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有机元素分析：原理、方法、运用 有机元素分析方法 EA1110 仪器原理、工作方法 Vario EL CUBE 仪器原理、工作方法 地质样品预处理 分析误差来源 有机元素分析运用实例 我们生活中有机物无处不在 DNA Essential oils Medicines Active Pharmaceutical Ingredients Excipients Materials Fuels 色素、颜料 地质体中有机元素组成和研究运用 地质体中有机元素：C、H、N、S、O 地质体中有机元素研究运用： 油气地质、煤炭 有机污染、环境科学 沉积-成岩环境 溶解与沉积有机质来源 全球碳-氮-硫循环 古环境重建 其它运用（土壤学、农业、材料学、制药-药物学、生命起源演化等） CH2O 糖类（碳水化合物）－绝大多数生物体中最普遍存在的有机成分，C:H:O≈1:2:1 海洋生命体－C106H263O110N16P (Redfield Ratio) 陆地生命体－ C830H1230O604N9P 有机物 H:C O:C N:C 糖类 1.67 0.83 0 蛋白质 1.54 0.38 0.27 脂肪 2 0.1 0 木质素 1.1 0.37 0 原油 0.99 0.1 0.02 煤 0.76 0.11 0 腐殖质 1.2 0.64 0.03 不同有机物的元素间比值 生物圈的元素组成 C-C N-N O-O Bond Dissociation Energy (kJ mol-1) 348 163 157 C-C键: 特别强的共价键 C: 具有独特的易链接性 可以形成原子链 C-C键可以组成分子 Linear molecules Branched molecules Cyclic molecules 几种可燃矿产的主要元素含量（张厚福和张万选，1990） 名称 C% H% O% C/H 无烟煤 92-97 2-4 2-4 ～45 烟煤 82-92 2.5-5 5-8 16-20 褐煤 65-70 5-6 25-30 13-16 泥炭 55-60 5-6 25-30 12-15 石油 沥青 80-88 78-89 10-14 8-12 ～1 7-8 5.9-8.5 6-10 腐泥岩 44-61 5-8 20-25 7-9 原油的元素组成（重量百分比） 土壤有机质：组成、意义 Image: T. Loynachan 土壤中有机质（SOM）组成 农业土壤中SOM：1~6% SOM组成：碳水化合物占10%，主要为多糖，多不易分离；氮化物（蛋白质、肽、氨基酸、核酸、嘌呤、嘧啶、卟啉等）占10%；烷烃、脂肪酸、蜡、树脂等15%；腐殖质为65%（Schnitzer,1991）； 腐殖质从分离操作角度可以分为胡敏酸（HA）、富啡酸（FA）和胡敏素。三者的组成及结构基本相似。HA比FA含更多的C、H、N、S，及较少的O ； 新鲜的有机质 降解的有机质 土壤腐殖质 Humic substance 腐殖质: Soil organic compounds become stabilized and resistant to further changes by microorganisms; Stabilized organic matter acts like a sponge and can absorb six times its weight in water 高聚物 高分子量 无定型 抗分解 高吸附性 Humus = High Medium Low 沉积物中有机质 沉积物中有机质多为高聚物，主要类型也是腐殖质，它可占沉积物中有机质总量的70-80%，其余主要是蛋白质类物质、多糖、脂肪酸和烷烃等。 沉积物中的腐殖质组成与土壤中非常相似，HA与FA具有相近的组成结构。胡敏素是沉积物腐殖质中所占比例最大部分，是腐殖质中最不活跃的部分。 河流腐殖质中一般含90%的FA和10%HA，P、N既是其中有机质组分，也是其官能团，在河流沉积物中较多。 FA是早期成岩作用产物，通过缩聚反应，可转变成HA，进一步缩聚而成为胡敏素和干酪根。 腐殖质元素组成 高度脱灰的胡敏素元素组成更接近于胡敏酸，O含量及O/C原子比均明显地低于富啡酸，说明氧化程度低。胡敏素中硫主要为碳结合的硫。海洋沉积物中胡敏素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）比较研