水系沉积物中元素含量检测方案(二手分析仪器)

现代仪器 (www.moderninstrs.org.cn)二○一○年·第四期 分析测试二○一○年·第四期 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定水系沉积物样品中35种组分 靳庆华 赵庆令” (1.山东理工职业学院煤炭工程系 州 272100) (2.山东省鲁南地质工程勘察院 充州 272100) 摘 要 采用高氯酸-盐酸-硝酸-氢氟酸消解样品， ICP-AES 法测定水系沉积物样品中35种常量、次量和微量元素，筛选不同溶矿方法和仪器参数条件，测定的相对标准偏差低于7.50%，经国家一级水系沉积物标准物质分析验证，结果与标准值吻合。 关键词 电感耦合等离子体发射光谱 多组分同时测定 水系沉积物 由国土资源部组织实施的多目标区域地球化学调查正在我国多个地区展开，该项目要求检测元素多、检出限低。电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES) 具有灵敏度高、精密度好、动态线性范围宽、可多元素同时测定等特点，符合这一要求。 本文采用高氯酸-盐酸-硝酸-氢氟酸处理样品，利用不同含量的标准物质，制备成与试样基本相匹配的标准溶液校准化曲线，选择出最佳的分析谱线、背景扣除位置、干扰元素校正系数(IECs )等条件。制定 ICP-AES 法直接测定水系沉积物样品中次量、微量的As、Be、Ce、Co、Cr、Cu、Dy、Eu、Ga、Hf、La、Li、Mn、Mo、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Sb、Sc、Sr、Ta、Th、Ti、V、W、Y、Yb及常量的 A10s、CaO、TFe，05、Kz0、MgO等35种组分的方法。本方法可以很好地满足区域水系沉积物地球化学调查分析的要求，也为其他地球化学样品中相关元素的分析提供借鉴。 实验部分 1.1 仪器及工作参数 ICP-AES Thermo6300 全谱直读光谱仪(美国热电公司)， CID(电荷注入检测器)，高盐雾化器，iTEVA 操作软件。仪器操作参数条件(见表1)。 表1 仪器工作条件 参数 设定值 参数 设定值 垂直观测高度 15mm 发射功率 1350 W 蠕动泵泵速 75 r/min 载气压强 0.24 MPa 冷却气流量 一般 冲洗时间 30s 辅助气流量 1.0L/min 短波积分时间 20s 重复测量次数 3 长波积分时间 10 s 1.2主要试剂及材料 HC104、HNO3、HF、HC1均为优级纯；二次去离子水(电阻率18MQ·cm)；高纯氩气(质量分数W>99.99%)。 1.3 样品分解 称取 0.2500g试样置于聚四氟乙烯埚中，用3滴二次去离子水湿润，加入HClO1 mL、HC110mL、HNO，3 mL 和HF 7mL， 盖上埚盖后，置于控温电热板(带凹槽)上于110℃加热2h；取下埚盖，升温至200℃左右，蒸至湿盐状；取下埚加入2mL王水溶解盐类，再次于200℃蒸至湿盐状；取下聚四氟乙烯埚稍冷后(70~80℃)，加入2 mL王水浸取盐类，移至25mL比色管中，用二次去离子水稀释至刻度，摇匀，静置72h，再次摇匀，待测。 1.4工作曲线的绘制 选择GBW07301、GBW07310 和 GBW07311三个国家一级水系沉积物标准物质，按照样品分解步骤制备成制作工作曲线用标准溶液，工作曲线线性相关系数≥0.9990。 2 结果与讨论 2.1 样品消解方法的选择 虽然碱熔融酸浸取方法能将样品分解完全，但考虑其引入大量基体元素如钠、钾等，并且操作步骤繁琐2.3]，本实验不采用。 采用高氯酸-盐酸-硝酸-氢氟酸消解样品，操作简便，易于流程化，适宜于分析大批量样品B.5]，本文采用。 2.2样品溶液静置时间的选择 通过对 =8%(体积分数，下同)王水介质的样品溶液于不同的静置时间测定，发现部分组分结果影响甚大。Na，O、Zn 组分适宜于静置时间5h内完成测定(玻璃质比色管材料中含有一定量的 Na，O、Zn，酸介质样液中的 Na，O、Zn与玻璃质比色管材料中的 Na，O、Zn 有着动态的萃取一吸附过程)； A1，0、Ce、Dy、Ga、Hf、La、S、Sc、 Sr、Th、Y组分适宜于静置72h后完成测定(这些组分之间易形成微溶物，在较长的酸浸取条件下才能被有效溶解)；其他组分随静置时间的变化，影响并不明显。为满足多数元素有较好的准确度和精密度，本文选择样品溶液静置72h后完成测定。 2.2分析线的选择 ICP-AES 法谱线选择要综合考虑元素的检出限、共存元素干扰、背景干扰和该元素线性范围围。对主量元素主要考虑的因素是线性范围和共存元素干扰；对次量和微量元素主要考虑检出限、共存元素干扰和背景干扰。经试验确定的各元素的分析波长(见表2)。 表2元素的分析谱线、背景校正、干扰元素校正系数(IECs)及检出限 2.3 基体效应的影响 待测试液中主要基体组分是Al，该基体对所测各元素均有不同程度的非光谱干扰，本文利用不同含量的国家一级水系沉积物标准物质，制备成与试样基本相匹配的标准溶液校准化曲线，可有效减弱基体效应的影响。 2.4 干扰元素的影响及消除 本文选择的主量组分的分析谱线在分析条件下未见明显干扰，因此干扰可忽略不计；但少部分微量元素的分析谱线干扰比较明显，测量时用 iTEVA分析软件自动进行背景校正和干扰元素校正，校正模式(见表2。) 2.57方法的检出限 在仪器最佳条件下对试剂空白溶液连续测定12次，以3倍标准偏差计算方法的检出限(D.L)，详细数据(见表2)。 2.6方法精密度和准确度 按照本方法制定的分析步骤，对同一个GBW07306水系沉积物标样重复测定11次，由表3可见，方法对大多数组分的精密度(RSD)低于7.50%。 表3粉精密度试验 组分RSD(%)组分 RSD(%) 组分 RSD(%)组分RSD(%) 1.35 Eu 4.71 Mo 1.37 1.14 2.06 TFe，O， 0.64 1.97 7.31 1.38 3.15 2.75 4.68 CaO1 1.40 4.35 2.03 1.43 3.05 K，0 1.57 1.59 2.18 2.59 1.69 0.88 1.56 0.93 0.81 2.40 2.52 0.88 MgO 1.31 3.85 2.86 5.79 Mn 0.99 1.02 为考察方法的准确度，对国家一级水系沉积物标准物质进行测定，表4结果表明，测定值与标准值一致。 3 结语 上述实验结果表明，本方法准确度高，精密度好，适于区域水系沉积物地球化学调查样品中常量、微量和痕量元素的快速分析。 ( 参考文献 ) ( 1 辛 仁轩 .等离子体 发射光谱分析[ M ]，北 京： 化 学工 业出 版社，2 005 ) ( 2席永 清， 邱 海鸥，李金莲 等 . 电 感 耦 合等离子体原子发 射 光 谱法 同 时测 定地 质样 品 中 的 Z r、 H f、Sc 、 Th[ ， 分析 实验 室， 200 5，24 (9 )：40~ 4 2 ) 表4准确度试验 GBW07302 GBW07304 GBW07305 GBW07306 GBW07312 GBW07317 组分标准值 本法 标准值 本法 标准值 本法 标准值 本法 标准值 本法 标准值 本法 Al，O； 1 15.72±0.1 15.69 15.69±0.1315.44 15.37±0.14 15.53 14.16±0.09 14.249.3±0.11 8.970 9.68±0.169.531 A 6.2±0.6 6.804 19.7±1.7 17.99 75±8 76.16 13.6±1 10.33 115±6 113.0 2±0.2 0.9275 17.1±1.1 17.21 2.4±0.3 2.337 2.3±0.2 2.257 1.7±0.3 1.783 8.2±0.7 8.269 0.96±0.04 1.005 CaO 0.25±0.04 0.2077 7.54±0.12 7.585 5.34±0.09 5.370 3.87±0.07 3.9091.16±0.051 1.124 0.34±0.03 0.3213 192±5 186.6 78±4 79.604 89±7 91.85 68±7 64.5261±4 56.39(9 42±4 46.91 2.6±0.7 2.834 18±2 16.88 18.9±2.1 17.36 24.4±1.9 24.108.8±0.7 7.853 3.5±0.4 3.457 12±3 13.29 81±6 84.76 70±6 65.17 190±15 182.035±3 37.97 10.7±1.7 11.62 4.9±0.5 4.315 37±2 39.77 137±7 139.3 383±12 373.51230±33 1231 11±2 8.648 11±2 10.85 4.6±0.5 4.118 5±0.5 5.236 3.8±0.9 3.4384.8±0.2 4.424 1.56±0.19 1.781 0.49±0.09 9 0.5783 1.31±0.13 1.422 1.4±0.3 1.280 1.5±0.13 1.6780.61±0.030.55530.38±0.06 0.3507 TFe，O，1.9±0.06 1.870 5.91±0.1 5.883 5.84±0.09 5.614 5.88±0.07 5.8254.88±0.09 4.984 1.46±0.051.445 27.4±1.3 26.23 20.5±1.2 20.82 20.3±0.9 21.46 16.7±0.7 16.0314.1±0.5 14.25 11.1±0.9 11.78 20±3 19.96 5.8±1.7 6.624 6.5±1.9 6.763 4.9±1.4 5.1028.3±1 6.745 4.5±0.5 4.802 K，O 5.2±0.09 5.373 2.23±0.06 2.175 2.11±0.072.057 2.43±0.05 2.449 2.91±0.042.722 3.9±0.2 3.768 90±7 90.29 40±6 41.78 46±5 43.98 39±6 39.7832.7±1.4 30.7224±3 21.37 101±4 102.0 51±2 54.13 45±2 44.60 40±1 40.5639±1 36.78 7.4±0.7 7.523 MgO 0.21±0.021 0.1879 1.02±0.04 1.011 0.98±0.04 0.9475 3±0.06 3.027 0.47±0.08 0.4523 0.24±0.04 0.2652 Mn 240±20 241.5 825±32 846.7 1160±38 1140 970±37 985.4 1400±47 1384 218±31 215.3 Mo 2±0.3 2.301 0.86±0.18 0.6942 1.2±0.2 0.98177.7±0.8 7.4347 8.4±0.6 8.7020.44±0.1 0.5178 95±6 94.83 18±3 21.44 19±3 21.17 12±3 10.0215.4±1.1 17.31 9±1.1 9.377 62±7 54.35 32±3 39.36 35±4 38.01 33±6 35.19 26±3 27.57 14.7±1.6 11.35 5.5±1.4 5.619 40±4 39.00 34±3 33.67 78±5 75.7512.8±1.3 12.61 3.7±1 3.558 P 200±27 193.7 *氧化物组分均为质量分数W/%，单元素组分均为W/(pg/g). 3周天泽，邹洪.原子光谱样品处理技术[M]，北京：化学工业出版社，2006 4郭振华，张立英. ICP-AES 法测定岩石、土壤和水系沉积物中22种元素[，化工矿产地质，2005，27(4)：241~243 ( 5蒋天 成 ， 刘 守廷.ICP-AES 快 速 测定 土 壤中硫含量[ ， 光 ) Determination of 35 components in stream sediment samples by ICP-AES Jin Qinghua zhao Qingling’ (1.ShanDong Polytechnic Vocational College， Yanzhou)u272100) (2.Lunan Geo-engineering Exploration Institute of Shandong Province， Yanzhou272100) AbstractThe quantitative analyses of 35 major， minor and trace elements in stream sediment were performed usingICP-AES with mixed acid pre-treated samples. The detection parameters for different ore melting methods and instru-ment operations were also optimized. The RSD was less than 7.50%， which exactly matches the national standard value. KeywordsICP-AESSimultaneous determination SStream sediment 采用高氯酸－盐酸－硝酸－氢氯酸消解样品，ICP-AES法测定水系沉积物样品中35种常量、次量和微量元素，筛选不同溶矿方法和仪器参数条件，测定的相对标准偏差低于7.50%,经水系沉积物标准物质分析验证，结果与标准值吻合。