海洋沉积物孔隙水中阴阳离子含量的离子色谱法分析方法

葛璐, 杨涛, 杨競红, 蒋少涌

葛璐, 杨涛, 杨競红, 蒋少涌. 海洋沉积物孔隙水中阴阳离子含量的离子色谱法分析方法[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2006, 26(4): 125-130.
引用本文: 葛璐, 杨涛, 杨競红, 蒋少涌. 海洋沉积物孔隙水中阴阳离子含量的离子色谱法分析方法[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2006, 26(4): 125-130.
GE Lu, YANG Tao, YANG Jing-hong, JIANG Shao-yong. ION CHROMATOGRAM METHOD FOR ANALYZING ANIONS AND CATIONS IN PORE WATER FROM MARINE SEDIMENTS[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2006, 26(4): 125-130.
Citation: GE Lu, YANG Tao, YANG Jing-hong, JIANG Shao-yong. ION CHROMATOGRAM METHOD FOR ANALYZING ANIONS AND CATIONS IN PORE WATER FROM MARINE SEDIMENTS[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2006, 26(4): 125-130.

海洋沉积物孔隙水中阴阳离子含量的离子色谱法分析方法

基金项目: 

国家高新技术研究开发计划("863")天然气水合物探测技术课题(2003AA611020/02)

天然气水合物资源综合评价及勘探开发战略研究项目(GZHZ200200203-04-02)

详细信息
    作者简介:

    葛璐(1982-),女,硕士,从事海洋地球化学研究,E-mail:shyjiang@nju.edu.cn

  • 中图分类号: P736.4

ION CHROMATOGRAM METHOD FOR ANALYZING ANIONS AND CATIONS IN PORE WATER FROM MARINE SEDIMENTS

  • 摘要: 分别采用Metrosep A Supp4-250型阴离子柱和Metrosep C 2-150型阳离子柱,以1.8 mmol/L Na2CO3+1.7 mmol/L NaHCO3和4 mmol/L酒石酸+0.75 mmol/L吡啶二羧酸为阴阳离子淋洗液,用离子色谱仪来测定海洋沉积物孔隙水中阴离子Cl-、Br-和SO42-浓度和阳离子Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+的浓度。特别是针对高Cl-和高Na+背景下Br-和NH4+的测定做了专门分析,得到了较理想的结果,建立了一套离子色谱法测定海洋沉积物孔隙水中常见的阴阳离子含量的实验方法。
    Abstract: We use ion chromatogram technique to determine the anion and cation ion concentrations in pore waters. Metrosep A Supp4-250 type column and 1.8 mmol/L Na2CO3+1.7 mmol/L NaHCO3mixed solution in anion system are used to determine concentrations of Cl-,Br-and SO42- in pore water, and Metrosep C 2-150 type column and 4 mmol/L tartaric acid+0.75 mmol/L C7H5NO4 mixed solution in cation system are used to determine concentrations of Na+,NH4+,K+,Ca2+and Mg2+.The results indicate that correlation coefficient between measured and standard values for each ion in standard solutions preponderates over 0.999. The detection limit is less than 0.5 mg/L, and the relative standard deviation is better than 3%. In particular, we carried out special experiment to measure Br-concentration under high Cl- concentration background as well as NH4+concentration under high Na+ concentration background. Right now, a tentative ion chromatograph method for analyzing concentrations of cations and anions in pore water from marine sediments has been established in our lab. This method has been proved to be rapid, simple, sensitive, and accurate.
  • 2023年元旦,我国沉积地质学界的著名学者何起祥教授在铺天盖地的新冠疫情中驾鹤西去。惊闻何起祥先生离世的消息我一时竟呆住了,我们只是在新冠病毒肆虐的一段时间里里没有见面,谁知竟致阴阳两隔。回想起与先生相识相知的近40年挥之不去不呼即来的往事都历历在目,不禁悲从中来。先生是我的前辈,我们不仅是一个单位的同事,也曾是同一个所领导班子的成员,他是我的领导也是我的朋友,彼此的了解和相知就是再自然不过的事了。何先生是青岛海洋地质研究所的第二任所长,也是一位为业界所称道的沉积学家。先生无论是人品还是学识都不仅为我辈所仰慕也为业界所熟知。忆及与先生交往的点点滴滴,想拮取记忆深刻的往事当作圣洁的花束,希望花的馨香能上达天堂带去我们的思念,也以为先生祭。

    我与先生的交往是先闻其名后识其人的。1983年在地矿部石油地质海洋地质局刘光鼎副局长的办公室听刘先生和业治铮先生讲何起祥,言谈中赞赏有加。那时地矿部党组按照革命化、知识化、年轻化的要求,准备调整海洋地质研究所的领导班子。业先生力荐当时还在长春地质学院工作的何起祥同志到海洋地质所担任主持业务工作的副所长,这一提议得到了刘光鼎副局长的鼎力支持。在部党组讨论任免事项时,经孙大光部长提议何起祥同志被直接任命为海洋地质研究所所长。翌年2月份何起祥先生从长春地质学院调任海洋地质研究所所长我们方才谋面。随即我就在何所长的领导之下工作达七年之久,直到他赴泰国曼谷担任东亚-东南亚近海和沿岸地球科学项目协调委员会(CCOP)技术秘书处高级石油地质专家,实际上是那时候技术秘书处的技术负责人。在1984—1991年何所长任职期间正值改革开放我国国民经济调整和转型的爬坡期间,地质工作处于一个相对艰难的低谷时期,地质科学研究单位也面临着转制和转型的局面。我们所按照地矿部和国家科委的规定经常性基本经费减拨到位六四开,即事业费只拨付核定额度的60%,而另外40% 要依靠自己的努力,或者有能力争取更多的项目,或者能到市场上去打拼挣钱。这对于习惯了依靠国家财政全额拨款的地质事业单位而言,其难度不言自明。特别是对于既无成熟产品也无“独门绝技”的地质科研单位更是难上加难。国家为了促进科研单位走向经济建设的主战场,在科技政策和经济政策上也作了引导性和鼓励性的调整。即便如此,如何适应这种转变,把“一业为主多种经营”的政策落到实处,使科学技术成果转化为生产力,转化为经济效益,保证地质科研单位的正常运转和不断发展,仍然是对一个单位领导集体的智慧和能力的考验。作为所长何起祥先生做出的努力对所有的亲历者而言是有目共睹的。他一方面在稳住地质科学研究主体方面下功夫,争取确立了部局支持的“四大支柱”科学研究项目;另一方面组建了服务社会走向地质市场的地质技术开发公司,在发展多种经营方面发挥自己的主观能动作用。这些有力的举措保证了本单位的正常运转和发展。

    为了争取把部控项目“中国海区及邻域地质-地球物理系列图”的负责单位和项目办公室放在我所,争取我单位成为国家“八五”重大科技攻关计划85-904 中的06和08两个项目的牵头单位,何起祥所长亲自到地矿部和石油海洋局去游说,经过一番努力,这几个项目负责单位和项目办公室如愿落在我们所。这些项目的实施不仅锻炼形成了我单位科研骨干团队,而且整体提升了业务水平和技术素质。提高了单位在海洋地质界的声誉和地位。系列图项目的成果获得国家自然科学二等奖,85-904-06和85-904-08两个项目获得国家计委、国家科委、财政部颁发的国家“八五”科技攻关重大科技成果奖。何所长不仅是科研工作的指挥员而且是战斗员。他和业治铮先生、张明书先生负责的《海南、西沙礁相第四纪地质研究》是完全由我所独立承担的先导性部控项目。项目在西沙群岛的永乐群岛、宣德礁等七个岛屿开展地质调查研究,并在石岛和琛航岛首开海岛深部全取心科学钻探工作,开拓了生物礁相比较沉积学研究的先河。其成果获得地矿部科技成果二等奖。何所长以自身的经历深知广泛的国内外合作与交流的重要性。他在任职期间全力推进与CCOP、荷兰、日本、美国等国际组织和国家间的学术交流和科研合作,取得了卓有成效的成果。通过何所长的运作,在中科院海洋研究所秦蕴珊所长的理解和支持下,青岛地质学会的挂靠单位从中科院海洋研究所转移到海洋地质所。又在文圣常院长支持下,与时任山东海洋学院地质系主任的徐世浙先生签署了校所合作协议。这些举措对于海洋地质研究所稳定科研主体,切实落实一业为主的任务发挥了重要作用。

    1984年11月,所领导决定成立地质技术开发公司,这是实现地质科研成果转化,地质技术的社会化服务,地质工作走向经济建设主战场的重要举措。1985年5月何起祥所长代表所领导找我谈话,要我从仅当了一年多的工会副主席转岗担任这个一无资金二无队伍的地质技术开发公司经理。要千方百计开拓地质市场,走向社会去找市场找资金;为保证本单位正常运转和发展做出贡献;争取在国家和地方经济建设中体现地质工作的地位和价值。我们两人都知道这个担子的份量,也有着宁肯苦干也不能苦熬的共识。何所长说他能给我的支持就是所里的职工和设备地质技术开发公司都可以调动和使用,但投资是没有的。同时许诺地质技术开发公司可以制定一些跟所里标准不一样的一些经济分配方面的规定,以适应市场经济的需求。我深知这也是别无选择的只有硬着头皮往前闯的工作。只有现在的拼搏和奋斗,才有将来的各种可能。在我任经理的六年里,何所长对开发公司的工作给与了有力的支持。1985年在滴水成冰的隆冬季节里我作为项目负责人和项目技术负责人徐明广同志一起陪同何所长驱车前往引黄济青工程地质勘察施工工地逐一看望在沿线7个县区250 km野外施工线路上顶风冒雪工作的我所技术人员。每到一地除了向野外工作的一线同志表示慰问之外,还认真听取汇报,检查施工质量,与大家一起探讨地质技术问题。他还亲自主持地质勘察成果报告的评审,把好调查研究成果的最终出口。我们提交的引黄济青线路工程地质勘察报告获得了委托单位—山东省水利设计院的充分肯定,为引水工程建设提供了高质量的地质资料和数据。我们为引黄济青工程所做出的贡献得到了青岛市委市政府的肯定,1986年2月9日青岛日报在头版头条做了专门的报道。这些项目的完成有效地提升了社会效益和我所的社会知名度。

    即墨温泉地热的调查和开发利用项目是时任青岛市科委程友新主任与何起祥所长共同策划的一个地下热水资源开发利用项目。1985年12月28日何起祥所长和蔡乾忠副所长带着我以及所科技处、物探室的同志共六个人,程友新主任带领科委计划科梁科长、市水源办公室臧丕津主任等3人到即墨县温泉镇与即墨县姜县长、县科委修主任、温泉镇伊镇长和东温村丁书记,以及温泉镇驻军的庞处长共同研讨地热资源的调查和开发利用问题。经过协商讨论,确定由青岛市科委立项,由我所地质技术开发公司承担地热资源调查和评价任务,即墨县和温泉镇及东温村为调查施工提供一切便利条件。1986年6月18日地质技术开发公司先后组织了由薛春汀带领的地质组开展地热地质构造和资源量评价工作,由齐国钧带领的物探组开展一米测温等物探工作。经过对10 km2调查区的调查评价,圈出了地热分布区6.5 km2,测算地下热水资源总量达1.78亿m3。为地热资源的开发利用规划提供了第一手资料。时至今日,当我们亲眼见到温泉开发利用带来的发展,不由得对何起祥所长和后来担任过青岛市委副书记的程友新这些先行者们心生敬意,也钦佩他们的远见卓识。由地质技术开发公司主持的项目,如为招远县黄金公司完成的“招远县河流砂金调查评价”项目和为平度市城区供水找到的白沙河水源地项目,只要是需要所领导出面的事,何起祥所长都必定亲力亲为。在所领导和全所职工的支持下,地质技术开发公司不断发展壮大。不仅发展了工程勘察和桩基施工业务,还发展了测试分析技术和珠宝玉石质量鉴定业务;而且以我所技术主业的优势抢占了更多的市场份额。在壮大技术业务能力的同时经济总量和经济效益得到了迅速提升。1985年当年实现产值 10.5万元,1988年实现产值34.5万元,1991年实现产值162.2万元 。成为海洋地质研究所的支柱产业,实现了出成果、出人才、出效益的目的。

    “一业为主,多种经营”方针的落实,为稳定和发展海洋地质研究所发挥了重要作用。何起祥所长在其中所起的作用是不容置疑的。这不仅使我想起了法国思想家罗曼罗兰的名言:“世界上只有一种英雄主义,那就是看清了生活的真相,依然真诚地热爱生活”。他做到了这一点。面对工作中的困局和困难,他作为一个单位的领导者没有选择退缩而是勇于拼搏和奋斗,推进了单位的发展和事业的进步。

    何起祥先生是我国沉积地质学界的知名科学家,扎实的专业功底和严谨的治学态度为刘宝珺、孙枢、刘东生、业治铮、刘光鼎、许靖华、汪品先、秦蕴珊等中外沉积学界和海洋地质学界的大家所赞赏。他曾在国内外多所高等院校和学术组织担任职务;长期担任《沉积学报》 《海洋地质与第四纪地质》 《海洋与湖沼》 《China Earth Sequences》等刊物的编委,为培养地学人才、加强学科建设、推进国际合作做出了突出的贡献。何先生文学功底深厚,他的《沉积岩与沉积矿床》这样的专业著作使人读起来并不觉艰涩难懂。他翻译的许靖华的著作《搏击沧海—地学革命风云录》文字如行云流水,堪称地学译著的范本。他的书法和绘画都有相当的功底。这也似乎是地学界诸多大师们的一种共性,他们不仅是地学专业领域的佼佼者,对地学领域的“经史子集”如数家珍,而且跨界到文学、艺术等领域无论是诗词歌赋还是琴棋书画也颇有建树。这些融会贯通的学识令人觉得地质科学并不是冰冷刻板的石头和板块,而是可以有情趣有温度的人文科学。

    何起祥所长作为我的领导和同事,我们在工作中配合默契,生活中是君子之交。相互之间坦诚相待,他对我的指导、帮助和提携既无功利也无物欲。对于他的学生和年轻人,他更是殚精竭虑倾心相授。在长春地质学院任教的时候,他的学生说,何老师上沉积岩课的时候,教室里座无虚席。在海洋地质研究所任所长期间,不管是否是他主持的课题,都会得到他的指导和帮助。他结束CCOP的工作回到所里以后已经过了退休年龄;虽然已经不在领导岗位,但他依然为了所的发展发挥自己的光和热。1997年6月,何起祥先生应邀担任“地矿部海洋地质开放研究实验室”主任,2001年4月应邀担任“海洋地质研究所科学技术咨询委员会”主任,5月又应邀出任“中国地质调查局海岸带地质研究中心”主任。这些岗位并不是通常所说的“闲职”,而是有明确的岗位职责和工作内容的。何起祥先生在这些岗位上兢兢业业、尽职尽责,做了大量有益的工作,为培养海洋地质研究所的科研团队,提升科研能力和学术水平做出了贡献。2002年海洋地质研究所组织编写出版《海洋地质丛书》共九册,何起祥先生执笔撰写了《中国海洋沉积地质学》一书;2009年海洋地质研究所联合海洋出版社编写出版《海洋地学科普丛书》共五册,何起祥先生与许靖华先生共同署名撰写了其中的《海底探索之路》一书。特别令人感动的是,2002年5月20—6月7日青岛海洋地质研究所以中国地质调查局海岸带地质研究中心的名义争取到荷兰教育部提供的基金援助项目,由荷兰地调局为海岸带地质研究中心举办海洋地质填图培训班。经中国地质调查局批准,海岸带研究中心组成了以中国地调局海洋处副处长赵洪伟为领队,以何起祥先生为顾问的培训团队赴荷兰代尔夫特学习。13名学员来自青岛海洋地质研究所、广州海洋地质调查局和中国地质调查局发展研究中心。在半个月的学习过程中,何先生负责与荷方讨论安排教学计划,安排学员的食宿,白天与学员一起上课,晚饭后又要将学员集中起来归纳和总结白天听课的内容,还要检查学员每天的学习小结;他以花甲之年每天这样乐此不疲地周而复始,无形之中也督促着年轻人认真努力地学习。大家觉得何先生既是大家的老师也是大家的管家,学不好就觉得有愧于何先生的付出,也有无颜见江东父老之感。这次地质填图培训班取得的成效不仅仅反映在学员们撰写的培训总结报告中,更重要的是在以后开展的海洋地质保障工程和海洋地质大调查以及海岸带地质调查研究中得到了充分的体现。参加培训的人员毫无例外地都成为海洋区域地质调查研究和海岸带地质调查填图等整装性项目的负责人或技术骨干,对高质量地完成这些项目发挥了重要作用。毫无疑问,这其中就包含着何起祥先生的心血和努力。

    与何起祥先生相知共事的岁月里,我认为何先生是一位有大格局的领导者,一位有真才实学的科学家,一位甘为人梯的良师益友。何起祥先生的人品和学识山高水长。人生际遇正如大海一样,潮涨潮落,有时离我们远一点,有时离我们近一点,但却从未远离我们而逝去。何先生虽然仙逝,但他留给我们的高尚道德风范和宝贵学术贡献却是一份优秀遗产总是伴随着我们去追逐星辰大海。何起祥先生千古!

    青岛海洋地质研究所 刘守全

  • [1] 蒋少涌,凌洪飞,杨競红,等.同位素新技术方法及其在天然气水合物研究中的应用[J].海洋地质动态,2001,7:24-29.[JIANG Shao-yong,LING Hong-fei,YANG Jing-hong,et al.Isotope new technology and its application to researching gas hydrates[J].Marine Geology Development,2001

    ,7:24-29.]

    [2] 蒋少涌,凌洪飞,杨競红,等.海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志[J].海洋地质与第四纪地质,2003,23:87-94.[JIANG Shao-yong,LING Hong-fei,YANG Jing-hong,et al.Gas hydrate geochemical anomaly from shallow sediments and pore waters[J].Marine Geology and Quaternary Geology,2003

    ,23:87-94.]

    [3] 凌洪飞,蒋少涌,倪培,等.沉积物孔隙水地球化学异常:天然气水合物存在的指标[J].海洋地质动态,2001,7:34-37.[LING Hong-fei,JIANG Shao-yong,NI Pei,et al.Geochemical anomaly of pore waters from marine sediments:An indicator for gas hydrate[J].Marine Geology Development,2001

    ,7:34-37.]

    [5]

    Borowski W S,Paul C K,Ussler Ⅲ W.Global and local variations of interstitial sulfate gradients in deep-water,continental margin sediments:Sensitivity to underlying methane and gas hydrates[J].Marine Geology,1999,159:131-154.

    [6]

    Ussler Ⅲ W,Paull C K.Ion exclusion associated with gas hydrate deposits[C]//Paull C K,Dillon W P.Natural Gas Hydrates:Occurrences,Distribution,and Detection.Geophysical Monograph.Washington:American Geophysical Union,2001.124:41-52.

    [7] 纪峰,邢艳,马强,等.DX-120型离子色谱仪在水质检测中的应用[J].化学工程师,2001,6(3):40-41.

    [JI Feng,XING Yan,MA Qiang,et al.Application of ion chromatograph in water quality testing[J].Chemical Engineer,2001,6(3):40-41.]

    [8] 陆洋,林奇.离子色谱法测定水中微量卤化物及卤素含氧酸盐[J].净水技术,2002,21(2):41-43

    ,47.[LU Yang,LIN Qi.Determination of trace amount of halides and salts of haloid oxyacid in water by ion chromatographic method[J].Water Purification Technology,2002,21(2):41-43,47.]

    [9] 钟志雄,杜达安,梁旭霞,等.离子色谱法同时测定样品中的Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+ 离子[J].中国卫生检验杂志,2000,10(6):645-650.

    [ZHONG Zhi-xiong,DU Da-an,LIANG Xu-xia,et al.Simultaneously determination of Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+ in samples by ion chromatography[J].Chinese Journal of Health Laboratory Technology,2000,10(6):645-650.]

    [10] 胡荣宗,郑金建,刘文远,等.等速电泳法同时检测K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NH4+[J].分析仪器,1999,12:47-50.[HU Rong-zong,ZHENG Jin-jian,LIU Wen-yuan,et al.Simultaneous determination of K+、Na+、Ca2

    +、Mg2+ and NH4+by isotachophoresis[J].Analytical Instrumentation,1999,12:47-50.]

    [11] 袁雪芬,郑俊荣,唐忠宁,等.ICP-AES法同时测定天然饮用矿泉水中Li等19种元素[J].中国公共卫生,1999,15(8):727-728.

    [YUAN Xue-fen,ZHENG Jun-rong,TANG Zhong-ning,et al.Simultaneous determination of 19 elements in mineral water by ICP-AES[J].China Public Health,1999,15(8):727-728.]

    [12] 牟世芬,刘克纳.离子色谱方法及应用[M].化学工业出版社,2003:6-8.[MOU Shi-fen,LIU Ke-na.Method and application of ion chromatography[M].Chemistry Industry Publishing Company,2003:6

    -8.]

    [13] 吴涤尘,阎炎,韩恒斌.低压离子色谱法测定水和酸雨样品中的Li+,Na+,NH4+,K+,Ca2+和Mg2+离子[J].环境化学,1996,15(5):441.[WU Di-chen,YAN Yan,HAN Heng-bin.Determination of cations (Li+,Na+,NH4

    +,K+、Ca2+and Mg2+) in water and acid rain by low pressure ion chromatography[J].Environmental Chemistry,1996,15(5):441.]

    [14] 杨涛,蒋少涌,杨競红,等.孔隙水中NH4+和HPO42-浓度异常:一种潜在的天然气水合物地球化学勘查新指标[J]. 现代地质,2005, 19(1):55-60.

    [YANG Tao,JIANG Shao-yong,YANG Jing-hong,et al.Anomaly of ammonia and phosphate concentration in pore waters:A potential geochemical indicator for prospecting marine gas hydrate[J]. Geoscience,2005, 19(1):55-60.]

    [15] 蒋少涌,杨涛,薛紫晨,等.南海北部海区海底沉积物中孔隙水的C1-和SO42-浓度异常特征及其对天然气水合物的指示意义[J]. 现代地质,2005, 19(1):45-54.

    [JIANG Shao-yong,YANG Tao,XUE Zi-chen,et al. Chlorine and sulfate concentrations in pore waters from marine sediments in the north margin of the South China Sea and their implications for gas hydrate exploration[J]. Geoscience,2005, 19(1):45-54.]

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出版历程
  • 收稿日期:  2006-01-07
  • 修回日期:  2006-05-31

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