渤海沉积物中甲烷氧化速率及碳氢同位素分馏规律研究
发布时间：2021-01-08 19:10
渤海蕴藏着大量的油气资源,其主要成分是温室气体甲烷,自然环境下或人为因素的影响会引起其泄露与迁移,并对环境造成负面的影响。海底甲烷泄露与迁移过程中微生物会氧化绝大部分甲烷,从而降低了对环境的破坏。随着大气环境的不断被破坏,全球气候变暖,微生物氧化温室气体甲烷对于减少温室气体的增加具有重要的意义。所以微生物氧化甲烷的速率和碳氢同位素分馏过程是深刻理解海洋生态环境与全球气候变化之间关系的重要前提,具有重要的理论意义和参考价值。为了更好的认识渤海沉积物中甲烷氧化规律和同位素分离规律,本文选取渤海沉积物作为实验原料,借助气相色谱和气相色谱-同位素比值质谱仪进行了实验室模拟降解实验,成果如下:（1）基于不同氧气含量的分批氧化实验分析结果显示,4组不同温度的氧化实验中厌氧氧化实验组中在长达160天的实验中甲烷剩余含量基本保持在90%左右不变。而好氧氧化实验组中的甲烷在较高温度时会将装置中甲烷全部氧化,即渤海沉积物中甲烷氧化作用以好氧氧化占主导。低温4℃实验组中,好氧氧化和厌氧氧化均基本停滞,说明低温时微生物的活性会受到抑制而停止生命代谢活动。实验中,甲烷剩余含量均出现约10%左右的下降,其主要原因...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沉积物采样站位
青岛大学硕士学位论文空支持系统、数据处理系统等组成。其中，进样系统会将待测的实验气体导入质仪的系统，同时不破坏离子源和分析室的真空性。待测的实验气体在离子源中将发生电离，加速并聚焦成束，在此过程中离子源的要求是单色性好，电离效率高。过离子源并且发生电离的待测实验样品会在质量分析器中将具有不同荷质比的离分开，主体为一扇形磁铁。之后，被分离的具有不同荷质比的离子的离子束将会离子检测器接收，并且加以放大和记录[59]。最后在经过数据处理系统对检测数据行分析，装置结构如图 2.2。
图 2.3 GC 系统装置结构Fig.2.3 Main structure of GC systerm行样品检测前，同样需要运行仪器至稳定平衡后，开始检测标准气体样数据稳定并且平行性较好时，记录 3 组标准样品的检测数据。然后，样品，待测样品的取样流程方法以及需要注意的事项和上文中 GC-I时相同，样品中的氮气和氧气、甲烷、二氧化碳在色谱柱中的分配系这些组分在色谱柱中的流动速度存在差异，经过一定的柱长后，不同彼此分离，按照先后顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号录器上描绘出各组分的色谱峰 。 根据检测的色谱图上的色谱峰的出色谱峰所对应的物质，并根据色谱峰面积的大小可以进行定量分析检。样品检测后，记录相关检测数据。结合实验装置中的压力数据(单位为(单位为 K)、实验气体所占顶空瓶(气瓶)体积等数据(单位为 L)以及使样品的组分（含有甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳）的体积占比来计算样品的甲烷和二氧化碳的含量[60]，具体计算公式参见下文中 2.5.4 计算
【参考文献】：
期刊论文
[1]GC–IRMS测定白色块状天然气水合物气体中的碳氢同位素[J]. 雷知生,曹珺,刘坚,程思海,陈道华. 化学分析计量. 2015(01)
[2]鄱阳湖表层沉积物有机碳、氮同位素特征及其来源分析[J]. 王毛兰,赖建平,胡珂图,张丁苓,赖劲虎. 中国环境科学. 2014(04)
[3]天然气中CO2氧同位素在线检测技术与应用[J]. 李谨,李志生,王东良,李剑,谢增业,孙庆伍. 石油学报. 2014(01)
[4]海洋油气微生物好氧降解轻烃模拟试验[J]. 陈立雷,李双林,赵青芳,贺行良,张培玉. 海洋环境科学. 2013(06)
[5]轻烃在海洋沉积物中的吸附与解吸行为研究[J]. 陈立雷,贺行良,赵青芳,张培玉,李双林. 天然气地球科学. 2013(04)
[6]海洋沉积物甲烷厌氧氧化作用（AOM）及其对无机硫循环的影响[J]. 吴自军,任德章,周怀阳. 地球科学进展. 2013(07)
[7]渤海海底地形特征[J]. 陈义兰,吴永亭,刘晓瑜,周兴华,雷宁. 海洋科学进展. 2013(01)
[8]甲烷氧化菌及其在环境治理中的应用[J]. 魏素珍. 应用生态学报. 2012(08)
[9]天然气水合物客体分子与同位素组成特征及其地球化学应用[J]. 贺行良,王江涛,刘昌岭,赵青芳. 海洋地质与第四纪地质. 2012(03)
[10]谁是“全球变暖”的主因——碳的自然排放源与地球化学循环及气候变化主因研究评述[J]. 张景廉,杜乐天,范天来,李相博. 中国科学院院刊. 2012(02)
博士论文
[1]渤海表层沉积物中细菌群落对石油烃污染的响应及其降解潜力研究[D]. 杨凤龙.中国农业大学 2015
[2]甲烷氧化菌的微生态解析及其应用基础研究[D]. 韩冰.清华大学 2008
本文编号：2965143
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沉积物采样站位
青岛大学硕士学位论文空支持系统、数据处理系统等组成。其中，进样系统会将待测的实验气体导入质仪的系统，同时不破坏离子源和分析室的真空性。待测的实验气体在离子源中将发生电离，加速并聚焦成束，在此过程中离子源的要求是单色性好，电离效率高。过离子源并且发生电离的待测实验样品会在质量分析器中将具有不同荷质比的离分开，主体为一扇形磁铁。之后，被分离的具有不同荷质比的离子的离子束将会离子检测器接收，并且加以放大和记录[59]。最后在经过数据处理系统对检测数据行分析，装置结构如图 2.2。
图 2.3 GC 系统装置结构Fig.2.3 Main structure of GC systerm行样品检测前，同样需要运行仪器至稳定平衡后，开始检测标准气体样数据稳定并且平行性较好时，记录 3 组标准样品的检测数据。然后，样品，待测样品的取样流程方法以及需要注意的事项和上文中 GC-I时相同，样品中的氮气和氧气、甲烷、二氧化碳在色谱柱中的分配系这些组分在色谱柱中的流动速度存在差异，经过一定的柱长后，不同彼此分离，按照先后顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号录器上描绘出各组分的色谱峰 。 根据检测的色谱图上的色谱峰的出色谱峰所对应的物质，并根据色谱峰面积的大小可以进行定量分析检。样品检测后，记录相关检测数据。结合实验装置中的压力数据(单位为(单位为 K)、实验气体所占顶空瓶(气瓶)体积等数据(单位为 L)以及使样品的组分（含有甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳）的体积占比来计算样品的甲烷和二氧化碳的含量[60]，具体计算公式参见下文中 2.5.4 计算
【参考文献】：
期刊论文
[1]GC–IRMS测定白色块状天然气水合物气体中的碳氢同位素[J]. 雷知生,曹珺,刘坚,程思海,陈道华. 化学分析计量. 2015(01)
[2]鄱阳湖表层沉积物有机碳、氮同位素特征及其来源分析[J]. 王毛兰,赖建平,胡珂图,张丁苓,赖劲虎. 中国环境科学. 2014(04)
[3]天然气中CO2氧同位素在线检测技术与应用[J]. 李谨,李志生,王东良,李剑,谢增业,孙庆伍. 石油学报. 2014(01)
[4]海洋油气微生物好氧降解轻烃模拟试验[J]. 陈立雷,李双林,赵青芳,贺行良,张培玉. 海洋环境科学. 2013(06)
[5]轻烃在海洋沉积物中的吸附与解吸行为研究[J]. 陈立雷,贺行良,赵青芳,张培玉,李双林. 天然气地球科学. 2013(04)
[6]海洋沉积物甲烷厌氧氧化作用（AOM）及其对无机硫循环的影响[J]. 吴自军,任德章,周怀阳. 地球科学进展. 2013(07)
[7]渤海海底地形特征[J]. 陈义兰,吴永亭,刘晓瑜,周兴华,雷宁. 海洋科学进展. 2013(01)
[8]甲烷氧化菌及其在环境治理中的应用[J]. 魏素珍. 应用生态学报. 2012(08)
[9]天然气水合物客体分子与同位素组成特征及其地球化学应用[J]. 贺行良,王江涛,刘昌岭,赵青芳. 海洋地质与第四纪地质. 2012(03)
[10]谁是“全球变暖”的主因——碳的自然排放源与地球化学循环及气候变化主因研究评述[J]. 张景廉,杜乐天,范天来,李相博. 中国科学院院刊. 2012(02)
博士论文
[1]渤海表层沉积物中细菌群落对石油烃污染的响应及其降解潜力研究[D]. 杨凤龙.中国农业大学 2015
[2]甲烷氧化菌的微生态解析及其应用基础研究[D]. 韩冰.清华大学 2008
本文编号：2965143
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