地球化学样品中有机碳的光谱分析

有机碳已成为多目标地球化学调查、土地质量地球化学调查等项目研究的必测指标,对有机碳的准确定量是地球化学调查工作的重要内容,准确测定有机碳含量具有重要意义。然而传统的重量法、容量法流程长、速度慢,已经不能满足大批量及快速测定地球化学样品的要求。采用稀盐酸去除样品中的无机碳,应用高频红外碳硫分析仪对不同类型地球化学样品中有机碳的测定进行了研究,着重从称样量、酸的选择、最佳浓度及用量、助熔剂的选择和最佳加入量进行对比实验,优化出适合分析地球化学样品中有机碳含量的条件,并采用国家一级地球化学标准物质建立校准曲线,建立盐酸预处理-红外吸收光谱法测定地球化学样品中有机碳含量的分析方法。结果表明：陶瓷坩埚经1 200 ℃灼烧处理可以有效降低碳空白,减小对分析结果的影响;选择50.0～70.0 mg称样量,测试准确度高且样品熔融时不易喷溅;0.40～0.60 mL稀盐酸（1+7）除尽样品中的无机碳同时减少有机碳流失损失;0.40～0.50 g纯铁屑和1.50～1.70 g钨粒作为助熔剂,助熔效果稳定;采用国家一级地球化学标准物质建立校准曲线,校准曲线线性良好（R2=0.998 5）。该方法的检出限为69 μg·g-1,测定结果的相对标准偏差（RSD,n=12）均小于8%。经63个不同类型国家一级地球化学标准物质（土壤、岩石、水系沉积物）验证,测定结果与标准值相符。本方法操作简便,检出限低,灵敏度高,结果准确可靠,适用于地球化学样品中有机碳含量的测定。     

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法工作参数对灵敏度和氧化物干扰的实验研究

电感耦合等离子体质谱仪作为无机元素分析最重要的仪器,在生产科研发挥着关键的作用。通过测定过程中改变电感耦合等离子体质谱仪的仪器工作条件实验,得出功率、雾化气流量、氦气流量和采样深度对灵敏度和氧化物的产率产生较大的影响,而改变扫描次数、驻留时间、冷却气流量和辅助气流量等条件,各元素的灵敏度和氧化物的产率基本无变化。采用氢氟酸-高氯酸-硫酸-硝酸-盐酸来消解样品,选择仪器的最佳条件,得出La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y的方法检出限分别为0.01、0.01、0.003、0.02、0.004、0.002、0.004、0.001、0.004、0.001、0.003、0.001、0.002、0.001和0.03ng/g。三个标准物质的稀土元素方法精密度均小于6.0%,经多个标准物质进行验证,所测稀土元素相对误差基本都小于10%,满足多目标地球化学样品测试的精密度和准确度要求。     

激光诱导击穿光谱分析土壤样品中的锆、铪和铌元素含量实验研究

锆、铪和铌是多目标地球化学样品分析的重要元素,传统的湿法前处理很难将这些高场强元素完全消解,致使测定的结果偏低,且传统的湿法有消解用酸、碱量大,前处理流程长,污染环境等缺点。激光诱导击穿光谱（LIBS）在分析地球化学样品时有独特的优势,尤其是对于那些常规条件下消解不完全的元素。采用激光诱导击穿光谱对土壤样品中的锆、铪和铌元素进行定量分析,首先对激光的输出能量,光谱仪采集延迟时间以及激光器的光斑直径等实验条件进行优化。对比激光输出能量从0.0～4.4 mJ的测定土壤样品中的锆、铪和铌元素的准确度,当选用1.6 mJ时,可得到最佳的实验结果。其次分析光谱仪采集延迟时间对测定土壤样品中的锆、铪和铌元素的影响,结果显示0.5 μs是最佳的采集延迟时间。最后,对比激光不同的光斑直径得到测定结果,发现50 μm的光斑直径测定稳定性最好。还对测定模式和样品制备压力进行了对比研究,结果表明利用激光诱导击穿光谱对土壤样品中锆、铪和铌测量时在制样压力2 000 kN,采用动态模式,LIBS信号的稳定性和定量分析的精确度都是最好的。在最佳的实验条件（激光输出能量1.6mJ、光谱仪采集延长时间0.5 μs和激光光斑直径50 μm）和制样压力2 000 kN采用动态模式对9个国家一级标准物质中的锆、铪和铌元素进行光谱检测,其测定值与推荐值基本吻合,3个国家一级标准物质精密度不超过11%,能满足地球化学样品的分析要求。综上,建立了激光诱导击穿光谱分析土壤样品中的锆、铪和铌元素含量的方法,解决了锆、铪和铌元素湿法消解不能完全消解和测定结果偏低的问题,具有分析效率高,操作简单,无污染,同时也为固体进样技术的发展提供了参考。     

干法灰化-发射光谱法测定植物样品中B和Sn

地球化学样品中的元素硼和锡属于难溶易挥发元素,湿法样品前处理技术相对较难,目前基本以一米光栅发射光谱法测定为主,其固体进样方式避免了复杂的样品前处理,实现了对地球化学样品中元素硼和锡的绿色分析。植物样品经过适宜的高温灰化后,基体成分基本一致,体积质量均发生富集现象,称取的样品灰分成分和基物、缓冲剂(比例1:1:2)经过研磨充分混匀,在优化的实验条件下,以国家一级合成硅酸盐光谱分析标准物质制作校准曲线,构建植物样品中硼和锡的分析方法,该方法硼和锡的检出限分别为0.042μg·g-1、0.019μg·g-1,方法经过国家一级标准物质验证,硼方法精密度:5.6%~13%,正确度(RE)的绝对值均小于10%;锡方法精密度:7.2%~18%,正确度(RE)的绝对值均小于28%。实验结果表明:植物样品经过干法灰化富集后,对植物样品中元素硼基本能够实现精准测定,对元素锡含量接近于检测下限的值测定结果相对较差,对高含量值也能够实现精准测定,方法具有较好的应用价值。     

高分辨电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定铁锰氧化态中57种元素

元素活动态分析作为深穿透地球化学的新方法,得到了广泛的应用。将ELEMENT XR型高分辨率等离子体质谱(HR-ICP-MS)法引入元素活动态的分析中,具有动态线性范围宽(10-12~1012)和灵敏度高的特点,使可同时测定的元素拓展至57种,大大提高了工作效率。根据实验结果结合响应面分析法,对HR-ICP-MS的主要仪器条件辅助气流量、雾化气流量和采样深度等进行了优化,确定了仪器的最佳测定条件;对铁锰氧化态的提取条件进行了系统研究:分别考察了提取时间、液固比、离心转速、提取液放置时间对提取效果的影响,确定了最佳提取条件,提取时间为24 h,液固比为15∶1,离心转速4000 r/min;在最优的测定条件和提取条件下,建立了HR-ICP-MS对铁锰氧化物结合相中57种元素的分析方法,得到了各元素的方法检出限和方法精密度,微量和痕量元素的方法检出限达到了10-9(ng/g),主量元素的检出限为10-6(mg/kg)水平,精密度为2.3%~32.5%,完全满足当前元素活动态的分析测试需要。     

高压制样-激光诱导击穿光谱技术测定土壤中的硅铝铁钾

土壤作为人类生存的重要物质基础和自然资源之一，其营养元素含量不仅是农业生产的基础，也是评价土壤质量的重要指标。传统测定土壤中营养元素的方法以液体进样为主，操作繁琐且对环境有一定的污染。采用超高压制样技术与LIBS技术联用，综合了绿色无污染的样品前处理技术以及操作简单、可进行多元素同步快速检测的测定技术，建立了高压制样-激光诱导击穿光谱技术测定土壤中的硅铝铁钾的分析方法。通过对制样压力大小的对比研究发现，当制样压力在2 000 kN时，制备出的样品表面光滑、平整，具有更好的致密性，测定精密度达到最好；通过对LIBS仪器测定条件的优化，发现在使用多位置采样的方式，激光能量、采集延迟、光斑尺寸分别为0.8 mJ、 0.5μs、 60μm的条件下，能够减小样片剥蚀产生的热效应及样片表面不均匀对测定结果造成的影响，提高测定信背比，从而提高测定结果的准确度和精密度。在该方法优化后的条件下，采用土壤成分分析标准物质，以多变量做线性回归的定标曲线，得到了较好的线性关系，有效降低了基体效应对测定结果的影响。通过国家一级土壤成分分析标准物质的验证，除个别元素外，方法测定营养元素的精密度范围均在0.31%～...