多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)法测定土壤的铁同位素组成

随着分析技术的发展，铁（Fe）同位素（δ56/54Fe）在土壤科学中得到了广泛的应用，可以用来研究铁在土壤圈中的迁移、转化等过程。为了确保不同类型样品中的铁同位素测量的准确性，需要标定一系列标准物质的铁同位素组成。但是目前对于土壤标准物质铁同位素数据的报道几乎没有，这阻碍了不同实验室间铁同位素数据质量进行对比。为了对不同实验室间的铁同位素数据进行比较，需要对土壤标样的铁同位素进行标定。在本研究中，我们使用硝酸-氢氟酸-高氯酸混酸对土壤样品中的硅酸盐和有机质进行消解，利用阴离子交换树脂（AG1-X8，0.038-0.074 mm）对土壤样品中的铁与基质元素进行了分离。为了获得可靠的纯化流程，我们检验了不同浓度的盐酸对基质的淋洗效果。结果表明，当盐酸浓度从4.0 mol/L变化到7.0 mol/L时，基质元素都能有效地被分离干净。最后我们采用5.0 mol/L的盐酸将基质元素从阴离子树脂中淋洗出来，然后利用0.3 mol/L的盐酸将铁元素收集起来。铁同位素组成利用多接收电感耦合等离子体质谱仪进行测定。通过对实验室标准铁溶液（ISS-Fe和USTC-Fe）的长期的监测，本分析方法δ56/54Fe的外精度好于±0.05‰（2SD）。我们分析了两个玄武岩标样（BCR-2和BHVO-2）的铁同位素组成，其δ56/54Fe值分别为0.08±0.05‰和0.09±0.05‰，均与文献值在误差范围内是一致的。此外，我们测量了六个土壤标样（SRM2709，SRM2709a，SRM2710a，SRM2711，SRM2711a和GBW07453）的铁同位素组成，其δ56/54Fe值分别为0.05±0.01‰，0.07±0.02‰，-0.11±0.02‰，0.15±0.03‰，0.14±0.03‰和0.10±0.01‰。该研究为土壤铁同位素研究提供了有用的数据库。