有機(jī)地球化學(xué)對(duì)大氣環(huán)境科學(xué)的影響及方法和技術(shù)應(yīng)用

孟秦宇　晁旭　張志敏

[摘 要]有機(jī)地球化學(xué)早期的研究主要集中在能源、古生物等領(lǐng)域，隨著分離鑒定技術(shù)的推動(dòng)，有機(jī)地球化學(xué)產(chǎn)生了大量的研究成果并有了質(zhì)的飛躍。近年來(lái)，有機(jī)地球化學(xué)對(duì)于大氣環(huán)境科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，有機(jī)地球化學(xué)的方法被應(yīng)用到大氣環(huán)境科學(xué)。本文首先解析有機(jī)地球化學(xué)概念與類型，然后分析有機(jī)地球化學(xué)對(duì)大氣環(huán)境的影響，最后嘗試探索有機(jī)地球化學(xué)方法和技術(shù)對(duì)大氣環(huán)境的應(yīng)用思路。

[關(guān)鍵詞]地球化學(xué)；有機(jī)地球化學(xué)；大氣環(huán)境

[中圖分類號(hào)]X51 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，大氣環(huán)境科學(xué)對(duì)于人們的生活和生產(chǎn)產(chǎn)生逐漸顯著的影響。有機(jī)地球化學(xué)對(duì)于大氣環(huán)境科學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并且其中的方法和技術(shù)大量地被應(yīng)用到環(huán)境科學(xué)中。本文主要探索有機(jī)地球化學(xué)對(duì)大氣環(huán)境的影響及方法和技術(shù)應(yīng)用。

1 有機(jī)地球化學(xué)概念與類型解析

有機(jī)地球化學(xué)屬于地球化學(xué)的一個(gè)分支，主要研究地質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)的分布、組成、類型、結(jié)構(gòu)、起源和演化規(guī)律。地質(zhì)中主要包括三類有機(jī)質(zhì)：（1）地質(zhì)類脂物，包括烴類、醇類、有機(jī)酸、甾族化合物及其衍生物；（2）腐殖類，是指可溶于無(wú)機(jī)堿的沉積有機(jī)質(zhì)，分子量為700-300000，廣泛分布于土壤、海洋和泥炭等近代沉積物之中；（3）干酪根，是指既不溶于無(wú)機(jī)堿又不溶于有機(jī)溶劑的一部分有機(jī)聚合物。

2 有機(jī)地球化學(xué)對(duì)大氣環(huán)境科學(xué)的影響

有機(jī)地球化學(xué)對(duì)于大氣環(huán)境科學(xué)產(chǎn)生重大的價(jià)值意義和影響：

2.1 形成環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)

大氣環(huán)境中有機(jī)物質(zhì)（含有機(jī)污染物）的來(lái)源、遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿，以及研究環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生與形成原因，以及環(huán)境中有機(jī)污染物（尤其是有毒、有害、難降解的有機(jī)化合物）的產(chǎn)生和發(fā)生作用的機(jī)制，以及無(wú)機(jī)礦物、金屬元素和大分子等有機(jī)物之間的相互作用。這些研究則形成環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)。

2.2 提供了指示環(huán)境的生物標(biāo)志化合物

地質(zhì)中含有不同的生物標(biāo)志化合物，是大氣環(huán)境研究的重要載體，對(duì)于大氣環(huán)境的指示具有重要意義。在不同的大氣環(huán)境中提取的樣品中，提取到豐富的有機(jī)脂類化合物，包括正構(gòu)烷烴、正烷基-2-酮、類異戊二烯烷烴、脂肪酸、脂肪酸酯以及甾烷和萜烷類等種類豐富的生物標(biāo)志化合物，對(duì)比認(rèn)識(shí)這些任務(wù)標(biāo)志化合物，有助于研究大氣環(huán)境科學(xué)。

有機(jī)地球化學(xué)和大氣環(huán)境科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生新的學(xué)科，同時(shí)有機(jī)地球化學(xué)提供了指示環(huán)境的生物標(biāo)志化合物，有機(jī)地球化學(xué)還為大氣環(huán)境治理提供一些重要的方法和手段。

3 有機(jī)地球化學(xué)方法和技術(shù)對(duì)大氣環(huán)境的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有機(jī)地球化學(xué)對(duì)大氣環(huán)境科學(xué)產(chǎn)生了重要的價(jià)值影響，有機(jī)地球化學(xué)中的方法和技術(shù)大量應(yīng)用環(huán)境科學(xué)之中，并把大氣環(huán)境中的有機(jī)物污染物進(jìn)行了分類。

3.1 SFE技術(shù)法

超臨界流體萃取是國(guó)際上最先進(jìn)的物理萃取技術(shù)，簡(jiǎn)稱SFE（supercritical fluid extraction）。在較低溫度下，不斷增加氣體的壓力時(shí)，氣體會(huì)轉(zhuǎn)化成液體，當(dāng)壓力增高時(shí)，液體的體積增大，對(duì)于某一特定的物質(zhì)而言總存在一個(gè)臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc），高于臨界溫度和臨界壓力，物質(zhì)不會(huì)成為液體或氣體，這一點(diǎn)就是臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)以上的范圍內(nèi)，物質(zhì)狀態(tài)處于氣體和液體之間，這個(gè)范圍之內(nèi)的流體成為超臨界流體（SF）。超臨界流體具有類似氣體的較強(qiáng)穿透力和類似于液體的較大密度和溶解度，具有良好的溶劑特性，可作為溶劑進(jìn)行萃取、分離單體。

3.2 薄層色譜技術(shù)法

薄層色譜法（TLC），或稱薄層層析（thin-layer chromatography），是指將適宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或鋁基片上，成一均勻薄層。待點(diǎn)樣、展開(kāi)后，根據(jù)比移值（Rf）與適宜的對(duì)照物按同法所得的色譜圖的比移值（Rf）做對(duì)比，用以進(jìn)行藥品的鑒別、雜質(zhì)檢查或含量測(cè)定的方法。薄層色譜法是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種很重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，也用于跟蹤反應(yīng)進(jìn)程。

3.3 質(zhì)譜技術(shù)法

質(zhì)譜技術(shù)法在一次分析中可提供豐富的結(jié)構(gòu)信息，將分離技術(shù)與質(zhì)譜法相結(jié)合是分離科學(xué)方法中的一項(xiàng)突破性進(jìn)展。在眾多的分析測(cè)試方法中，質(zhì)譜學(xué)方法被認(rèn)為是一種同時(shí)具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應(yīng)用的普適性方法。質(zhì)譜分析是一種測(cè)量離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)的作用，形成離子束，進(jìn)入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。

總而言之，地質(zhì)中研究的有機(jī)質(zhì)的豐度和組成，尤其是生物標(biāo)志化合物對(duì)于大氣環(huán)境密切關(guān)系。有機(jī)分子化合物在體制中發(fā)生氧化、縮合、還原、芳構(gòu)化、異構(gòu)化以及其他許多化學(xué)反應(yīng)，以及研究生物標(biāo)志化合物的分布特征等對(duì)于大氣環(huán)境的影響。同時(shí)，地球化學(xué)中的基礎(chǔ)研究對(duì)于環(huán)境控制與治理會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)用價(jià)值。

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