砂巖型鈾礦石中的芳烴化合物的測定新方法

孫國祿，蔡金芳，張富平，廖天錄

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025；2.核工業(yè)二○三研究所，陜西 咸陽 712000）

地質(zhì)試樣中有機(jī)成分的測定已受到廣泛重視［1－6］。巖石中的烴類化合物含有諸多成礦信息，在油氣地質(zhì)勘探中，對于了解巖石演化過程有重要意義。

砂巖中的有機(jī)物成分用有機(jī)試劑直接提取法不能使其進(jìn)入提取相，而且試液很難澄清，操作不方便。采用索氏提取法可以克服以上缺點(diǎn)，但需要72h以上時(shí)間，不適合批量試樣的分析。試驗(yàn)提出了一種砂巖型鈾礦石中可溶性有機(jī)芳烴化合物的熒光光譜測定方法。在堿性焦磷酸介質(zhì)中，分次加熱浸出混合有機(jī)物，離心分離后，濾液再用二氯甲烷萃取分離，最后用265nm紫外光激發(fā)，在350～450nm波段進(jìn)行熒光測定。該方法能為砂巖型鈾礦石及其他巖石和土壤中可溶性烴類的測定提供一種新的測定手段。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

FR－5031PC熒光分光光度計(jì)，日本島津；離心機(jī)，50r／s，北京醫(yī)療離心機(jī)廠；蒸餾器，2 000mL；電熱套，2000mL，0.4kW；分液漏斗，250mL，50 mL；離心管，50mL；三角燒瓶，200mL。

三氯甲烷，二氯甲烷，石油醚，正己烷，無水乙醇，焦磷酸鈉，磷酸氫二鈉（無水），檸檬酸，均為分析純；試驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.2 測定方法

試樣在堿性焦磷酸溶液中加熱溶解，可溶性有機(jī)物進(jìn)入溶液。離心分離后，用有機(jī)試劑萃取，使與無機(jī)物及堿性物質(zhì)分離。利用多環(huán)芳烴具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在紫外光激發(fā)下測定熒光強(qiáng)度。

1.3 測定條件

激發(fā)波長265nm，發(fā)射波長掃描范圍300～500nm，記錄范圍0.0～1 000.0，快速掃描，狹縫寬度5nm，高靈敏度，自動(dòng)響應(yīng)。

1.4 萃取劑的選擇與提純

對常用的能夠提取有機(jī)物的試劑進(jìn)行篩選。選擇三氯甲烷、二氯甲烷、石油醚、正己烷等進(jìn)行萃取試驗(yàn)，并進(jìn)行空白試驗(yàn)。這些試劑不同程度地均有較大空白值，因此，在使用前均經(jīng)過提純。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 堿性焦磷酸介質(zhì)中有機(jī)物提取的影響因素

2.1.1 焦磷酸鈉、氫氧化鈉及蒸餾水空白試驗(yàn)

利用堿性溶液提取腐殖酸等有機(jī)物法［7］，首先對焦磷酸鈉、氫氧化鈉及蒸餾水進(jìn)行熒光光譜測定。這些物質(zhì)的熒光強(qiáng)度均很低，不會(huì)給測定引進(jìn)空白值。

用焦磷酸鈉（75%）＋氫氧化鈉（3.5%）的堿性溶液加熱提取有機(jī)物，試驗(yàn)了3種介質(zhì)，即堿性溶液直接萃取，中和至中性后加入pH＝6.2的緩沖溶液再萃取，以及溶液調(diào)至酸性（pH＜1）時(shí)再萃取。試驗(yàn)結(jié)果表明：3種試劑中，二氯甲烷萃取率最高；提取物的絕對含量以中性介質(zhì)最高，酸性介質(zhì)次之?？紤]到在酸性介質(zhì)中萃取時(shí)容易出現(xiàn)大量氣泡而影響后面的操作，所以確定萃取介質(zhì)pH以6.2為宜。

2.1.2 焦磷酸鈉＋氫氧化鈉提取液用量的影響

分別稱取礦石10g于200mL三角瓶中，考察提取液用量的影響。對不同用量的提取液，分2次加入后放于水浴中加熱煮沸60min，冷卻后離心分離沉淀，清液轉(zhuǎn)入250mL燒杯中，沉淀再用剩余提取液洗滌轉(zhuǎn)入三角瓶，繼續(xù)在水浴上加熱60min。重復(fù)以上步驟，最后用9mol／L硫酸調(diào)節(jié)溶液pH為6.0，用pH為6.2的緩沖溶液10 mL轉(zhuǎn)入250mL分液漏斗中，加入二氯甲烷30 mL，搖晃5min。分層后，將有機(jī)相放入50mL分液漏斗中，加入5mL無水乙醇，再次搖動(dòng)1min。將下層清液放入25mL比色管中，按設(shè)定條件測定熒光強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，提取液在180mL以上時(shí)測定結(jié)果較穩(wěn)定。試驗(yàn)選用200mL。

高校行政管理改革必須要對機(jī)構(gòu)的設(shè)置和權(quán)力結(jié)構(gòu)做出調(diào)整，對機(jī)構(gòu)、分配制度和用人制度等進(jìn)行深化的改革，而這些本質(zhì)上就是對權(quán)力做出調(diào)整。從目前我國各大高校的權(quán)力結(jié)構(gòu)上來看，很多高校都實(shí)行著“校院系”的三級(jí)管理模式，這樣的模式會(huì)讓權(quán)力過度地集中在上級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)階層手中，從而致使院系行政管理的職能處處受制，無法充分發(fā)揮作用。因此，對權(quán)力結(jié)構(gòu)做出調(diào)整，將更多的權(quán)力下放給院系，激發(fā)院系的行政管理活力，這樣有利于整個(gè)學(xué)校管理體系的運(yùn)行。

2.1.3 無水乙醇用量的影響

為使重現(xiàn)性更好，試驗(yàn)采用離心分離法分離有機(jī)物。負(fù)載有機(jī)相中加入無水乙醇，溶液中的大量氣泡很快消失，溶液分層加快，進(jìn)入二氯甲烷萃取液中的有色物質(zhì)很快浮于上層。試驗(yàn)選用5 mL無水乙醇。

2.1.4 200mL提取液抽提次數(shù)的影響

將200mL提取液平均分成2、3、4等份，分別用于提取同一物質(zhì)，每次60min。合并各次提取液，按設(shè)定條件測定熒光強(qiáng)度。結(jié)果表明，提取次數(shù)越多，測定結(jié)果準(zhǔn)確性越高。試驗(yàn)選擇提取4次，每次50mL。

2.1.5 水浴加熱時(shí)間的影響

提取液200mL，分4次提取。試驗(yàn)結(jié)果表明，每次加熱時(shí)間在20min以上，測定結(jié)果趨于穩(wěn)定。試驗(yàn)選擇30min。

2.1.6 樣品質(zhì)量的影響

對同一試樣稱取不同質(zhì)量，按以上條件提取和測定。結(jié)果表明，樣品質(zhì)量對熒光強(qiáng)度影響最大?？梢?，測定結(jié)果仍然是相同條件下的相對結(jié)果。

2.1.7 試樣粒度的影響

對于礦石樣品，先去除外表的泥土，碾碎成自然粒度后混勻，分成4份，分別過0.25mm、0.177mm、0.149mm和0.125mm篩。分別稱取不同粒度試樣10g，于200mL三角瓶中，加入50mL提取液，加熱30min，提取4次后，按設(shè)定條件進(jìn)行測定。結(jié)果表明，試樣粒度對測定結(jié)果影響不大。

2.2 方法精密度

對砂巖樣品200307－648和200307－705進(jìn)行精密度試驗(yàn)，測定次數(shù)均為8次，測定結(jié)果見表2?？梢钥闯?，385nm波長下的熒光強(qiáng)度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于6%，表明方法具有較好的精密度。

表2 方法精密度

2.3 樣品分析

按上述試驗(yàn)確定的測定條件對新疆吐哈工區(qū)20個(gè)砂巖樣品中的可溶性芳烴進(jìn)行測定。分別稱取5.0g試樣于200mL三角瓶中，加入50mL焦磷酸鈉＋氫氧化鈉提取液，放入100℃水浴中加熱并保持30min，取下冷卻后倒入離心管中離心分離；清液倒入250mL燒杯中，沉淀用50mL提取液轉(zhuǎn)入原三角瓶中，再放入沸水浴中重復(fù)以上步驟共4次；提取液均倒入250mL燒杯中，用9mol／L硫酸溶液調(diào)節(jié)pH至6.0，用緩沖溶液10 mL轉(zhuǎn)入250mL分液漏斗中，加入30mL處理過的二氯甲烷，劇烈搖動(dòng)5min；放置分層后，將下層二氯甲烷放入50mL分液漏斗中，再加入5 mL無水乙醇，搖動(dòng)1min；分層后，將下部清液轉(zhuǎn)入25mL比色管中，并在指定波長下測定其熒光強(qiáng)度。測定結(jié)果見表3?？梢钥闯?，不同試樣的熒光強(qiáng)度差異較大，表明芳烴化合物的含量有較大差異。

表3 新疆吐哈工區(qū)砂巖型鈾礦石中可溶性芳烴化合物的測定結(jié)果

3 結(jié)論

砂巖型鈾礦石中的可溶性有機(jī)混合物可在堿性焦磷酸介質(zhì)中加熱提取，然后用二氯甲烷萃取分離，熒光光譜法測定。該方法對有機(jī)化合物的提取能力較強(qiáng)，而且簡單快速，重現(xiàn)性好，易于操作。該方法也可用于土壤樣品中可溶性芳烴化合物的提取與測定。

［1］周炎如.中國西部盆地新生代油氣藏深部有機(jī)質(zhì)成烴的論據(jù)［J］.新疆石油地質(zhì)，1999，6（20）：476－480.

［2］孫曄，李子穎，郭慶銀，等.巖石熱解技術(shù)在砂巖型鈾礦床烴類性質(zhì)檢測中的應(yīng)用［J］.世界核地質(zhì)科學(xué)，2006，23（3）：125－129.

［3］李新景，盧松年.高溫氣相色譜與石油分析［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，1999，14（2）：193－196.

［4］史向陽，王俊奇.氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定巖芯樣品中的苯系化合物［J］.巖礦測試，2000，19（1）：1－3.

［5］呂偉，李通化.離子色譜技術(shù)在巖礦測試中的應(yīng)用［J］.巖礦測試，1992，11（3）：268－272.

［6］何謀春，呂新彪，姚書振，等.沉積巖中殘留有機(jī)質(zhì)的拉曼光譜特征［J］.地質(zhì)科學(xué)情報(bào)，2005，24（3）：67－69.

［7］徐靜安.復(fù)合肥和功能性肥料分析測試方法［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.