中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

荧光光谱法分析油气化探样品中的芳烃

李庆霞, 刘亚轩, 陈卫明, 刘彬, 张勤. 荧光光谱法分析油气化探样品中的芳烃[J]. 岩矿测试, 2014, 33(4): 561-569.
引用本文: 李庆霞, 刘亚轩, 陈卫明, 刘彬, 张勤. 荧光光谱法分析油气化探样品中的芳烃[J]. 岩矿测试, 2014, 33(4): 561-569.
Qing-xia LI, Ya-xuan LIU, Wei-ming CHEN, Bin LIU, Qin ZHANG. Analysis of Aromatic Hydrocarbons in Oil and Gas Geochemical Exploration Samples by Fluorescence Spectrometry[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(4): 561-569.
Citation: Qing-xia LI, Ya-xuan LIU, Wei-ming CHEN, Bin LIU, Qin ZHANG. Analysis of Aromatic Hydrocarbons in Oil and Gas Geochemical Exploration Samples by Fluorescence Spectrometry[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(4): 561-569.

荧光光谱法分析油气化探样品中的芳烃

  • 基金项目:
    中国地质调查局地质矿产调查评价专项(12120114004101);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(AS2011J04)
详细信息
    作者简介: 李庆霞,硕士,高级工程师,主要从事有机分析研究。E-mail:liqingxia-1978@163.com
  • 中图分类号: O657.3;O625.11

Analysis of Aromatic Hydrocarbons in Oil and Gas Geochemical Exploration Samples by Fluorescence Spectrometry

  • 荧光光谱法避免了色谱法所需的大量分离工作,具有灵敏度高、检测限低、分析速度快等特点,非常适用于油气化探样品分析。本文对常规荧光光谱分析的样品前处理方法和仪器测定参数进行优化,建立了适用于测定油气化探样品中芳烃的荧光光谱分析方法。实验采用农残级正己烷作为溶剂,简化了溶剂提纯操作,采用振荡器间歇振荡方式有效地提高了芳烃的提取效果。在优化的仪器条件下对油气化探样品中的芳烃进行检测,选择萘、菲、 (䓛) 三种标准物质,采用单点外标法对样品激发波长265 nm,发射波长为320 nm、360 nm、405 nm的三个特征光谱峰进行定量分析,测定结果采用量化后的浓度值代替常用的荧光强度值,使不同实验室、不同型号仪器间的荧光指标具有统一的定量标准,提高了数据的可比性。本方法检测限为1.8 ng/g(以萘计算),优于行业标准(SY/T 6009.8—2003)规定的检出限≤2 ng/g要求,方法精密度(RSD,n=12)为4.5%(320 nm)、9.6%(360 nm)、14.7%(405 nm)。通过质量控制与质量管理体系的完善,本方法已经在大庆地区油气化探工作中得到实际应用,荧光指标对样品采样深度确定及异常点发现具有良好的指示作用。
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  • 图 1  在发射波长320 nm(a)、360 nm(b)、405 nm(c)下机械振荡与手动振摇对样品荧光强度的影响

    Figure 1. 

    图 2  在发射波长320 nm(a)、360 nm(b)、405 nm(c)下扫描速度对样品荧光强度的影响

    Figure 2. 

    图 3  在发射波长320 nm(a)、360 nm(b)、405 nm(c)下波长程序扫描与固定波长扫描对样品荧光强度的影响

    Figure 3. 

    图 4  在发射波长320 nm(a)、360 nm(b)、405 nm(c)下萃取液放置时间对样品荧光强度的影响

    Figure 4. 

    图 6  大庆油田不同地区土壤中芳烃荧光光谱发射波长320 nm、360 nm剖面图

    Figure 6. 

    表 1  不同仪器测定相同样品量化测试结果对比

    Table 1.  Comparison of quantitative results for the same sample determined with different instruments

    激发波长为
    265 nm时
    的发射波长
    样品
    编号
    参数 T4648 P220 P230 P241
    320 nm 1 荧光强度 34.35 30.23 12.63 12.39
    芳烃浓度(μg/g) 7.875 6.839 2.735 2.628
    2 荧光强度 101.4 87.40 49.70 49.20
    芳烃浓度(μg/g) 8.068 7.029 2.93 2.913
    360 nm 1 荧光强度 16.70 15.28 5.983 4.953
    芳烃浓度(μg/g) 0.123 0.111 0.041 0.033
    2 荧光强度 79.60 66.80 40.00 38.80
    芳烃浓度(μg/g) 0.142 0.122 0.043 0.035
    405 nm 1 荧光强度 3.533 2.753 1.177 0.918
    芳烃浓度(μg/g) 0.071 0.054 0.018 0.014
    2 荧光强度 16.80 11.70 9.900 6.800
    芳烃浓度(μg/g) 0.079 0.060 0.022 0.015
    注:1号样品由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所测定,2号样品由天津医科大学测定。
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    表 2  荧光光谱法测定2 μg/mL萘、菲、䓛标准品荧光强度的精密度

    Table 2.  The precision tests of 2 μg/mL naphthalin, phenanthrene, chrysene as standard samples determined by fluorescence spectrometry

    测定次数 激发波长为265 nm时各发射波长的荧光强度
    发射波长320 nm 发射波长360 nm 发射波长405 nm
    111.83353.6139.9
    211.78353.9140.1
    311.86353.6140.2
    411.56350.5140.1
    511.68351.6140.3
    611.75352.3140.5
    711.62350.5140.0
    811.26335.5138.9
    911.48345.1137.6
    1011.57354.6141.7
    1111.68356.0141.1
    1211.68354.1141.7
    RSD(%)1.41.60.8
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    表 3  荧光光谱法测定2 μg/mL萘、菲、䓛标准品荧光强度的长期精密度

    Table 3.  The long-term precision tests of 2 μg/mL naphthalin, phenanthrene, chrysene as standard samples determined by fluorescence spectrometry

    测定次数 激发波长为265 nm时各发射波长的荧光强度
    发射波长320 nm发射波长360 nm发射波长405 nm
    113.08395.1155.5
    213.43403.2156.5
    313.15396.3154.7
    412.57378.5148.5
    512.63379.9148.1
    612.06361.5139.4
    710.88328.4129.0
    810.72324.7127.9
    910.60321.1126.1
    1011.46348.3136.8
    1111.36347.0135.4
    1211.58351.0138.1
    长期RSD(%)8.38.07.8
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    表 4  荧光光谱法测定实际样品(10号样品)中芳烃的精密度

    Table 4.  The precision tests of aromatic hydrocarbon in actual sample (No.10) determined by fluorescence spectrometry

    测定次数 激发波长为265 nm时各发射波长的荧光强度
    发射波长320 nm发射波长360 nm发射波长405 nm
    19.1465.4101.484
    29.0434.9241.212
    38.3294.8101.220
    48.8685.2911.142
    59.5634.5161.469
    68.7945.7761.686
    79.3885.8711.562
    标准偏差0.410.500.21
    平均值9.025.231.40
    RSD(%)4.59.614.7
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    表 5  实际样品中芳烃重复分析的结果

    Table 5.  The reduplicate analysis of aromatic hydrocarbon in actual samples

    发射波长 样品T4648的荧光强度 样品P220的荧光强度 样品P230的荧光强度 样品P241的荧光强度
    第1次 第2次 第1次 第2次 第1次 第2次 第1次 第2次
    320 nm 34.10 34.35 29.63 30.23 12.37 12.63 11.98 12.39
    360 nm 16.23 16.70 14.93 15.28 5.811 5.983 4.794 4.953
    405 nm 3.533 3.588 2.753 2.819 1.177 1.171 0.918 0.935
    以320 nm萘计算的相对偏差 0.52% 1.42% 1.47% 0.53%
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出版历程
收稿日期:  2013-06-18
修回日期:  2013-09-24
录用日期:  2014-01-20

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