ICP-MS检测青海省海西州地区羊板粪中的重金属元素含量

实验了电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)测定羊板粪中的重金属元素Cr、As、Hg、Cd、Pb,优化了仪器的测定条件。方法检出限分别为:Cr 0.39、As 0.12、Hg 0.24、Cd 0.090、Pb 0.49ng/mL,方法精密度RSD:4.9%—14.3%,加标回收率92.0%—110.0%。方法适用于类似有机物样品中重金属元素的检测。     

ICP-OES同时测定水性油墨中8种可溶性重金属元素

建立了全谱直读电感耦合等离子体光谱(ICP-OES)测定5种不同颜色水性油墨中As、Ba、Cd、Cr、Hg、Pb、Sb、Se 8种可溶性重金属元素的分析方法,研究了元素分析谱线选择、背景校正扣除、样品基体及待测元素间干扰等因素.结果表明,基体元素对测定没有明显干扰;在选定的波长下测定,元素间也没有干扰.该方法快速,准确可靠,各元素检出限0.0018-0.026μg/mL,加标回收率为92.6%-101.8%,相对标准偏差RSD均小于2.0%,适于水性油墨中8种可溶性重金属的日常检验.     

缅甸翡翠中铁元素的激光诱导击穿光谱定量检测

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术定量分析缅甸翡翠中Fe元素的浓度。选择Fe元素的275.57 nm光谱线作为定量分析谱线,选取Si元素的288.17 nm光谱线作为内标谱线,选取12个缅甸翡翠样品作为研究对象,以其中9个样品绘制了传统定标法和内定标法的Fe元素定标曲线,并将定标曲线用于3个检验样品的Fe含量的实际预测。实验结果表明,采用传统定标方法时,定标样品光谱强度的相对标准偏差(RSD)在1.4%～8.3%之间,所建立的Fe元素浓度含量定标曲线的拟合相关系数R2为0.979,使用该方法建立的定标曲线对3个检验样品中Fe元素含量进行测定,最大相对误差为10.6%;而采用内定标法时,定标样品光谱强度的比值(I_Fe/I_Si)的相对标准偏差(RSD)在0.9%～5.7%之间,Fe的拟合相关系数R2达到0.989,样品中Fe元素的测定相对误差均可降低到7%以下。结果证明,利用内定标法定量分析翡翠中Fe的含量比传统定标法相对误差更小,采用LIBS技术结合内定标法更适于缅甸翡翠样品中Fe元素定量分析。     

微波消解ICP-AES测定普洱茶中的17种元素

优化了微波处理样品的条件,以电感耦合等离子体-原子发射光谱仪（ICP-AES）检测普洱茶中17种元素的含量。结果表明,普洱茶中元素含量高低顺序为：K〉Ca〉Mg〉Al〉Mn〉Na〉Fe〉Zn〉Ni〉Sr〉Cu〉Pb〉Cr〉Co〉Cd。As、Se没有检出,有害元素的含量均低于国家标准限量。ICP-AES检测各元素的相对标准偏差小于5%。     

激光诱导击穿光谱结合偏最小二乘法定量分析脐橙中Cd含量

基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对赣南脐橙中Cd元素进行定量分析. 利用LIBS获取样品中Cd元素的特征谱线信息, 并结合原子吸收分光光度计测量样品中Cd元素的真实含量.采用五点平滑法和中心化法对样品光谱数据进行预处理, 基于偏最小二乘法(PLS)对其中的39个样品建立Cd元素的定量分析模型, 在该模型的基础上预测另外13个样品的Cd含量, 并对PLS模型进行对比验证. PLS模型中拟合曲线的相关系数为0.9806, 12个样品的验证结果的相对误差为10.94%.研究结果表明, 激光诱导击穿光谱技术能够准确的检测农产品中重金属含量, 为农产品的安全检测提供技术方法. 关键词： 激光诱导击穿光谱 Cd 定量分析 偏最小二乘法     

水体中铬、镉和铅的X射线荧光光谱同时快速分析方法研究

以氢氧化钠和硫化钠为沉淀剂采用共沉淀法同时富集水体中的Cr,Cd和Pb,通过对Cr(OH)₃,Cd(OH)₂和PbS沉淀均匀悬浮液抽滤以制成Cr,Cd和Pb均匀分布的薄膜样品并进行能量色散XRF光谱测量,以实现水体中Cr,Cd和Pb的同时快速分析与检测。研究了富集过程中的反应时间和反应物摩尔比对薄膜样品XRF光谱强度的影响,确定了富集过程的最佳反应条件为沉淀反应时间为5 min,OH-与Cr3+的最佳摩尔比为5.0,OH-与Cd2+的最佳摩尔比为5.0,S2-与Pb2+的最佳摩尔比为2;对富集后不同浓度的薄膜样品进行了均匀性检验,富集区域6个不同位置荧光强度的相对标准偏差均小于4.8%,说明富集后的薄膜样品具有较好的均匀性;将不同浓度薄膜样品的理论浓度值与ICP-MS方法测得的浓度值进行对比分析,验证了该富集方法对水样中Cr,Cd和Pb的富集率均能达到90%以上;根据薄膜样品的荧光强度与ICP-MS测得的浓度值,建立了基于该富集方法的水体中Cr,Cd和Pb的X射线荧光光谱定量分析方法,Cr,Cd和Pb校准曲线的线性相关系数分别为0.997 3,0.995 0和0.999 8,当实际采集水样体积为50 mL时,Cr,Cd和Pb的检出限分别为7.4,29.6和8.5 μg·L-1,均低于《污水综合排放标准 GB 8978-1996》中Cr,Cd和Pb的最高允许排放浓度,因此该方法能够实现工业生产及生活排放污水中Cr,Cd和Pb的同时快速分析与检测。该研究为基于X射线荧光光谱法的水体多种重金属同时快速在线监测提供依据。     

用于快速定量塑料中微量元素的标准样品制备方法研究

采用色母粒法制备含重金属元素的电子信息产品(塑料)的标准样品,建立了标准样品制备的程序;利用X射线荧光光谱仪(XRF)定量分析方法,考察了标准样品测定重金属和溴元素含量的重复性以及不确定度,建立了标准样品工作曲线的测定程序及测定电子信息产品实际样品的方法和程序.结果表明,利用该方法制备的标准样品在200～2 000 mg·kg-1浓度范围内,测量有机物中微量Pb,Hg,Cr,Br元素及在20～200mg· kg-1浓度范围内测量Cd元素,均获得了非常好的线性关系,并经六次检测具有很好地重复性,并以日本三菱重工公司的电路板ICB288和ICB288G作为实际样品进行测试,其结果与推荐值一致.     

ICP-AES测定葡萄糖酸钙中Pb、As、Cd等9个杂质元素

本文应用ICP-AES直接测定了葡萄糖酸钙中的Pb、As、Cd等9个杂质元素,对样品的消解方法、基体和酸介质的影响等进行了讨论.用基体匹配法消除钙基体的干扰,9个杂质元素测定的测定范围为:Pb 0.0008%-0.08%,Cu、Mg 0.0001%-0.01%,其余元素0.0003%-0.03%.加标回收率为95.8%-100.0%,相对标准偏差为0.16%-3.61%.     

样品厚度对薄膜法X射线荧光光谱测量的影响研究

分别以富集有Cr,Pb和Cd三种元素的尼龙薄膜样品及玻璃纤维滤膜为研究对象,采用滤膜叠加的方式,通过XRF光谱仪测量不同样品厚度下薄膜样品的XRF光谱,根据测得的尼龙薄膜样品中Cr,Pb,Cd元素及玻璃纤维滤膜中Ca,As和Sr元素特征XRF性质的变化,研究样品厚度对薄膜法XRF光谱测量的影响。结果表明：薄膜样品厚度对不同能量区间上元素特征谱线荧光性质的影响并不相同。元素特征谱线能量越大,元素特征X射线荧光穿透滤膜到达探测器的过程中损失越少;但由薄膜样品厚度增加引起的基体效应却越强,相应特征谱线位置处的背景荧光强度就越大,因此样品厚度增加所引起的基体效应对薄膜法XRF光谱测量的灵敏度影响就越大。对于特征谱线能量较低(能量小于7 keV)的元素,以增加薄膜样品厚度的方式来增加待测组分的质量厚度浓度,并不能有效地提高薄膜法XRF光谱测量的灵敏度;对于特征谱线能量较高的元素(能量＞7 keV),可以通过适当增加样品厚度以增加被测组分的质量厚度浓度的方式来提高XRF光谱测量的灵敏度,薄膜样品厚度在0.96～2.24 mm内,更有利于XRF光谱的测量与分析。该研究为大气及水体重金属薄膜法XRF光谱分析中薄样制备及富集技术提供了重要的理论依据。     

应用ICP-MS和AFS测定含磷肥料中重金属含量

肥料的投入是土壤重金属累积的重要污染来源之一,研究肥料中重金属的含量对于农产品的安全生产意义重大。为了调查我国市售含磷肥料中重金属含量状况,在部分省份农资销售点采集了159个含磷肥料样品,包括国产和进口的。应用ICP-MS和AFS分析测定了含磷肥料中Cd,Cu,Zn,Cr,Pb,Ni,As和Hg八种重金属元素的含量。结果表明,采集的含磷肥料中含有一定量的重金属元素,Cd,Cu,Zn,Cr,Pb,Ni,As和Hg的均值分别为0.77,35.6,102.7,24.1,16.6,15.4,19.4和0.08 mg·kg-1肥料。以P₂O₅为基础计算,Cd,Cu,Zn,Cr,Pb,Ni,As和Hg的均值分别为4.48,258.4,767.4,190.0,151.3,134.5,155.8和8.79 mg·kg-1 P₂O₅。所有检测样品中,只有一个磷酸一铵样品中As超标,一个进口的磷酸二铵样品中Cd超标,其余样品中重金属含量都符合肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标要求(GB/T 23349-2009)。分析了13个进口肥料样品中重金属含量,重金属Cd的含量范围为0.02～27.2 mg·kg-1肥料,均值和中位值分别为3.20和0.41 mg·kg-1肥料。进口肥料中Cu,Cr和Hg高于国产肥料,均值分别为39.4,26.6和0.47 mg·kg-1肥料。     

XRF法在密闭鼓风炉粗锌分析中的应用

本文研究了用X－射线荧光光谱法测定密闭鼓风炉粗锌中铅、锌、铁和镉等元素,样品从炉前取出后铸成一定形状,被测表面经抛光后直接测定,不经化学处理。用经验系数法校正基体效应。用人工模拟制备标准,其浓度与X－射线强度的线性相关系数均在0．98以上,标准偏差小于0．0056;相对标准偏差小于2．41％。测定结果与化学结果相符。     

藏药矾石化学成分与结构分析

采用X射线荧光(XRF)、等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线衍射(XRD)等方法对不同来源藏药矾石的化学成分和结构组成进行分析。XRF和ICP-OES分析表明,藏药矾石主要元素为Ca,O和C,还含有少量Mg,Al,Na,Si,K,Ag,Ba,Fe,Mn,S,Sr,Zn等元素。XRD结构分析表明,其体系中主要存在三方晶系(MgxCa1-x)CO3(空间群为R-3c)或三方晶系CaCO3(空间群为R-3c),此外还含有少量的斜方晶系CaCO3(空间群为Pmcn)和六方晶系SiO2(空间群为P3221)等物相。通过X射线荧光、等离子体发射光谱和X射线衍射等分析,获得了藏药矾石元素成分和结构组成数据,为其物质基础的揭示和质量标准的制定提供了科学依据。     

Use of highly energetic (116 keV) synchrotron radiation for X-ray fluorescence analysis of trace rare-earth and heavy elements

This study has revealed the advantages of the use of 116 keV X-rays as an excitation source of X-ray fluorescence (XRF) analyses. This technique is suitable for nondestructive multielemental analyses of heavy elements such as rare-earth elements. The lowest MDL value evaluated for the bulk analysis of a JG-1 standard reference sample (granite rock) was 0.1 ppm for W for a 500 s measurement. The spectrum of standard glass samples of SRM612 demonstrated clearly resolved K-line peaks of more than 30 elements, including all the existing rare-earth elements, at 50 ppm levels. The calibration curve for the determination of a rare-earth element shows a linear relation between the XRF intensity and concentrations from 10 to 0.03 ng. This powerful technique should be useful for nondestructive analyses of rare-earth and heavy elements in geological, geochemical and archaeological samples as well as industrial materials.     

Sample thickness considerations for quantitative X‐ray fluorescence analysis of the soft and skeletal tissues of the human body – theoretical evaluation and experimental validation

A good estimation of the matrix composition and the areal mass of the sample is critical for quantitative X‐ray fluorescence (XRF) analysis. Integrated aspects of the XRF quantitative analysis of various human body organs are presented. Special emphasis is placed on the determination of the sample thicknesses at which the specimen can be regarded as thin, thick, or intermediate thickness depending on the element under consideration. Moreover, a method for a fully quantitative analysis allowing the determination of the masses per unit area of chemical elements in thin, thick, and intermediate thickness samples is discussed. It was found that for an incident beam of 17 keV energy, a 15 µm thick sample is of intermediate thickness for all elements between P and Ca and becomes thin from Fe for most human body tissues in a natural form. Dried samples of soft tissues excluding these of low water content can be regarded as thin for all elements from phosphorus to strontium. The use of thin sample approach in quantification of intermediate thickness specimen may result in about 30–45% discrepancy in areal mass (weight fraction) of phosphorus, 20–35% of sulfur, 15–25% of chlorine, 8–15% of potassium, and 5–10% of calcium. Theoretical evaluations presented in the work are verified experimentally. The analysis of human brain samples (white and gray matter) and bovine liver (National Institute of Standards and Technology standard reference materials 1577b) confirms high accuracy of the XRF quantification on the basis of the described procedures. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Analytical Study of Raw Materials of Zinc Oxide Used for Enamels on Industrial Ceramics: Quantitative Analysis of Zinc,Lead, and Sulfur in These Samples by X‐ray Fluorescence and Flame Atomic Absorption Spectrometry

An analytical study is carried out to optimize X‐ray fluorescence (XRF) and flame atomic absorption spectrometry (FAAS) quantitative analysis of Zn, Pb, and S in ZnO samples commonly used to obtain industrial ceramic enamels. Pb and S in the raw materials often contaminate ZnO and are very detrimental in industrial applications. Thus, very accurate analytical determination of these elements in ceramic samples is extremely important. First of all, a mineralogical study by X‐ray diffraction (XRD) on the different components in these raw materials and the materials produced during the firing process is performed in order to establish the mineral forms in a reference sample for analysis by XRF spectrometry. The working conditions are optimized for XRF multielemental analysis, using the sample in the form of pellets, due to high loss on ignition (LOI) values. The preparation of suitable standards and working conditions for FAAS analysis have also been optimized. The content of these elements was determined by FAAS for the reference sample and several samples for industrial use, and the results were compared with those obtained by XRF. Comparison of the results obtained from XRF and FAAS analysis of Pb and Zn show more accurate values for FAAS. For ZnO, an accuracy of 0.11% with ±0.1% precision by FAAS and 0.46% accuracy with ±0.2% precision by XRF are found. For PbO, 1.06% accuracy and ±0.06% precision using FAAS and 5.6% accuracy and ±0.35% precision by XRF were found. For SO₃ determined only by XRF, accuracy was 4.76% with ±0.25% precision. These values are highly satisfactory given that these two elements are only found in small proportions.     

双脉冲激光诱导光谱结合多变量GA-BP-ANN检测合金钢中C元素

在合金钢众多成分中碳(C)属于微量非金属元素,其含量决定了合金钢的主要力学性能,准确、实时掌握C元素的含量,对合金钢的生产及分类起到关键作用。双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)是一种可用于在线快速分析合金钢中元素的有效手段,不仅具有实时、样品预处理简单等优点,还能够增强物质的烧蚀度和信号强度,从而提高LIBS技术的检测灵敏度。为了减小基体效应影响,进一步提高LIBS技术对合金钢中微量C元素定量分析的精确性,采用多元素多谱线的修正方法,通过DP-LIBS结合反向传播人工神经网络(BP-ANN),建立多变量GA-BP-ANN定标法。首先在氩气环境对合金钢样品进行DP-LIBS采集,目标C元素选择了谱线强度变化能够体现其含量变化的C 193.09 nm处的原子谱线,同时选取共存元素Fe,Cr,Mn和Si对应的特征谱线,以提供更多的光谱信息,提高C元素定量分析的准确度,共选择15条特征分析谱线,其中Fe元素含量丰富且相对稳定,作为内标元素引入以减小谱线波动;之后通过遗传算法(GA)寻优,对C/Fe,Cr/Fe,Mn/Fe和Si/Fe的谱线强度比进行优化选择;最后将GA选择的多谱线强度比作为BP-ANN网络的输入,输出为目标C元素浓度值,建立多变量GA-BP-ANN定标方法。为比较该方法预测结果的精确性,同时建立传统定标曲线法与以C/Fe为输入的单变量BP-ANN定标方法。利用标准合金钢样品,通过留一法交叉预测C元素含量值,与内标法和单变量BP-ANN定标方法相比,预测样品的平均相对误差分别由14.78%和14.75%减小到8.29%,预测值与真实值之间的决定系数R2分别由0.967 4和0.974 4提升至0.989 3。结果说明了多变量GA-BP-ANN定标法预测的C元素含量更接近于真实含量,证明了该方法用于LIBS检测合金钢中C元素含量的可行性。     

基于XRF连续扫描的云南抚仙湖沉积物元素特征及环境意义

X射线荧光光谱(X-ray fluorescence, XRF)岩芯扫描仪具有前处理简单、非破坏性、连续高效测量及高精度等优势，已被广泛的应用于海洋、浅水湖泊及黄土等高分辨率的气候与环境变化研究中。然而，深水湖泊的水动力过程、物质迁移转化等与浅水湖泊均存在显著差异，且对深水湖泊沉积物的XRF连续元素扫描研究还有待进一步开展。通过对我国西南地区滇中盆地抚仙湖沉积物XRF元素连续扫描，并与电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometry, ICP-OES)和质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)元素分析方法对比，结合年代学与其他环境代用指标，探讨了滇中深水湖泊沉积物XRF连续扫描的元素特征所指示的环境意义。研究结果表明：(1)除P，Ge和Cr元素外，XRF元素连续扫描结果与ICP-OES/ICP-MS分析具有较好的相关性(p<0.01)；其中K，Ca，Ti，Fe，Rb和Zr元素的相关系数大于0.85。(2)元素的主因子分析发现，主成份1和2的方差贡献分别为76.31%和10.37%，其成分1远大于成分2，且K，Fe，Ti，Zn，Rb和Zr等元素的公因子载荷大于0.9，指示了抚仙湖流域的侵蚀强度是主要影响抚仙湖沉积过程的控制要素，其对流域内气候环境变化及人类活动强度具有较好的指示意义。(3)结合抚仙湖其他环境代用指标(粒度、总有机质含量)，重建了距今5 200年以来的滇中环境变化与人类活动历史。在距今约2200年，人类活动(耕作农业、砍伐森林等)的显著加强使得流域内植被减少、土壤侵蚀加剧，进入湖盆中的外源碎屑物增加，沉积物中元素含量显著增高。研究结果将为XRF技术在深水湖泊中的应用，以及开展环境演变与人类活动影响的高分辨率研究提供有效的借鉴。     

Application of artificial neural networks to X-ray fluorescence spectrum analysis

X-ray fluorescence (XRF) is widely applied as a mature nondestructive testing method, and appropriate improvement of quantitative analysis methods can improve the accuracy of XRF. Artificial neural network is an intelligent information processing system, its developments and application in XRF are reviewed, and representative models (back propagation, radial basis function, genetic algorithm artificial neural network, and others) are discussed in more details in overfitting, generalization, and algorithm efficiency. Potential directions of developing artificial neural network applied in XRF are proposed in this review as a further study.     

藏药珠西的化学成分与结构分析

采用X射线荧光(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线衍射(XRD)对不同来源藏药珠西中的元素成分和结构组成进行测定,以期揭示其药理作用的物质基础。XRF和ICP-OES分析结果表明,藏药珠西中主要元素为Fe,S和O,及少量的Si,Na,Mg,Al,K,Ni,Ca,Ti等元素。XRD分析表明,藏药珠西中主要存在立方晶系FeS2,此外还含有少量的斜方晶系Fe+3O(OH)等。通过XRF,ICP-OES和XRD分析,获得了藏药珠西的化学成分和结构组成基本数据,为其药理作用物质基础的揭示和质量标准的制定提供了科学依据。