利用正构烷烃单分子碳同位素组成对兰州大气污染源的探讨

本文以兰州大气环境为试点,收集西固工业区、铁路商业-居民混合区和盘旋路交通要道区①取暖期（1994 年 3 月)和非取 暖期( 1994 年 8 月）的大气飘尘样品,固定污染源烟尘和汽车尾气样以及选择石油和煤的端元样品,利用MAT-252(GC-C-MC)仪进行正构烷烃单分子碳同位素测定。研究了大气飘尘、烟尘和尾气排放物中正构烷烃单分子碳同位素组成特征及分布规律,结合化石燃料（石油和煤）的分析结果提出了结果提出了冬季δ13C值高于夏季,西固工业区冬季、夏两季相似。经选择nC₂₁～nC₂₃单分子碳同位素值用二元复合估算结果,西固工业区大气污染主要为燃油源,市区内取暖期燃煤源输入率高,非取暖期主要来自燃油源,以汽车尾气为主,兰州市大气污染物中燃油源占60 %以上,这与用石油作为主要能源所造成的大气环境污染密切相关。     

兰州市大气飘尘中有机物浓度的变化及其分布特征

本文收集了兰州市区和郊区在取暖期和非取暖期的大气飘尘样品和汽车尾气及烟尘样品。对这些样品中有机物总量以及备馏分，即:饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质进行了定量分析，结果表明:（１）大气飘尘中有机物浓度在取暖期高于非取暖期，且市区高于郊区；（２）通过对烟尘和汽车尾气样品中有机物各馏分浓度与兰州市区大气飘尘的样品各馏分浓度的比较，其结果是西团区受工业污染较为严重，盘旋路受汽车尾气的污染较为严重，铁路局受烟尘的污染较为严重；（３）兰州市整体污染主要受到燃煤、汽车排放的尾气和工业生产等污染，但具体某一季节或某一区域，这三者之间污染程度有一定的差异。     

兰州市大气沉降物和飘尘的有机地球化学研究：Ⅰ.可溶有机质通量及…

本文研究了兰州市大气自然沉降物的有机质通量，自然沉降物中正构烷烃分布特征以及自然沉降物和飘尘脂肪酸分布特征，这些研究在兰州地区尚属首次。结果表明自然沉降物中有机质通量较高；自然沉降物和大气飘尘中有机质主要来自化石资料燃烧产物，部分来自现代高等植物和微生物。     

太原市大气总悬浮颗粒物中正构烷烃和多环芳烃空间分布及来源分析

收集了太原市不同功能区的大气总悬浮颗粒物样品,经超声波提取分离得到正构烷烃、多环芳烃,经色谱-质谱分析表明,太原市大气颗粒物中正构烷烃主要来源于化石燃料的燃烧,少量为自然排放源。含量较高的不带取代基的多环芳烃有8种,其年平均浓度为1.50μg/m3,其中苯并(a)芘的年平均浓度为74.7ng/m3。多环芳烃的浓度分布为一电厂化工区>太钢工业区>桃园三巷商业居民区>太行仪表厂文化区。利用三角图与烟尘、汽车尾气样品中的多环芳烃特征相比较,认为太原市大气颗粒物中的多环芳烃主要来源于煤的燃烧。     

天津地区河流沉积物中中等分子量正构烷烃的分布特征

分析了天津地区几条具不同环境功能特征的河流沉积物中正构烷烃的组成，重点介绍了中低分子量正构烷烃的分布特征，并通过与表层土壤、大气降尘及TSP中正构烷烃的分布特征的对比，分析了中等分子量正构烷烃的成因。分析表明，天津地区主要河流沉积物和大气降尘中正构烷烃普遍具有正十七烷（nC17）明显优势的特征，nC17单体烃同位素值也相对偏低，与来源于化石燃料的正构烷烃化合物存在明显的差别。在土壤和TSP中不存在这一现象，表明正十七烷化合物来源水体中的低等水生生物体，推测主要来源于藻类生物。由于这类化合物含量明显高于其他化合物，具有环境地球化学意义。     

低纬度淡水湖沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其有机质源和环境指示意义

为认识低纬度亚热带地区湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其与母源输入和生态环境的关系,本文利用气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱议(GC-TC-IRMS),对系统采集的抚仙湖沉积物样品中正构烷烃氢同位素进行了测定。抚仙湖沉积正构烷烃δD值分布在-219.3‰~-142.5‰之间,样品中平均值为-208.1‰~-154.5‰,并且奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品中正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品,反映了它们生物源存在明显差别。沉积物与水生植物和陆生植物中正构烷烃氢同位素组成对比结果指示了沉积C_(17)、C_(21)~C_(25)奇碳数正构烷烃来自水生植物,C_(27)和C_(29)奇碳数正构烷烃主要来自木本植物,C31和C33正构烷烃来自水生和陆生草本植物的混合。对比研究结果表明,湖泊地区生态环境是控制湖泊沉积正构烷烃氢同位素组成的重要因素之一,在利用沉积正构烷烃氢同位素研究古水文学特征时,还要考虑研究区古生态环境对沉积正构烷烃氢同位素的影响,并且结合沉积正构烷烃ACL值和Qw值,才能对沉积有机质中正构烷烃氢同位素组成及变化作出合理的解释。     

青藏高原东北部尕海湖沉积物中正构烷烃及其氢同位素组成与有机质源指示意义

系统采集了位于青藏高原东北部的尕海湖淡水湖泊沉积物,对沉积物中正构烷烃及其氢同位素进行了分析,研究了沉积物中正构烷烃及其氢同位素组成,探讨了它们的来源。研究结果表明,尕海湖沉积物中正构烷烃分布反映了它们来自水生和陆生植物。尕海湖沉积正构烷烃氢同位素组成平均值为-221.9‰~-190.5‰。C_(21)~C_(33)奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品的C_(21)~C_(33)奇碳数正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品。类型Ⅰ沉积正构烷烃δD值分布特征反映了它们主要来自尕海湖水生植物;类型Ⅱ沉积物中正构烷烃δD值特征指示了它们主要来自研究区陆生草本植物。提出了具有δD值低、丰度高和CPI值低的中等链长正构烷烃起源于改造陆源草本植物的细菌。研究成果证实了沉积正构烷烃δD值可以作为指示有机质源的地球化学指标。     

5A分子筛吸附混合溶剂洗脱-气相色谱-同位素质谱分析土壤中正构烷烃单体碳同位素

利用5A分子筛吸附,环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱分离富集正构烷烃,用气相色谱法测定正构烷烃含量,气相色谱-气体同位素质谱(GC-C-IRMS)测定土壤样品中正构烷烃单体碳同位素。实验优化了5A分子筛用量和洗脱剂的比例,需要络合的正构烷烃的量与分子筛加入量呈线性关系,络合x mg的正构烷烃,需加入2.75x g分子筛,络合环己烷-正戊烷最佳比例为9∶91。探讨了络合过程中5A分子筛对不同链长正构烷烃的络合规律,短链正构烷烃被5A分子筛优先吸附,长链正构烷烃的络合相对滞后。正构烷烃的络合洗脱回收率为44%～72%,精密度(RSD,n=6)为4%～8%;正构烷烃单体碳同位素分析精度为0.04‰～0.38‰(1σ)。采用5A分子筛净化混合溶剂洗脱方法,分析加油站附近的实际土壤样品,未分峰基本消除,获得良好的净化效果,满足正构烷烃单体碳同位素分析的要求。     

茂名油页岩沉积有机质特征及古气候意义

基于海洋沉积确定的始新世晚期至渐新世早期(约33.5 Ma)的气候过渡期是新生代全球性气候事件,但长期以来相关的陆相沉积记录研究则比较缺乏。本文对形成于始新世晚期至渐新世早期的茂名油柑窝组油页岩样品进行了有机质丰度、烃类组成、单体烃碳同位素组成等分析,以期研究低纬度陆相沉积有机质对古近纪始新世-渐新世气候过渡期(EOT)的响应。研究结果显示,埋藏较浅的上部层位样品正构烷烃碳同位素组成显著正偏,为-19.1‰~-25.9‰,平均值为-22.2‰;而下部层位样品正构烷烃碳同位素组成在-23.7‰~-30.2‰,平均值为-26.3‰。两个样品正构烷烃碳同位素组成之差在1.5‰~8.1‰,平均值之差为4.6‰。正构烷烃碳同位素组成的显著差异指示了EOT低纬度陆相古气候变化引起的陆相有机质响应,而这种响应与当时大气CO2浓度和海洋温度降低导致的气候和植物群落变化密切相关,即可能存在着C3植物向C4植物的转化、C4植物的迅速增加并最终导致沉积有机质碳同位素组成的变化;也可能是由于大气CO2浓度降低导致的大气CO2碳同位素组成整体正偏的结果。很显然,进一步详细的连续剖面分析将对研究古近纪EOT低纬度陆相古气候变化提供重要科学依据。     

地质样品正构烷烃组分分离纯化的部分问题探究

用实验室自配的标准正构烷烃样品分别经硅胶或氧化铝柱层析后发现,等量溶剂洗脱的情况下硅胶对长链正构烷烃无吸附而氧化铝具有一定吸附性。进一步通过用植物样品测试4种层析柱填充方法,发现不论是只用氧化铝填充还是上部硅胶下部氧化铝和上部氧化铝下部硅胶,都会对长链正构烷烃产生一定的吸附,且这种吸附效果随着碳链的增长而增强。在实验条件下,当碳链加长到C36时,用硅胶加氧化铝填充层析柱的吸附量已达到20%左右,而只用氧化铝填充层析柱的吸附量则高达50%。故建议对研究高碳数正构烷烃的地质样品组分提取时用单一的硅胶柱层析方法。同时,实验显示对于一些杂质多的正构烷烃样品经过尿素络合后比络合前"干净"得多。18个黄土-古土壤和植物样品平均回收率为50%左右,经过尿素络合后的样品正构烷烃各组分相对含量基本不会发生改变,也不会产生明显的同位素分馏效应。因此在进行非正构组分干扰较大的正构烷烃各组分相对含量或同位素分析时,可以选择尿素络合的方法来将其纯化。     

尿素络合法分离-气相色谱/同位素质谱法分析土壤和植物中低含量(ppm级)正构烷烃的碳同位素

尿素络合法和5A分子筛法是常用的分离富集环境样品中正构烷烃的方法,但由于复杂的处理流程对于低含量正构烷烃的回收率普遍较低。本文通过优化尿素络合法分离富集正构烷烃的实验条件,建立了尿素络合法分离-气相色谱/同位素质谱分析土壤和植物中低含量正构烷烃单体碳同位素的方法。即采用正己烷-丙酮溶解样品,在4℃冰箱中与2 m L尿素-甲醇饱和溶液反应48 h;用去离子水溶解尿素络合物,加入正己烷后分离出有机相和水相,分别用正己烷、丙酮-正己烷萃取有机相和水相中的正构烷烃。中长链正构烷烃的回收率达79%~104%,高于5A分子筛法和已有尿素络合法的富集效果;单体碳同位素的分析精度为0.09‰~0.63‰(1σ)。利用改进的方法分析实际样品,大幅降低了未分峰和共流出物的干扰,提高了实际样品中ppm级中长链正构烷烃的回收率。     

珠江澳门河口沉积物柱样品正构烷烃研究

报道了珠江澳门河口沉积物柱芯榈中正构烷烃的浓度和分布类型,并通过因子分析方法对正构烷烃的来源加以初步探讨。沉积物柱芯样品于１９９７年３月采自珠江澳门河口区,沉积年龄以＾２１０Ｐｂ法稳恒初始放射性模式（ＣＡ模式）测定。样品中的有机污染物以二氯甲烷／丙酮混合溶剂索氏提取后,正构烷烃组分以ＧＣ／ＭＳＤ定量分析测定。研究结果表明,该现代沉积物桩芯样品沉积时间约历时４０ａ,桩芯样品中正构烷烃的含量范围为０．     

柱色谱分离-分子筛络合洗脱过程中正构烷烃单体碳同位素分馏研究

应用气相色谱-气体同位素质谱(GC-C-IRMS)分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值(δ~(13)C)的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5■分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明:使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰～0.2‰;当5■分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰～0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰～0.2‰。分析不同回收率(20%)正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5■分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。     

察尔汗盐湖正构烷烃和单体碳同位素分布特征及其古植被意义

对察尔汗盐湖ISL1A钻孔沉积物样品进行了有机分子地球化学分析, 检测出了丰富的类脂物, 包括正构烷烃、一元正脂肪酸、一元正脂肪醇等, 本文主要讨论正构烷烃类脂物的分布特征。正构烷烃的分布型式表明其来源于低等菌藻类生物和陆生高等植物, 正构烷烃的高碳数部分均有显著的奇偶优势, 高碳数正构烷烃全部以C31 为主峰碳。正构烷烃分布特征表明在110.1~50.1 ka B.P.期间, 察尔汗盐湖地区为草原植被景观。对C27、C29、C31 长链正构烷烃进行了单体碳同位素测定, 利用二元模式估算了C3 和 C4 植物的相对输入贡献, 结果表明, 以C3 植物为主。     

柴达木盆地咸湖相生油岩正构烷烃分布特征及其成因

柴达木盆地西部第三系咸水湖相生油岩样品分析资料表明，不同沉积相带生油岩正构烷烃系列有三种碳数分布模式。深湖相生油岩在C18－C28范围呈明显的偶碳数优势，而＞C28范围无碳数优势；滨浅湖相样品在整个碳数范围内呈奇碳数优势分布；过渡相带地层正构烷烃在中碳数范围呈偶碳数优势分布，而高碳数（＞C23）部分为奇碳数优势分布。经不同沉积相带样品之间的沉积环境地球化学指标和碳酸盐含量比较发现，本区咸湖相生油岩正构烷烃的分布不取决于沉积环境的氧化还原性和岩石的矿物组成，而主要与沉积相带中的有机质生源组成有关。偶碳数优势分布的正构烷烃成因并非如常规观点解释的那样，由正构脂肪酸、醇类的还原作用或经碳酸盐催化发生β断裂而来，而可能来源于咸化湖泊中的某种嗜盐细菌或其他微生物。     

加速溶剂萃取提取土壤中正构烷烃的方法研究

建立了加速溶剂萃取技术提取-柱色谱分离-气相色谱分析土壤样品中正构烷烃的方法。优化了压力、温度、静态时间、循环次数等参数。随着温度、静态时间、循环次数和压力的增加,正构烷烃短碳链、长碳链和总正构烷烃的量逐渐增加。加速溶剂萃取提取土壤中正构烷烃的条件是:萃取温度150℃,萃取压力10.3 MPa,循环2次,静态提取时间10 min。加速溶剂萃取-柱色谱分离-气相色谱法测定土壤中正构烷烃的方法精密度(RSD)为8%~23%。加速溶剂萃取法提取总正构烷烃量、短碳链正构烷烃量显著高于索氏抽提法的提取量。     

吐哈盆地正构烷烃具中低碳数偶碳优势煤系烃源岩地球化学特征

<正>对吐哈盆地煤系烃源岩中具偶数碳优势样品的生物标志化合物及正构烷烃单体烃碳同位素分布特征进行了分析。1)样品选取:台北凹陷中、下侏罗统正构烷烃具偶碳优势的煤系烃源岩样品:草南1井J1q,疙13井J2x4,小草1井J2x,勒2井J2x,亚1井J1s;台南凹陷正构烷烃具偶碳优势的煤系烃源岩样品:鲁南1井C,艾参1井C。2)实验方法:氯仿沥青"A"多粒子检测定量色谱/质谱;正构烷烃单体烃碳同位     

饱和烃经5分子筛络合前后单体烃碳同位素分析对比研究

通过对自配标准样品(正构烷烃)进行5分子筛吸附试验,测定了用5分子筛吸附法分离前后正构烷烃、异构烷烃和环烷烃碳同位素值,探讨试验前后碳同位素值的变化。尽管实验过程中样品经过85℃长时间加热回流及吸附样品的5分子筛用氢氟酸酸化处理,但实验结果经仪器检测,证明该方法对正构烷烃碳同位素值影响因素不大。本文还介绍了原油和煤可溶有机质中饱和烃络合前后的单体烃碳同位素分析方法。并在前人工作的基础上,改进采用微型索氏抽提加热回流实验装置,既提高了样品的回收率,也减少了样品中轻组分的损失。     

饱和烃经5à分子筛络合前后单体烃碳同位素分析对比研究

通过对自配标准样品(正构烷烃)进行5à分子筛吸附试验,测定了用5分子筛吸附法分离前后正构烷烃、异构烷烃和环烷烃碳同位素值,探讨试验前后碳同位素值的变化。尽管实验过程中样品经过85℃长时间加热回流及吸附样品的5à分子筛用氢氟酸酸化处理,但实验结果经仪器检测,证明该方法对正构烷烃碳同位素值影响因素不大。本文还介绍了原油和煤可溶有机质中饱和烃络合前后的单体烃碳同位素分析方法。并在前人工作的基础上,改进采用微型索氏抽提加热回流实验装置,既提高了样品的回收率,也减少了样品中轻组分的损失。     

叶蜡单体氢同位素古高程计研究进展

高等植物类脂物广泛分布于土壤、河流和湖泊沉积物中,正构烷烃是植物类脂物的重要组成部分。高等陆生植物叶蜡正构烷烃具有较长的链长(nC_(27)-nC_(33))以及明显的奇偶优势(CPI5),其氢同位素组成在一定程度上反映了大气降水的同位素特征,对古高程重建具有重要的指示意义。不同地区的现代土壤正构烷烃氢同位素随高程的递减率有所不同,说明地区性的校正是必要的。蒸散富集作用和生物合成作用过程也会影响正构烷烃氢同位素值。在利用长链正构烷烃重建古高程时,需结合古气候、古纬度、古植被等多方面资料综合分析。