定或吸收土壤NH4及NO3-獲得氮素相對比率，確定土壤中碳和氮周轉(zhuǎn)速率，判定N2O的來源（硝化細(xì)菌或反硝化細(xì)菌），確定食物鏈的長度，確定空氣和水體污染物的來源以及如何確定植物的分布區(qū)域等。
穩(wěn)定氮同位素分析在多個領(lǐng)域有應(yīng)用，目的和原理各不相同。
在溫室氣體研究領(lǐng)域，通過穩(wěn)定氮同位素分析，可同時進(jìn)行N2O濃度以及同位素δ15N/δ15Nα/δ15Nβ/δ18O測量，N2O是溫室氣體研究的前沿對象，通過識別土壤和水中的硝化和反硝化過程，N2O的同位素可用于探測氮循環(huán)中的源起和沉積。
在考古領(lǐng)域，應(yīng)用穩(wěn)定同位素碳十三(δ13C)、氮十五(δ15N)分析方法對發(fā)掘出土的人骨或動物骨遺存進(jìn)行分析，以獲取人類以及動物食物結(jié)構(gòu)狀況的研究方法。
同位素示蹤所利用的穩(wěn)定同位素和放射性同位素及它們的化合物，與自然界存在的相應(yīng)普通元素及其化合物之間的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)是相同的，只是具有不同的核物理性質(zhì)。
穩(wěn)定氮同位素是指原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會發(fā)生衰變的同位素。放射性同位素是指原子核不穩(wěn)定會發(fā)生衰變，發(fā)出α射線、β射線或γ射線的同位素。放射性同位素標(biāo)記法是指在生物實驗中利用放射性同位素標(biāo)記某一特定物質(zhì)，然后利用自顯影技術(shù)或液體閃爍計數(shù)器等射線測量、分析、記錄儀器進(jìn)行追蹤的方法，它是同位素標(biāo)記法的一種。
在生物實驗過程中若使用穩(wěn)定同位素標(biāo)記，則不能用自顯影等技術(shù)來顯現(xiàn)、追蹤同位素去向，只能用測量分子質(zhì)量或離心技術(shù)來區(qū)別同位素。雖然也是同位素標(biāo)記法，但不能稱為放射性同位素標(biāo)記法。氮共有17種同位素，其中兩種是穩(wěn)定同位素，即14N和15N；氧共有17種同位素，其中三個是穩(wěn)定同位素，即16O、17O、18O。
因此，同位素并非都具有放射性，它包括穩(wěn)定同位素和放射性同位素，只有放射性同位素才具有放射性；同位素標(biāo)記也不等同于放射性同位素標(biāo)記，放射性同位素標(biāo)記僅是同位素標(biāo)記法的一種。
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