元素分析、原理、方法、运用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,有机元素分析：原理、方法、运用,有机元素分析方法,EA1110,仪器原理、工作方法,Vario EL,CUBE,仪器原理、工作方法,地质样品预处理,分析误差来源,有机元素分析运用实例,1,我们生活中有机物无处不在,DNA,Essential oils,Medicines,Active Pharmaceutical Ingredients,Excipients,Materials,Fuels,色素、颜料,2,地质体中有机元素组成和研究运用,地质体中有机元素：,C,、,H,、,N,、,S,、,O,地质体中有机元素,研究运用,：,油气地质、煤炭,有机污染、环境科学,沉积,-,成岩环境,溶解与沉积有机质来源,全球碳,-,氮,-,硫循环,古环境重建,其它运用（土壤学、农业、材料学、制药,-,药物学、生命起源演化等）,3,CH,2,O,糖类（碳水化合物）绝大多数生物体中最普遍存在的有机成分，,C:H:O,1:2:1,海洋生命体,C,106,H,263,O,110,N,16,P (,Redfield Ratio,),陆地生命体,C,830,H,1230,O,604,N,9,P,有机物,H:C,O:C,N:C,糖类,1.67,0.83,0,蛋白质,1.54,0.38,0.27,脂肪,2,0.1,0,木质素,1.1,0.37,0,原油,0.99,0.1,0.02,煤,0.76,0.11,0,腐殖质,1.2,0.64,0.03,不同有机物的元素间比值,生物圈的元素组成,4,C-C N-N O-O,Bond Dissociation Energy,(kJ mol,-1,),348 163 157,C-C,键,:,特别强的共价键,C:,具有独特的易链接性,可以形成原子链,C-C,键可以组成分子,Linear molecules Branched molecules Cyclic molecules,5,几种可燃矿产的主要元素含量,（张厚福和张万选，,1990,）,名称,C%,H%,O%,C/H,无烟煤,92-97,2-4,2-4,45,烟煤,82-92,2.5-5,5-8,16-20,褐煤,65-70,5-6,25-30,13-16,泥炭,55-60,5-6,25-30,12-15,石油,沥青,80-88,78-89,10-14,8-12,1,7-8,5.9-8.5,6-10,腐泥岩,44-61,5-8,20-25,7-9,6,原油的元素组成（重量百分比）,原 油 产 地,元 素 组 成,C,H,S,N,O,中,国,大庆,(,萨尔图混合油,),85.74,13.31,0.11,0.15,0.69,胜利,(101,混合油,),86.26,12.20,0.80,0.41,-,弧岛油田,84.24,11.74,2.20,0.47,-,大港油田,(,混合油,),85.67,13.40,0.12,0.23,-,江汉油田,(,混合油,),83.00,12.81,2.09,0.47,1.63,克拉玛依油田,(,混合油,),86.13,13.30,0.04,0.25,0.28,前,苏,联,雅雷克苏,80.61,10.36,1.05,痕量,8.97,乌克兰,84.60,14.00,0.14,1.25,1.25,老格罗兹尼,86.42,12.62,0.32,-,0.68,卡拉,-,布拉克,87.77,12.37,-,-,0.46,美,国,文图拉,(,加利福尼亚州,),84.60,12.70,0.40,1.70,1.20,科林加,(,加利福尼亚州,),86.40,11.70,0.60,-,-,博芒特,(,得克萨斯州,),85.70,11.00,0.70,2.61,堪萨斯州,84.20,13.00,1.90,0.45,0.45,(,据石毓程，,1980,补充,),7,土壤有机质：组成、意义,Image:T.Loynachan,8,土壤中有机质（,SOM,）组成,农业土壤中,SOM,：,16%,SOM,组成：碳水化合物占,10%,，主要为多糖，多不易分离；氮化物（蛋白质、肽、氨基酸、核酸、嘌呤、嘧啶、卟啉等）占,10%,；烷烃、脂肪酸、蜡、树脂等,15%,；腐殖质为,65%,（,Schnitzer,1991,）；,腐殖质从分离操作角度可以分为胡敏酸（,HA,）、富啡酸（,FA,）和胡敏素。三者的组成及结构基本相似。,HA,比,FA,含更多的,C,、,H,、,N,、,S,，及较少的,O,；,9,10,新鲜的有机质,降解的有机质,土壤腐殖质,11,Humic substance,腐殖质,:Soil organic compounds become stabilized and resistant to further changes by microorganisms;Stabilized organic matter acts like a sponge and can absorb six times its weight in water,高聚物,高分子量,无定型,抗分解,高吸附性,12,Humus =High Medium Low,13,沉积物中有机质,沉积物中有机质多为高聚物，主要类型也是腐殖质，它可占沉积物中有机质总量的,70-80%,，其余主要是蛋白质类物质、多糖、脂肪酸和烷烃等。,沉积物中的腐殖质组成与土壤中非常相似，,HA,与,FA,具有相近的组成结构。胡敏素是沉积物腐殖质中所占比例最大部分，是腐殖质中最不活跃的部分。,河流腐殖质中一般含,90%,的,FA,和,10%HA,，,P,、,N,既是其中有机质组分，也是其官能团，在河流沉积物中较多。,FA,是早期成岩作用产物，通过缩聚反应，可转变成,HA,，进一步缩聚而成为胡敏素和干酪根。,14,腐殖质元素组成,高度脱灰的胡敏素元素组成更接近于胡敏酸，,O,含量及,O/C,原子比均明显地低于富啡酸，说明氧化程度低。胡敏素中硫主要为碳结合的硫。海洋沉积物中胡敏素,H/C,高，脂肪特性高。水生胡敏素比土壤胡敏素含更多的氮素；,Ishiwatari,（,1967,）比较研究了不同沉积环境中的腐殖酸中有机元素组成，发现胡敏酸中,C/H,比具有一定的规律性：海相平均,8.5,湖泊（,9.2,）,土壤（,12.2,），而,C/N,比则为：湖泊（,9.2,）,海相（,14.6,）,10%,）,5mg,左右；有机质较低,10mg,左右；可称样品量,0.1-100mg,（天平精度：百万分之一）,液体样品,：,0.1-25l,38,EA1110,分析流程,开气,开机,检漏,Standby,状态调节,分析方法,/,模式选择,升温,称样,样品分析,数据采集,积分计算,数据检验,关机,关气,39,Blank sample,40,Standard,41,Unknown sample,42,有机元素的定量计算,先由标样分析求校正因子：,ti-,标样中,i,元素的含量；,Ws,标样重量,(mg),；,Asi,标样中,i,元素的色谱峰面积；,A0,i,元素空白试验的峰面积。,有机元素的含量,Ci,为：,W,样品量,(mg),；,Ai,一一样品中,i,元素的峰面积。,43,Vario EL cube,44,45,46,Specifications Vario EL cube,47,48,样品预处理方法,1,、解冻、冷冻干燥,2,、酸淋洗碳酸盐组分，去离子水充分洗涤样品,3,、低温烘干，研磨至,200,目,(0.074mm),4,、干燥保存，测试,含量校正：,OC,原样,=OC,酸处理,xW,酸处理,/W,原样,TOC,实际,=,TOC,测量,*（,12-TC,测量,）,/,（,12-TOC,测量,）,TOC,实际,=TOC,测量,*,100-(TC,测量,-TOC,实际,)*100/12,49,不同仪器使用的不同处理方法,50,数据表达和检验,有机元素含量,:POC,TC,TOC,TIC,DOC,TN,DIN,分析精度、准确度,数据处理：,TOC/TN,，,TIC,，,CaCO,3,数理统计：相关分析（与粒度、其它元素相关性）,51,有机元素分析中的问题,野外样品采集方法、保存问题,样品处理中的酸选择，浓度和时间问题：,0.1/,1N,HCL,或,8%H,2,SO,3,浸泡，常温、加温,70-105,，,12h,酸太浓：可溶有机碳损失，仪器伤害,酸太淡：无机碳不完全去除,仪器工作条件和积分参数选择,数据解释问题,52,杨守业,Tel:[phone],E-Mail:,syyang,谢谢！,53,