1、有機元素分析：原理、方法、運用 有機元素分析方法 EA1110 儀器原理、工作方法 Vario EL CUBE 儀器原理、工作方法 地質樣品預處理 分析誤差來源 有機元素分析運用實例我們生活中有機物無處不在DNAEssential oilsMedicinesActive Pharmaceutical IngredientsExcipientsMaterialsFuels色素、顏料地質體中有機元素組成和研究運用 地質體中有機元素：C、H、N、S、O 地質體中有機元素研究運用： 油氣地質、煤炭 有機污染、環境科學 沉積-成巖環境 溶解與沉積有機質來源 全球碳-氮-硫循環 古環境重建 其它運用（土壤

2、學、農業、材料學、制藥-藥物學、生命起源演化等） CH2O糖類（碳水化合物）絕大多數生物體中最普遍存在的有機成分，C:H:O1:2:1海洋生命體C106H263O110N16P (Redfield Ratio)陸地生命體 C830H1230O604N9P有機物H:CO:CN:C糖類1.670.830蛋白質1.540.380.27脂肪20.10木質素1.10.370原油0.990.10.02煤0.760.110腐殖質1.20.640.03不同有機物的元素間比值生物圈的元素組成C-C N-N O-OBond Dissociation Energy(kJ mol-1)348 163 157 C-C鍵

3、: 特別強的共價鍵 C: 具有獨特的易鏈接性 可以形成原子鏈 C-C鍵可以組成分子Linear molecules Branched molecules Cyclic molecules幾種可燃礦產的主要元素含量（張厚福和張萬選，1990） 名稱C%H%O%C/H無煙煤92-972-42-445煙煤82-922.5-55-816-20褐煤65-705-625-3013-16泥炭55-605-625-3012-15石油瀝青80-8878-8910-148-1217-85.9-8.56-10腐泥巖44-615-820-257-9原油的元素組成（重量百分比） 原 油 產 地元 素 組 成CHSNO中

4、 國 大慶(薩爾圖混合油)85.7413.31 0.11 0.15 0.69勝利(101混合油) 86.2612.20 0.80 0.41 - 弧島油田 84.24 11.74 2.20 0.47 - 大港油田(混合油) 85.67 13.40 0.12 0.23 - 江漢油田(混合油) 83.00 12.81 2.09 0.47 1.63 克拉瑪依油田(混合油) 86.13 13.30 0.04 0.25 0.28 前 蘇 聯 雅雷克蘇 80.61 10.36 1.05 痕量 8.97 烏克蘭 84.60 14.00 0.14 1.25 1.25 老格羅茲尼 86.42 12.62 0.32

5、 - 0.68 卡拉 -布拉克 87.77 12.37 - - 0.46 美國 文圖拉(加利福尼亞州) 84.60 12.70 0.40 1.70 1.20 科林加(加利福尼亞州) 86.40 11.70 0.60 - - 博芒特(得克薩斯州) 85.70 11.00 0.70 2.61 堪薩斯州 84.20 13.00 1.90 0.45 0.45 (據石毓程，1980 補充)土壤有機質：組成、意義Image: T. Loynachan土壤中有機質（SOM）組成農業土壤中SOM：16% SOM組成：碳水化合物占10%，主要為多糖，多不易分離；氮化物（蛋白質、肽、氨基酸、核酸、嘌呤、嘧啶、卟啉

6、等）占10%；烷烴、脂肪酸、蠟、樹脂等15%；腐殖質為65%（Schnitzer,1991）；腐殖質從分離操作角度可以分為胡敏酸（HA）、富啡酸（FA）和胡敏素。三者的組成及結構基本相似。HA比FA含更多的C、H、N、S，及較少的O ；新鮮的有機質降解的有機質土壤腐殖質Humic substance 腐殖質: Soil organic compounds become stabilized and resistant to further changes by microorganisms; Stabilized organic matter acts like a sponge and ca

7、n absorb six times its weight in water高聚物高分子量無定型抗分解高吸附性Humus = High Medium Low沉積物中有機質 沉積物中有機質多為高聚物，主要類型也是腐殖質，它可占沉積物中有機質總量的70-80%，其余主要是蛋白質類物質、多糖、脂肪酸和烷烴等。 沉積物中的腐殖質組成與土壤中非常相似，HA與FA具有相近的組成結構。胡敏素是沉積物腐殖質中所占比例最大部分，是腐殖質中最不活躍的部分。河流腐殖質中一般含90%的FA和10%HA，P、N既是其中有機質組分，也是其官能團，在河流沉積物中較多。FA是早期成巖作用產物，通過縮聚反應，可轉變成HA，進一

8、步縮聚而成為胡敏素和干酪根。 腐殖質元素組成高度脫灰的胡敏素元素組成更接近于胡敏酸，O含量及O/C原子比均明顯地低于富啡酸，說明氧化程度低。胡敏素中硫主要為碳結合的硫。海洋沉積物中胡敏素H/C高，脂肪特性高。水生胡敏素比土壤胡敏素含更多的氮素 ； Ishiwatari（1967）比較研究了不同沉積環境中的腐殖酸中有機元素組成，發現胡敏酸中C/H比具有一定的規律性：海相平均8.5 湖泊（9.2） 土壤（12.2），而C/N比則為：湖泊（9.2） 海相（14.6）10%）5mg左右；有機質較低10mg左右；可稱樣品量0.1-100mg （天平精度：百萬分之一）液體樣品：0.1-25l EA1110

9、分析流程 開氣開機檢漏Standby狀態調節分析方法/模式選擇升溫稱樣樣品分析數據采集積分計算數據檢驗關機關氣 Blank sampleStandardUnknown sample有機元素的定量計算 先由標樣分析求校正因子： ti-標樣中i元素的含量；Ws標樣重量(mg)；Asi標樣中i元素的色譜峰面積；A0i元素空白試驗的峰面積。有機元素的含量Ci為： W樣品量(mg)；Ai一一樣品中i元素的峰面積。 Vario EL cube Specifications Vario EL cube樣品預處理方法 1、解凍、冷凍干燥2、酸淋洗碳酸鹽組分，去離子水充分洗滌樣品3、低溫烘干，研磨至200目(0.074mm) 4、干燥保存，測試 含量校正：OC原樣=OC酸處理xW酸處理/W原樣 TOC實際=TOC測量*（12-TC測量）/（12-TOC測量）TOC實際=TOC測量*100-(TC測量-TOC實際)*100/12不同儀器使用的不同處理方法數據表達和檢驗 有機元素含量: POC, TC, TOC, TIC, DOC, TN, DIN 分析精度、準確度 數據處理：TOC/TN，TIC，CaCO3數理統計：相關分析（與粒度、其它元素相關性） 有機元素分析中的問題 野外樣品采集方法