固相萃取法提取典型海水溶解有机质及其红外光谱和固态13C核磁共振表征

由于海水盐度大、有机质含量低,从海水中提取和纯化克级溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)一直十分困难。基于Bond Elut PPL固相萃取小柱法进行海水DOM固体样品提取的放大试验,建立DOM自动化调酸、PPL树脂吸附技术,最后形成提纯、冷冻干燥PPL-DOM(通过PPL树脂提取的DOM)完整工艺。采用元素分析、三维荧光光谱、红外光谱和固态¹³C核磁共振(NMR)波谱法进行样品表征。结果表明:(1)该方法对近海表层海水DOM回收率稳定在50%以上,搭建的提取装置DOM日吸附量可达230mg;(2)鳌山湾四个季节批次PPL-DOM整体分析结果表明,样品的元素组成和光谱特征相似,表明方法适用性和稳定性较好;(3)三种水生态环境的PPL-DOM¹³C NMR谱图显示样品的基本特征相似,以烷基碳、碳水化合物碳、芳香碳和羧基碳/酰胺碳为主,其中偶极去相(dipolar dephasing)谱显示了DOM前体化合物来源的差异。多种结果表明放大后的PPL固相萃取法可稳定提取克级DOM样品。     

富氯造岩矿物中溴的分子结构

卤族元素诸如氯和溴作为地球化学示踪剂,常用于指示岩浆、变质岩和热液的来源和演化过程。而认清溴在造岩矿物中的形态和结构有助于丰富和完善其在地质环境演变中的示踪作用。但是,溴在造岩矿物中的含量极低导致大多数结构分析方法都无法使用,因此造岩矿物中微量溴的结构研究极具挑战性。本文采用 ⁸¹Br魔角旋转核磁共振(MAS NMR)光谱和同步辐射吸收光谱(XAS)技术,首次对富氯造岩矿物中的微量溴进行了结构分析。结果表明溴离子在方硼石中的微区结构不同于该矿物中三配位Cl原子的结构环境,而与Mg₃B₇O₁₃Br中八面体配位的溴离子相似,表明即使在微量条件下也存在域偏析。而对其他富氯造岩矿物的Br K边X光吸收近边结构(XANES)光谱白线峰的位置和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)分析表明微量溴离子替代了这些矿物中氯的位置,导致局部结构扭曲膨胀。溴离子在造岩矿物中的这一微观结构研究结果可为探索氯和溴在地质演变过程的指示作用提供新的科学依据。