geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2022-4-41geophystech-271Research ArticleСтатьиНовый подход к измерению комбинированного изотопного состава метана с целью его генетической характеризацииThe new approach to determination of the combined isotopic composition of methane for its genetic characterizationМакасьА. Л.MakasA. L.

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории полевых аналитических и измерительных технологий Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: разработка малогабаритной масс-спектрометрической аппаратуры для внелабораторного анализа следов органических веществ в сложных матрицах при решении задач специального химического контроля и поисковой геохимии.

MakasAL@ipgg.sbras.ruКудрявцевА. С.KudryavtsevA. S.

Научный сотрудник лаборатории полевых аналитических и измерительных технологий Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: физика процессов образования, транспортировки и разделения ионов применительно к задачам создания малогабаритной масс-спектрометрической аппаратуры.

KudryavcevAS@ipgg.sbras.ruТрошковМ. Л.TroshkovM. L.

Ведущий инженер лаборатории полевых аналитических и измерительных технологий Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: разработка полевой хромато-масс-спектрометрической аппаратуры для внелабораторного анализа.

TroshkovML@ipgg.sbras.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3РоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090Russian Federation202210042023044153Copyright &#x00A9; Макась А.Л., Кудрявцев А.С., Трошков М.Л., 20232023Макась А.Л., Кудрявцев А.С., Трошков М.Л.Makas A.L., Kudryavtsev A.S., Troshkov M.L.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/271

Предложен и обоснован новый подход к измерению комбинированного изотопного состава метильной группы метана 16МCH3, основанный на плазмохимической конверсии в воздухе метана в метанол, и его последующем анализе на масс-спектрометре с положительной химической ионизацией при атмосферном давлении. Предложенный подход упрощает технологию генетической характеризации метана по сравнению с традиционной и позволяет в перспективе создать аппаратуру для выполнения внелабораторных анализов.

A new approach to mass-spectrometric determination of the combined isotopic composition of methane has been put forward. The approach is based on the preliminary on-line conversion of methane to methanol in corona discharge and selective chemical ionization. The approach provides means to lower requirements for equipment, consumables, and operation conditions and offers a challenge to develop a new field method.

Изотопный состав метанамасс-спектрометрия с ионизацией при атмосферном давлениигенетические типы метанаIsotopic composition of methaneatmospheric pressure mass-spectrometrygenetic types of methaneРабота выполнена в рамках проекта Программы фундаментальных научных исследований РФ FWZZ-2022-0027 "Новые технологии внелабораторного химического анализа и контроля, прецизионных измерений физических полей природных и техногенных объектов".ReferencesМакась А.Л., Трошков М.Л., Кудрявцев А.С. Способ определения изотопного состава метана. Патент на изобретение 2461909, опубл. 20.09.2012.Hoeben W.F.L.M., Boekhoven W., Beckers F.J.C.M., van Heesch E.J.M., Pemen A.J.M. Partial oxidation of methane by pulsed corona discharges // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2014. – Vol. 47 (35). – 355202, doi: 10.1088/0022-3727/47/35/355202.Hoeben W.F.L.M., Boekhoven W., Beckers F.J.C.M., van Heesch E.J.M., Pemen A.J.M. Partial oxidation of methane by pulsed corona discharges // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2014. – Vol. 47 (35). – 355202, doi: 10.1088/0022-3727/47/35/355202.Kebarle P. Gas phase ion thermochemistry based on ion-equilibria from the ionosphere to the reactive centers of enzymes // International Journal of Mass Spectrometry. – 2000. – Vol. 200 (1–3). – P. 313–330, doi: 10.1016/S1387-3806(00)00326-2.Kebarle P. Gas phase ion thermochemistry based on ion-equilibria from the ionosphere to the reactive centers of enzymes // International Journal of Mass Spectrometry. – 2000. – Vol. 200 (1–3). – P. 313–330, doi: 10.1016/S1387-3806(00)00326-2.Kudryavtsev A.S., Makas A.L., Troshkov M.L., Grachev M.L., Pod’yachev S.P. The method for on-site determination of trace concentrations of methyl mercaptan and dimethyl sulfide in air using a mobile mass spectrometer with atmospheric pressure chemical ionization, combined with a fast enrichment/separation system // Talanta. – 2014. – Vol. 123. – P. 140–145, doi: 10.1016/j.talanta.2014.02.024.Kudryavtsev A.S., Makas A.L., Troshkov M.L., Grachev M.L., Pod’yachev S.P. The method for on-site determination of trace concentrations of methyl mercaptan and dimethyl sulfide in air using a mobile mass spectrometer with atmospheric pressure chemical ionization, combined with a fast enrichment/separation system // Talanta. – 2014. – Vol. 123. – P. 140–145, doi: 10.1016/j.talanta.2014.02.024.Makas A.L., Troshkov M.L., Kudryavtsev A.S., Lunin V.M. Miniaturized mass-selective detector with atmospheric pressure chemical ionization // Journal of Chromatography B. – 2004. – Vol. 800 (1–2). – P. 63–67, doi: 10.1016/j.jchromb.2003.08.053.Makas A.L., Troshkov M.L., Kudryavtsev A.S., Lunin V.M. Miniaturized mass-selective detector with atmospheric pressure chemical ionization // Journal of Chromatography B. – 2004. – Vol. 800 (1–2). – P. 63–67, doi: 10.1016/j.jchromb.2003.08.053.Makas A.L., Troshkov M.L., Kudryavtsev A.S. Method of determination of isotopic methane composition. Patent No. 2461909, publ. 20.09.2012.Nozaki T., Hattori A., Okazaki K. Partial oxidation of methane using a microscale non-equilibrium plasma reactor // Catalysis Today. – 2004. – Vol. 98 (4). – P. 607–616, doi: 10.1016/j.cattod.2004.09.053.Nozaki T., Hattori A., Okazaki K. Partial oxidation of methane using a microscale non-equilibrium plasma reactor // Catalysis Today. – 2004. – Vol. 98 (4). – P. 607–616, doi: 10.1016/j.cattod.2004.09.053.Qin T., Xu X.B., Polák T., Pacákova V., Štulík K., Jech L. A simple method for the trace determination of methanol, ethanol, acetone and pentane in human breath and in the ambient air by preconcentration on solid sorbents followed by gas chromatography // Talanta. – 1997. – Vol. 44 (9). – P. 1683–1690, doi: 10.1016/S0039-9140(97)00073-8.Qin T., Xu X.B., Polák T., Pacákova V., Štulík K., Jech L. A simple method for the trace determination of methanol, ethanol, acetone and pentane in human breath and in the ambient air by preconcentration on solid sorbents followed by gas chromatography // Talanta. – 1997. – Vol. 44 (9). – P. 1683–1690, doi: 10.1016/S0039-9140(97)00073-8.Schoell M. Multiple origins of methane in the Earth // Chemical Geology. – 1988. – Vol. 71 (1–3). – P. 1–10, doi: 10.1016/0009-2541(88)90101-5.Schoell M. Multiple origins of methane in the Earth // Chemical Geology. – 1988. – Vol. 71 (1–3). – P. 1–10, doi: 10.1016/0009-2541(88)90101-5.Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane // Chemical Geology. – 1999. – Vol. 161 (1–3). – P. 291–314, doi: 10.1016/S0009-2541(99)00092-3.Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane // Chemical Geology. – 1999. – Vol. 161 (1–3). – P. 291–314, doi: 10.1016/S0009-2541(99)00092-3.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.