基于FTIR 对水库沉积物中TOC，TN 和BSi 含量的快速测定

梅 林，范新怡，岳一鸿，刘 留，褚永胜，汪福顺

(上海大学环境与化学工程学院，上海 200444)

湖泊，特别是大型湖泊，通常含有长期的沉积序列，记录了大陆的历史气候和环境变化[1].提取湖泊沉积物中各种组成成分的变化信息是解析历史气候和环境变化的主要手段. 湖泊主要的沉积物成分，如总有机碳(total organic carbon，TOC)、总氮(total nitrogen，TN)和生物硅(biogenic silica，BSi)都含有丰富的地球化学信息. 例如，著名的贝加尔湖[2-4]、坦噶尼喀湖[5]、马拉维湖[6]、琵琶湖[7]等湖泊沉积物中记录了100 多万年的环境信息. 研究这些古湖泊的沉积物记录需要分析它们的地球化学性质，但这种分析往往涉及繁多且复杂的样品预处理和不同类型的分析设备，分析过程既耗时又昂贵.

傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR)作为一种物理表征技术，已在材料分析中得到了广泛的应用[8-10]. 红外光谱的物理原理是共价键的振动引起偶极矩的变化，从而在特定频率(波长)吸收红外能量. 由于红外吸收光谱的位置表明了特定的化学键或官能团，因此FTIR 为沉积物中化学组分的分析以及相应的古气候信息提取提供了一种快速而有效的分析方法. 根据朗伯比尔定律，即红外辐射吸收强度与化合物含量之间的线性关系，FTIR 分析方法已应用于海洋和大型湖泊沉积物的地球化学性质和相关气候变化信息研究领域. 例如，定量估算湖泊沉积物中TOC[11]，TN[12]，BSi[13-15]，碳酸盐[16]，腐殖质[17-19]的含量. 相较而言，这一方法在人工水库沉积物方面的研究还不够深入. 人工水库沉积物……