渤海沉积物中甲烷氧化速率及同位素分馏规律研究

• 作者: 刘昌岭 孟庆国 张培玉 李晶 秦德谛 贺行良 郑秀丽 陈宇峰
• 来源期刊: 岩矿测试
• 学科: 化学
• 关键词: 渤海沉积物 甲烷氧化速率 同位素分馏 生物降解 气相色谱法 气相色谱-同位素比值质谱法
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 岩石矿物分析
• 页码范围: 164-174
• 页数: 11页
• 分类号: O623.11|O657.71
• 字数: 9462字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201707100117

摘要

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,对环境造成负面的影响.但是,泄露与迁移过程中微生物会氧化绝大部分甲烷,而不同的环境条件会影响氧化过程中的速率及碳同位素分馏过程.为了更好地认识渤海沉积物中甲烷氧化规律和同位素分馏规律以及为进一步研究此区域的甲烷氧化提供参考,本文选取渤海沉积物作为进行实验室模拟降解实验原料,借助气相色谱和气相色谱-同位素比值质谱仪测定渤海沉积物中的甲烷氧化速率,确定了甲烷氧化碳同位素分馏系数ε.结果表明:渤海沉积物中甲烷氧化作用以好氧氧化占主导,氧化温度和气体流速是影响甲烷氧化速率的主要因素.在连续培养的模式下,当温度由28℃降至15℃时,甲烷的平均氧化速率降低60%±10%,即温度越低越不利于甲烷氧化作用的发生.而气体流速由50 μL/min增加至150 μL/min时,甲烷的平均氧化速率增加90%±10%,即增加气体流速有利于氧化反应速率的提高.实验还发现,甲烷碳、氢同位素的分馏效应主要受氧化温度制约,分馏程度与温度呈正相关.实验结论认为温度是影响甲烷氧化速率和同位素分馏规律的重要因素.