유기화학

Organic geochemistry
이 기사는 유기화학이라는 주제에 관한 것이다. 학술지는 유기 지질화학(Organic Geochemistry)을 참조한다.

유기 지구화학은 유기체가 지구에 끼친 영향과 과정에 대한 연구다. 그것은 주로 바위와 물의 체내에서 유기물질의 구성과 기원의 형태에 관한 것이다.[1] 유기 지질화학에 대한 연구는 알프레드 E의 연구로 거슬러 올라간다. "유기화학계의 아버지"[2] 트레이브스 Treibs는 처음에 석유로부터 금속공포피린을 분리했다. 이 발견은 이전에 잘 이해되지 않았던 석유의 생물학적 기원을 확립했다.[3] 일반적으로 메탈포폴피린은 매우 안정적인 유기 화합물이며, 추출된 파생물의 세밀한 구조는 엽록소에서 유래했음을 분명히 했다.

적용들

에너지

석유

탄소순환도

퇴적물에서 유기화합물이 발생하는 것과 석유 매장량 사이의 관계는 오래 전부터 관심사였다.[4] 고대 퇴적물과 암석에 대한 연구는 생명의 생화학적 선행물질뿐만 아니라 석유와 석유 기원에 대한 통찰력을 제공한다. 특히 석유 유출은 석유와 석유가 현재의 지질 환경에 미치는 영향과 관련하여 지질학자들이 관심을 갖고 있다. 엑손 발데즈 오일 유출에 이어 석유-스필 화학에 대한 유기 지질화학 지식도 유출 시료 분석과 함께 꽃을 피웠다.[5]

지질학자들은 지질 표본의 석유 침출물을 연구하여 현재의 유체 침출물과 오래된 표본을 비교한다. 이 분석은 석유 시료와 주변 암석의 연대에 대한 통찰력을 제공한다. 분광법, 광학법, 파괴법, 비파괴법 등은 질량분광법이나 라만 분광법을 통해 시료를 분석하는 방법이다. 석유 대 가스 비율이나 점도와 같은 표본에서 발견된 차이는 일반적으로 표본의 암석원에 기인한다. 일반적으로 언급되는 다른 특성은 압력/용적/온도 특성, 샘플 텍스처 및 샘플 구성이다. 분석상의 합병증은 소스 암석이 수원에 가깝거나 수원에 있을 때 발생한다.[6]

탄소-13 동위원소 차트에서 N은 중성자 수, Z는 원자 번호의 배치

석유는 또한 탄소 동위원소 분석을 통해 연구된다. 탄소 동위원소는 지구의 탄소 순환과 지질학적 과정에 대한 통찰력을 제공한다. 지질학자들은 탄소 동위원소의 비율을 조사하여 석유가 구성될 수 있는 탄소 기반 구조물의 알려진 값과 비교함으로써 석유 퇴적물의 구성을 식별할 수 있다.[7]

석탄

석탄에 대한 방대한 지식은 석탄이 에너지원으로 사용되기 시작한 이래로 얻어져 왔다. 그러나 현대 지질학자들은 식물 물질이 석탄으로 어떻게 변하는지 여전히 연구하고 있다. 그들은 다른 식물 재료가 보존되는 동안 식물 재료의 선택적 열화에 따른 석탄화 결과를 결정했다. 석탄 고분자는 보통 해조류, 포자, 나무 등에 함유된 이러한 내열성 생물 고분자로 이루어져 있다. 지질학자들은 생물 고분자의 성질을 기존 석탄 고분자에서 발견되는 성질과 비교함으로써 석탄 형성의 미스터리를 풀었다. 탄소 NMR과 가스 크로마토그래피-질량분석(GC-MS)의 분석방법은 플래시 열분해와 결합되어 유기화학자가 석탄의 미세한 구조단위를 분석하는 능력을 크게 향상시켰다.[8]

등시적 데이트 다이어그램 및 분석 예제

석탄 퇴적물 시대에 대한 더 많은 지식은 우라늄의 등시적 연대를 통해 얻은 것이다. 우라늄 동위원소의 모녀 비율을 검사한 결과 선별된 샘플이 백악기 후반으로 날짜가 잡혔다.[9]

환경

현대 유기화학은 탄소 순환, 기후 변화, 해양 과정을 이해하기 위한 최근의 퇴적물 연구를 포함한다. 석유 연구와 관련하여 석유 중심 지구화학자들은 또한 석유가 지질 환경에 미치는 영향을 조사한다.[10] 지질화학은 또한 탄화수소의 분해로 형성된 대사물과 같은 지질계의 다른 오염물질도 검사한다. GC-MS와 같은 유기 지질화학 분석 기법은 화학자들이 유기 대사물과 인간이 만들어낸 폐기물이 지질 환경에 미치는 복잡한 영향을 판단할 수 있게 해준다.[11] 특정한 관심사는 농업 작업에서 비롯된 인간 유래 오염물질이다. 동물 배설물의 사용은 일반 시·하수 폐기물 관리와 결합하여 관련 농토와 주변 토양의 많은 물리적 특성을 변화시켰다.[12]

유기 지질화학은 수성 환경과도 관련이 있다. 오염물질, 그 대사물, 그리고 두 가지 모두 물 속에 어떻게 들어가는가는 현장에서 특히 중요하다. 이 유기 물질은 또한 물의 체내 또는 그 근처의 지질학적 과정으로부터 파생될 수 있으며, 유사하게 근처의 생명체와 단백질 생산에 영향을 미친다. 형광 분광학은 용해된 유기 물질이 전형적으로 형광이기 때문에 물체의 유기 물질을 검사하는 기법으로 도입되었다.[13]

바람은 엄청난 양의 먼지(빨간색), 바다 소금(파란색), 황산염(흰색), 흑색과 유기 탄소(녹색)를 전 세계에 분산시킨다.

유기 지질화학에 대한 연구도 대기권까지 뻗어나간다. 특히 이 분야의 지질학자들은 낮은 대기권에서 불용성 물질의 구성을 연구한다. 그들은 생리적 독성, 직접 및 간접 기후 강제력, 스모그, 비산화, 천연 탄소 순환에 통합되는 것을 포함한 유기 에어로졸의 특정 결과를 정의했다.[14]

추가 읽기

  • Engel, Michael; Macko, Stephen A. (1993). Organic Geochemistry Principles and Applications. Boston, MA: Springer US. ISBN 9781461528906.
  • Killops, Stephen D.; Killops, Vanessa J. (2013). Introduction to Organic Geochemistry. John Wiley & Sons. ISBN 9781118697207.

참조

  1. ^ Hobson, G. D. (1966-01-01). "The organic geochemistry of petroleum". Earth-Science Reviews. 2: 257–276. Bibcode:1966ESRv....2..257H. doi:10.1016/0012-8252(66)90031-6. ISSN 0012-8252.
  2. ^ Kvenvolden, Keith A. (2006년). "유기 화학 – 첫 70년을 회고하는 것" 유기 지질화학. 37: 1–11. doi:10.1016/j.orggeokhem.2005.09.001
  3. ^ A.E.(1936년)의 트레이스. "조직의 미네랄스토펜에 있는 클로로필-과 헤민데리베이트" 안젤완트 케미 49: 682–686. doi:10.1002/ange.1936493
  4. ^ 트라스크, P.D. "원료 퇴적물의 기원과 환경" 걸프 출판사, 1932년, 휴스턴, TX
  5. ^ A.E. Bence, K.A. Kvenvolden, M.C. Kennicutt, 유기화학, A.E. Bence, Kenicutt, Organic Geoghemistry, A.Exson Valdes 기름 유출 사고 후 알래스카 윌리엄 사운드 왕자의 환경 평가에 적용된 유기 지질화학 - 검토, 제24권, 제1호, 제7-42, https://doi.org/10.1016/0146-6380(96)00010-1.
  6. ^ 허버트 볼크, 사이먼 C. George, Using Peteral Includements to Trace Petraum Systems – A Review, Organic Ge화학, 2019 https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2019.01.012.
  7. ^ Stahl W.J. (1979) 석유 지질 화학에서 탄소 동위원소. 인: Jaeger E, Hunziker J.C. (eds) 동위원소 지질학 강의. 베를린 하이델베르크 스프링거
  8. ^ 패트릭 G 해처, 데이비드 J 클리포드석탄의 유기 지질화학: 식물 재료에서 석탄, 유기 지질화학, 제27권, 발행 5-6, 1997,251-274, https://doi.org/10.1016/S0146-6380(97)00051-X.
  9. ^ 브레거, I.A. (1974년) 우라늄 축적에 있어서의 유기물질의 역할: 석탄-우라늄 협회의 유기 지질화학. 국제원자력기구(IAEA) : IAEA.
  10. ^ A.E. Bence, K.A. Kvenvolden, M.C. Kennicutt, 유기화학, A.E. Bence, Kenicutt, Organic Geoghemistry, A.Exson Valdes 기름 유출 사고 후 알래스카 윌리엄 사운드 왕자의 환경 평가에 적용된 유기 지질화학 - 검토, 제24권, 제1호, 제7-42, https://doi.org/10.1016/0146-6380(96)00010-1.
  11. ^ 한스 H. 리치노우, 리처드 세이퍼트, 옌스 헤프터, 마티아스 케스트너, 버른드 마로, 월터 미카엘리스, 오염 환경의 고분자 유기 물질과 연관된 제노비오티카 및 미네랄 오일 성분 대사물, 유기 지질화학, 제22권, 이슈 3–5,61, 671-IN10, https://doi.org/10.1016/0146-6380(94)90132-5
  12. ^ Khalel, R, K. R. R. Reddy, M. R. Tooash. 1981. 유기폐기물 적용에 따른 토양물성 변화 : 검토1 J. 환경. Quality. 10:133-141. doi:10.2134/jeq1981.00472451000020002x
  13. ^ 허드슨, N. , 베이커, A. 및 레이놀즈, D. (2007) 자연, 폐기물 및 오염된 물에서 용해된 유기 물질에 대한 형광 분석 - 검토. 리버 레즈. 적용, 23: 631-649. doi:10.1002/rra.1005
  14. ^ Jacobson, M. C., H.–C. Hansson, K. J. Noone, R. J. Charlson(2000), 유기 대기 에어로졸: 과학의 검토와 상태, Geophys, 38(2), 267–294, doi:10.1029/1998RG0045.