国家自然科学基金(41006059)
- 作品数：5 被引量：14H指数：3
- 相关作者：张鑫阎军田陟贤孟庆国刘昌岭更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学青岛海洋地质研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学环境科学与工程机械工程更多>>
- 海洋沉积物孔隙水硫化物浓度与pH值的拉曼定量分析可行性实验研究（英文）被引量：5
- 2015年
- 海洋沉积物孔隙水是研究海洋环境、地质与生物地球化学等问题的重要信息载体。高度还原的缺氧孔隙水普遍含有大量的溶解态硫化物(H_2S和HS)。这些硫化物既是孔隙水调查的重要研究对象也关系到另一重要地化参数-pH值。成分逸散、化学平衡破坏使传统非原位分析方法测定的海洋沉积物孔隙水硫化物浓度和pH值具有不确定性,难以反映原位地化信息。深海原位激光拉曼技术为解决这一问题提供了新的手段。孔隙水硫化物在拉曼光谱曲线上表现为位于2 550~2 620 cm^(-1)的明显拉曼重叠峰,包括H_2S的HS伸缩峰(2 592 cm^(-1))和HS^-的H-S伸缩峰(2 572 cm^(-1))。本研究在实验室条件下(25℃,0.1 MPa)对基于内标定法的H_2S与HS^-拉曼光谱定量分析进行了可行性研究,证实该技术可行且精度良好。H_2S与HS^-作为一组共轭酸碱对,其浓度比与pH值呈函数关系。通过配制不同pH值的含硫化物溶液并进行拉曼光谱分析,发现这一关系在拉曼光谱上表现为特征拉曼重叠峰形态和H_2S,HS^-分峰强度的规律性变化,即硫化物拉曼光谱参数与溶液pH值之间存在一定的耦合关系。基于谱峰分解和相关分析,提出了一种全新的含硫化物孔隙水pH原位测定方法。可测定硫化物拉曼重叠峰可分辨情况下的孔隙水pH,在本研究中为6.11~8.32,涵盖了已知的绝大多数孔隙水pH值范围。该研究为获取海洋沉积物孔隙水的高保真数据提供了新的技术参考。
- 田陟贤张鑫刘昌岭孟庆国阎军
- 关键词：孔隙水硫化物PH拉曼光谱
- 孔隙水中硫酸根和甲烷的拉曼定量分析可行性研究被引量：5
- 2014年
- 海洋沉积物孔隙水是研究海洋环境、地质与生物地球化学问题的重要信息载体,传统岸上分析手段难以获得高保真的孔隙水地球化学参数。拉曼光谱作为一种非侵入、非破坏、同时也是无试剂消耗的测试技术,可在极端环境下进行固体、液体、气体分子原位识别,使其成为海底地球化学分析的有力工具。该研究针对孔隙水中的重要地化成分——SO42-、CH4的拉曼光谱定量分析可行性进行了实验室研究,结果显示,基于内标定法的拉曼光谱定量分析技术可以用于SO42-、CH4水溶液浓度的定量分析,并具有良好的精度和较低的检出限,可以用于原位定量分析海洋沉积物孔隙水中的甲烷与硫酸根浓度。为获取海洋沉积物孔隙水的高保真数据提供了新的技术参考。
- 田陟贤张鑫刘昌龄孟庆国栾振东阎军
- 关键词：孔隙水甲烷硫酸根
- 沉积物孔隙水的拉曼光谱探测及荧光时间演化特性
- 2014年
- 为了研究孔隙水取样后的荧光时间演化特性,对柱状沉积物榨取得到的孔隙水样品进行了光谱采集。拉曼光谱分析表明,沉积物中的SO_4^(2-)浓度随深度变大而逐渐减小,这说明沉积物孔隙水中的SO_4^(2-)参与了沉积物中硫酸盐还原而被消耗;同一深度的孔隙水样品随着暴露时间的不同,采集到的拉曼光谱的荧光背景也有所差别。荧光光谱分析表明,随着孔隙水暴露时间的延长,在300~350 nm处的荧光峰的强度逐渐变大,并对荧光的形成机制进行了初步分析。
- 杜增丰杨德旺王冰张鑫郑荣儿
- 关键词：硫酸根荧光光谱
- 溶解无机碳的拉曼光谱定量分析可行性研究被引量：5
- 2014年
- 海水溶解无机碳（DIC）的平均浓度约为2.05mmol/L,其中HCO3-占93%, CO32-为6%,CO2和H2CO3共1%.HCO3-的拉曼散射活性太弱,而其他成分的浓度又过低,使得海水中DIC组分不能产生明显的拉曼散射强度,目前还未见有关溶解无机碳拉曼光谱定量分析的报道.为突破这一局限,本研究探索了一种碱化辅助的拉曼定量分析方法,以海水DIC中拉曼活性最低、占比例最大的HCO3-为研究对象进行了可行性实验研究.通过碱化处理（100mL样品中添加NaOH试剂15mg）将HCO3-转化为拉曼活性更强的CO32-,有效提高了拉曼光谱系统对HCO3-的检出限（〈3mmol/L）.定量分析使用内标定法,选取水在~1635cm-1附近的 O-H 弯曲振动谱带作为标定物.实验结果显示,该方法对与海水中浓度相当的低浓度HCO3-溶液的定量分析具有良好的精度（相对误差〈6.5%）.
- 田陟贤张鑫刘昌岭孟庆国阎军
- 关键词：溶解无机碳拉曼光谱
- 四氯化碳萃取辅助的水中甲烷拉曼探测技术研究被引量：2
- 2012年
- 在常温常压下,由于甲烷(CH4)在水中的溶解度很低,使用常规拉曼光谱技术很难获得水中溶解的低浓度甲烷的拉曼信号。为解决上述问题,提出了一种四氯化碳(CCl4)萃取辅助的探测新方法。利用萃取作用,把溶解在水中的微量甲烷富集到四氯化碳溶液中,通过对其中溶解的CH4拉曼信号的探测以检验水中微量CH4的存在,以此提高实验室条件下水中溶解甲烷的探测灵敏度。在实验室条件(25℃,1atm)下,分别对CH4的饱和水溶液(浓度约为1.14mmol·L-1)、CCl4萃取液以及CH4的饱和CCl4溶液进行了光谱探测分析。结果表明,对CH4的饱和水溶液直接探测,未能获得CH4的拉曼信号;通过萃取辅助,成功地在CCl4萃取液中检测到CH4的拉曼信号,其强度与CH4的饱和CCl4溶液的信号强度相近,实现了在实验室条件下对水中溶存甲烷气体的探测。
- 杜增丰张文娟侯华明张鑫郑荣儿
- 关键词：四氯化碳甲烷拉曼光谱
