随风而去—当撒哈拉沙漠的沙尘遇上拉曼光谱仪

三月中旬，一种被称为“血雨”的天气现象营造出了一种近乎世界末日的气氛，导致刚洗好的衣物、太阳能电池板和汽车都沾上了令人不快的红褐色沙尘。这一事件通常会在撒哈拉沙漠的沙尘被风扬起并在地球大气层中长距离传播时发生。与雨水混合后，它便笼罩了一切。

上周，很多车看起来是这样的：

撒哈拉沙漠的沙尘主要由高岭石和伊利石、石英、方解石以及氧化铁、微量的氧化钛和有机物质组成（Rodriguez-Navarro 等人，2018年）。有趣的是，如果你知道沙尘的确切化学成分的话，就可以揭示沙尘来自于撒哈拉沙漠的哪个地区。

由于（显微）拉曼光谱仪非常适合用来鉴别矿物等无机材料，因此，我们不禁自问：“拉曼光谱仪适合用来分析撒哈拉沙漠的尘土吗？”

我们带着刮刀和培养皿，在埃特林根的布鲁克停车场，刮下了汽车上的一些沙尘，并使用我们的SENTERRA II拉曼显微镜，以532 nm的激光和50倍的物镜，来分析这些材料。

SENTERRA II拉曼显微镜

刚开始分析时，样品存在大量荧光，但我们欣然接受了这一挑战，使用SENTERRA II“Rubber band correction”这种基线校正方法对数据进行处理，进并获得了成功！

光谱变得十分易于评估（见图 2），之前只有荧光的地方，现在可以看到清晰的谱峰。我们检测到了样品中的石英、锐钛矿、方解石和有机碳，但却仍然没有检测出撒哈拉沙尘中典型的成分。

我们推测，最初测量点的铁浓度不够高。但我们在样品中也发现了深红色的矿物颗粒（见图 3），快看！我们就是在这发现它的！

凭借丰富的经验和技巧，我们调整了SENTERRA II显微镜，让其为我们提供了出色的光谱数据。

图4：暗红色矿物颗粒的谱库搜索结果。

尽管我们无法最终确定存在哪种氧化铁，但拉曼谱谱库的搜索结果（见图4）清楚地证明了它的存在。

最后，SENTERRA II检测出了撒哈拉沙尘的六种主要成分中的五种。

包括停车场采样、测量和识别在内，我们只花了30分钟就得到了这个结果。在这么短的时间里，取得这样的结果非常惊人——特别是对比X 射线衍射（XRD）分析，之前它才是撒哈拉沙尘的研究方法。

我们快速且脏兮兮的方法再次展示了拉曼光谱的灵活性：只要走到车旁，刮一刮，就能很快获得大量微观化学信息。

拉曼法和傅立叶变换红外法是互为补充的技术，在许多情况下，可以互相帮助。如果您想要了解其中的区别，请与我们联系，见下面二维码。

参考文献

Rodriguez-Navarro, C., di Lorenzo, F., Elert, K. 2018. Mineralogy and physicochemical features of Saharan dust wet deposited in the Iberian Peninsula during an extreme red rain event. Atmos. Chem. Phys., 18, 10089–10122