《地質樣品有機分析》共分為五章,介紹了地質樣品有機物分析中樣品的采集與制備、樣品前處理技術與方法、檢測技術與方法等內容,并結合不同類型目標分析物列舉了部分地質樣品中有機物分析檢測的應用實例。
《地質樣品有機分析》可作為高等學校化學、應用化學專業(yè)學生的教材,可作為化學及相關專業(yè)研究生、教師、科研人員的教學與科研參考書,也可作為地質、石油、化工、環(huán)境、冶金、選礦及材料等工作部門分析測試人員的參考書及技術培訓教材。
地質分析是地質科學研究和地質調查工作的重要技術手段之一。其產生的數據是地質科學研究、礦產資源及地質環(huán)境評價的重要基礎,是發(fā)展地質勘查事業(yè)和地質科學研究的重要技術支撐。隨著現代地球科學研究領域的不斷拓寬,對地質分析工作的需求日益增強,迫切要求地質分析技術不斷地創(chuàng)新和發(fā)展,以適應現代地球科學研究日益增長的需求。在此背景下,根據教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的相關規(guī)定和要求,為培養(yǎng)地質分析領域創(chuàng)新型、復合型優(yōu)秀技術人才,自2011年起,中國地質大學(武漢)應用化學專業(yè)依托自身優(yōu)勢,制定了地質分析卓越工程師教育培養(yǎng)計劃,并于當年開始試點工作。2013年,地質分析卓越工程師教育培養(yǎng)計劃獲得教育部批復,自2014年起正式實施。本書即為地質分析卓越工程師教育培養(yǎng)計劃系列教材之一。
地質分析是中國地質大學(武漢)應用化學專業(yè)的主要專業(yè)課程之一,也是地質分析卓越工程師班的重要專業(yè)課程。近年來地質分析測試技術緊密圍繞現代地球科學發(fā)展的需求,由傳統(tǒng)的巖石礦物分析拓展到水體、土壤及植物分析;由傳統(tǒng)的物質成分、物相分析拓展到形態(tài)分析、元素價態(tài)分析;由傳統(tǒng)的無機元素分析拓展到有機物分析等。地質樣品有機物分析已成為現代地質分析領域的重要組成部分,在現代地球科學研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。地質樣品有機物分析測試技術的發(fā)展對于現代地球科學領域研究內容的拓展及相關基礎理論研究起到了重要的促進作用,具有重要的現實意義。
近年來,國內外學者對地質樣品有機物分析方法進行了系統(tǒng)的研究,本教學及科研團隊在一些領域如固相微萃取技術及方法、環(huán)境中有機污染物分析方法等方面也取得了一定的成果。本書在總結、歸納文獻和團隊工作的基礎上,重點介紹了地質樣品有機物分析中樣品的采集與制備、樣品前處理技術與方法、檢測儀器及技術方法等方面的內容,并列舉了部分地質樣品中不同目標分析物的檢測應用實例。
本書共分為五章,由帥琴、邱海鷗、湯志勇等編。第1章由帥琴、彭月娥等編寫,第2章由邱海鷗、湯志勇、常卿等編寫,第3章由帥琴、黃理金、徐生瑞等編寫,第4章由顧濤、雷曉慶等編寫,第5章由黃云杰、許雙雙等編寫。全書由帥琴、湯志勇統(tǒng)稿。本書的出版得益于前輩們所積累的教學經驗,得益于地質分析教學與科研團隊全體人員長期從事教學與實踐的成果,得益于中國地質大學(武漢)地質分析卓越工程師教育培養(yǎng)計劃專項經費的資助。同時,中國地質大學(武漢)教務處和材料與化學學院領導在本書的編寫過程中給予了大力支持,本團隊研究生們?yōu)楸緯匿浫敫冻隽诵燎诘膭趧,在此一并表示深深的謝意。另外,特別感謝本書編寫過程中所參考的書籍、文獻及相關資料的作者們。
由于編者水平有限,書中難免存在一些不足與欠妥之處,懇請讀者進行指正和諒解。
編者
2019年3月
帥琴,中國地質大學材料與化學學院副院長,1985年畢業(yè)于武漢地質學院巖礦分析專業(yè),1988年在中國地質大學獲分析化學碩士學位,2001年在武漢大學獲分析化學博士學位,2001-2004年在華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室做博士后。1996年起任副教授,2001年起任教授。長期從事分析化學的教學與科研工作。研究方向為原子光譜分析、色譜分析及其聯用技術。涉及地質、環(huán)境、能源、材料等領域的分析測試和資源綜合利用研究工作,F任《巖礦測試》期刊副主編,中國地質學會第七屆巖礦測試技術專業(yè)委員會副主任委員。已發(fā)表SCI論文 15 篇,EI論文 3 篇,發(fā)明專利 2 項。流動注射分析在環(huán)境地質工作中的開發(fā)和應用 成果獲1996年度原地礦部科技成果二等獎(排名第二),地質找礦金屬指標元素及無機陰離子測試新技術研究成果獲2001年度湖北省科技進步二等獎(排名第八),改革工業(yè)分析專業(yè)教學模式,培養(yǎng)開創(chuàng)性人才成果獲1997年度原地礦部科技成果三等獎(排名第五)。
第1 章 地質樣品有機分析概論 11.1 地質樣品、地質分析和有機分析 11.2 地質樣品有機分析發(fā)展現狀 11.3 地質樣品中有機物的分類 31.3.1 烴 41.3.2 脂肪酸 81.3.3 氨基酸 91.3.4 卟啉化合物 131.3.5 腐殖酸及干酪根 141.4 地質樣品有機分析質量控制與質量保證 15第2 章 地質樣品有機分析樣品采集與制備 182.1 氣態(tài)有機分析樣品采集方法 182.1.1 直接采樣法 182.1.2 濃縮采樣法 192.2 水樣有機分析樣品采集與保存 262.2.1 水樣采樣點的布設 262.2.2 水樣采樣器 272.2.3 水樣采樣量 282.2.4 水樣有機分析采樣方法 282.2.5 水樣的預處理與保存 302.3 油氣探井有機分析現場樣品采集與制備 322.3.1 烴源巖樣 322.3.2 儲集巖樣 332.3.3 古生物樣 332.3.4 油、氣、水分析樣 342.4 固體有機分析樣品采集與制備 352.4.1 土壤樣品 352.4.2 沉積物樣品 40第3 章 地質樣品有機物分析前處理技術 423.1 概述 423.2 液-液萃取 423.2.1 液-液萃取方式 433.2.2 影響液-液萃取的因素 443.3 索氏提取 453.3.1 經典索氏提取 453.3.2 自動索氏提取 453.4 加速溶劑萃取 463.4.1 加速溶劑萃取的原理和儀器結構 463.4.2 加速溶劑萃取技術的影響因素及特點 463.4.3 加速溶劑萃取與其他萃取方法的比較 483.5 超臨界流體萃取 483.5.1 超臨界流體萃取的基本原理 483.5.2 超臨界流體萃取的影響因素 493.5.3 超臨界流體萃取的步驟 503.5.4 超臨界流體萃取的特點 503.6 超聲波輔助萃取 513.6.1 超聲波輔助萃取的原理 513.6.2 超聲波輔助萃取的影響因素和不足 523.6.3 超聲波輔助萃取與其他萃取方法的比較 523.7 微波輔助萃取 533.8 固相萃取 543.9 固相微萃取 563.9.1 固相微萃取技術的特點 583.9.2 固相微萃取的模式及原理 583.9.3 冷涂層固相微萃取 603.9.4 固相微萃取與儀器聯用 623.10 吹掃捕集 623.10.1 吹掃捕集的基本原理及操作步驟 633.10.2 吸附劑的選擇 633.10.3 影響吹掃捕集效率的因素 633.10.4 吹掃捕集應用中需要注意的問題 643.11 液相微萃取 653.12 萃取液濃縮、凈化技術 673.12.1 旋轉蒸發(fā) 673.12.2 氮吹 683.12.3 柱色譜 69第4章 地質樣品有機物分析檢測技術 714.1 色譜法 714.1.1 氣相色譜法 714.1.2 全二維色譜法 724.1.3 高效液相色譜法 734.1.4 超高效液相色譜法 754.2 有機質譜法 754.2.1 氣相色譜-質譜法 764.2.2 液相色譜-質譜法 78第5 章 地質樣品有機分析測試應用舉例 805.1 土壤中有機污染物的分析 805.1.1 加速溶劑萃取-氣相色譜-質譜法測定土壤中的有機氯農藥 805.1.2 超聲波萃取-氣相色譜-質譜聯用法測定土壤中的多氯聯苯 825.1.3 液相色譜法測定土壤中的多環(huán)芳烴 835.2 地下水中有機污染物的分析 855.2.1 吹掃捕集/氣相色譜-質譜法測定地下水中的揮發(fā)性有機物 855.2.2 氣相色譜-質譜聯用法測定地下水中的半揮發(fā)性有機物 885.2.3 氣相色譜法測定地下水中的有機氯農藥 915.2.4 氣相色譜法測定地下水中的多氯聯苯 925.3 石油、天然氣有機成分分析 945.3.1 原油中飽和烴、芳香烴的氣相色譜分析 945.3.2 原油中芳香烴的氣相色譜分析 955.3.3 輕質烴類的氣相色譜分析 985.3.4 天然氣組分的氣相色譜分析 1015.4 大氣中有機污染物的分析 1055.4.1 氣相色譜-質譜法測定空氣中的痕量酚類化合物 1055.4.2 氣相色譜-質譜法測定環(huán)境空氣氣相和顆粒物中的多環(huán)芳烴類 1065.5 有機生物標志物分析 1075.5.1 儲層瀝青與有機包裹體生物標志物分析方法 1075.5.2 巖石可溶有機物和原油中生物標志物的氣相色譜-質譜分析 1085.5.3 全球氣候變化中正構烷烴、正構脂肪酸生物標志物的分析方法 112參考文獻 115