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海洋所在深海环境对拉曼光谱定量分析影响机制研究中取得进展

时间:2021-09-02 作者:专家委 点击:153

仪表网 仪表研发】拉曼光谱技术因其快速检测、无损分析、适用于流体环境等优势已被广泛应用于深海极端环境(热液与冷泉)和流体包裹体组分的原位分析中,但其作为分子振动光谱易受到外界温度、压力、盐度等环境因素的影响,被认为无法用于定量分析。前期,中国科学院海洋研究所已构建了深海环境下甲烷、二氧化碳、氢气等组分的拉曼光谱原位定量分析方法。而深海高(低)温、高压、盐度易波动的流体极端环境给原位拉曼光谱的准确测量造成困难。准确评估深海环境对拉曼光谱定量分析的影响,从而开展深海极端环境下拉曼光谱的高精度测量工作具有较大挑战。
 
  中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室研究员阎军研究团队选取深海与地质流体环境中十分重要的甲烷气体组分为研究对象,利用实验内建立的深海极端环境模拟系统开展了深海热液流体与地质流体环境的真实模拟,获取了覆盖深海与地质流体环境宽温盐范围(0-300℃,0-5.0 mol/kg NaCl)甲烷组分的定量校准模型,并通过对多种拉曼参数的精准量化,揭示出温度、盐度等流体环境因素对拉曼光谱定量分析影响的机制。
 
  拉曼光谱定量分析模型是开展深海原位拉曼定量探测的基础,因此研究中构建的宽温度、盐度条件下甲烷组分的定量模型,以及温盐变动对拉曼定量分析影响的量化数据,将显著提高深海环境下气体组分原位拉曼光谱定量探测的精度。此外,该方法在地质流体及流体包裹体中气体挥发分的定量分析方面也具有良好适用性。
 
  相关研究成果近日发表在Chemical Geology上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、中科院特别研究助理资助项目、中国博士后科学基金等的资助。

(来源:仪表网 )