X荧光光谱仪在实验室-调查船测定海洋沉积物元素的对比研究

运用Epsilon3系列小型能量色散X射线荧光光谱仪,选取水系沉积物、海洋沉积物等标准物质31个,采用压片法制样,建立了该仪器对海洋沉积物中34种元素定量测试的分析方法,该方法检出限低,精密度高,准确性好。在海上调查期间运用该仪器与方法,对深海沉积物样品进行了现场测试,调查船上的测定值与陆上实验室内的测定值基本一致,两者平均相对偏差基本小于10%,结果表明运用该分析方法,Epsilon3系列小型能量色散X射线荧光光谱仪能快速、准确测定沉积物中多种元素,为及时判断现场资源分布情况提供依据,减少取样的盲目性,这将为我国海洋地质调查工作提供新的技术支持。     

ICP-MS测定海洋沉积物重金属微波消解条件的正交试验优化

准确测定海洋沉积物中重金属元素的含量,对于健康海洋的监测、维护和治理具有重要的指导意义。本文报道了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定海洋沉积物中铜、锌、铅和镉四种元素微波密闭消解条件的正交试验优化结果。运用正交试验法,选取L16(45)正交表,按五因素四水平安排试验,研究不同酸体系和配比下,以及不同微波消解条件下沉积物样品的消解效果。经极差分析及方差分析后,得到海洋沉积物样品在称样量为0.05 g左右(精确到±0.000 1 g)情况下,最佳消解条件为HNO3(体积分数69%)用量6.0 mL、H_2O_2(体积分数30%)用量3.0 mL、HF(体积分数49%)用量3.0 mL、第三步程序消解温度190℃、保温时间15min。结果表明,正交优化后的方法准确度高,对三种有证海洋沉积物标准物质的测试均在标准值范围内;回收率好,各元素回收率在91.52%～107.55%之间;精密度高,重复性好,重复性的相对标准偏差为1.29%～8.21%;方法检出限低,各元素方法定量下限为0.005～0.057μg/g。该方法准确可靠,满足海洋沉积物样品中铜、锌、铅和镉等元素含量准确测定的测试需求。     

海洋沉积物含水率对部分碱金属及碱土金属元素含量的影响及意义

利用电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES)对海洋表层沉积物及上覆海水、海洋沉积物国家标准物质、陆地的水系沉积物及土壤国家标准物质进行检测以对比海洋沉积物含水率对部分碱金属及碱土金属元素分析结果所造成的影响。结果显示海洋沉积物含水率对钠离子影响最大,往往有超过50%的钠离子来自其中所含海水的贡献,而海洋沉积物含水率对钾、钙、镁的影响则较为微弱。因此,研究海洋沉积物化学组分时有必要考虑其所含海水对钠含量的贡献,以期达到不同海洋沉积物化学组分的可比性。     

东菲律宾海深水区新型铁锰结壳的特征和成因

对取自东菲律宾海深水区致密—半固结沉积物表层的新型铁锰结壳典型样品进行了X射线衍射、X射线荧光、电感耦合等离子体原子发射光谱及加速器质谱研究。结壳的组成矿物主要有δMnO2、铁的氧化物/氢氧化物、石英、长石和黏土矿物等。与海山结壳相比,其Mn、Co、Ni、Zn、Pb含量均较低,而Fe、Cu、Al含量则相对较高。Mn/Fe值平均仅为0.24,也低于海山结壳Mn/Fe的平均值。相关性分析、元素分配系数分析及稀土元素北美页岩标准化配分模式等结果均表明,研究区结壳为一新型边缘海深水水成结壳,与海山水成结壳间存在一定差异。结壳的物质组分主要来自于同期海水,同时碎屑物质对其形成也有一定贡献;并且它们自形成以来没有遭受明显的成岩后期改造和元素再迁移,具有较高的古海洋学应用价值。     

六极杆碰撞池-电感耦合等离子体质谱法测定海洋沉积物中的钒和铬

采用带六极杆碰撞池技术(CCT)的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了海洋沉积物中的钒和铬。在六极杆碰撞池中引入He/NH3(99/1)混合气,有效地减轻了多原子离子(ClO+,ClN+,ClOH+,ClNH+等)对钒、铬测定的干扰,降低了方法的检出限。对He/NH3混合气的流量及ICP-MS的测定条件进行了最佳化选择。方法对钒和铬的检出限(3σ)分别为0.035μg·g-1和0.083μg·g-1(稀释因子1000),12份样品测定的相对标准偏差均小于5%。方法经海洋沉积物国家一级标准物质验证,测定值与标准推荐值吻合。     

小型台式EDXRF现场快速测定深海沉积物中稀土元素

为了提高海上现场调查中沉积物稀土元素质量分数测定的准确度,采用小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对一个航次取得的3类(远洋黏土、硅质软泥和钙质软泥)75个印度洋深海沉积物中稀土元素Nd和Y的质量分数进行现场测定。与实验室电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定结果进行对比与相关性分析,建立现场测定深海沉积物中Nd和Y质量分数与15种稀土元素总质量分数的相关关系方程,以及沉积物中Nd与轻稀土总量、Y与重稀土总量的转换关系,3种类型深海沉积物稀土元素间相关关系基本可用同一线性关系表征,3种关系的相关系数都在0.96以上。采用太平洋和印度洋不同类型深海沉积物样品进行验证,通过转换关系估算出的轻、重稀土质量分数和总稀土量与实验室ICP-MS测定值基本吻合,相对偏差小于20%。结果表明,在大洋调查中小型台式EDXRF可应用于样品现场稀土元素质量分数的测定,这为调查现场及时了解大洋深海沉积物中稀土资源分布情况提供了一种重要可行测试手段。     

X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中的41种元素及氧化物

海洋沉积物样品具有盐分含量高、吸水性强、基体复杂、不同元素浓度差异悬殊等特点,其元素定量分析无论在样品前处理以及分析测试方法都有不少问题。特别是常微量元素很难用同一种方法进行测定,波长色散X射线荧光光谱可以很好的解决这一难题。因此,本文构建了粉末压片制样波长色散X射线荧光光谱法直接测定海洋沉积物样品中41种元素或其氧化物(Na_2O、MgO、Al_2O_3、SiO_2、P、S、Cl、K_2O、CaO、Fe_2O_3、Sc、Ti, V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、La、Hf、W、Pb、Bi、Ce、Nd、Th、U)的方法。样品在30 t的压力下保压30 s,制备的样片坚固光滑、吸潮性小。针对海洋地质样品的多样性,通过多种校准标准品拟合曲线进行测量,降低了检出限,优化了测量条件。用经验系数、理论α系数与经验系数相结合和康普顿散射线内标法校正元素间的基体效应。对土壤成分标准物质GBW07408和海洋沉积物成分标准物质GBW07315进行精密度考察,大部分元素的方法精密度提高至0.16%~3.87%,绝大多数主次痕量元素的测量精密度(RSD)小于4%,方法检出限为0.8~220μg/g。对渤海湾三个站位沉积物样品41种元素或其氧化物测定,结果表明,测定方法的重复性好,经国家一级标准物质验证,表明方法准确可靠,能满足日常分析要求。该方法对水系沉积物、土壤等陆地地化样品同样适用。     

应用电感耦合等离子体质谱测定深海富稀土沉积物中稀土元素方法研究

深海富稀土沉积物作为潜在的新型矿产资源,其元素赋存特征及物源指示意义成为目前研究热点。采用高压密闭酸溶、过氧化钠碱熔2种前处理方法,用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定稀土元素。以In和Re做内标元素,用标准物质进行了比对试验,2种方法的实测值与推荐值基本相符,测试精密度均满足测试要求;对3个深海富稀土沉积物样品进行前处理,稀土元素测试结果具有很好的一致性。从实验结果来看,密闭酸溶比过氧化钠碱熔检出限更低、基体效应更小、分析步骤更加简单,适用于大批量深海富稀土沉积物样品的测试。     

等离子体发射光谱法中微量雾化器的应用

应用电感耦合等离子体发射光谱法测定环境或生物样品如悬浮颗粒物、浮游植物和沉积物提取物中金属元素时常面临试样较少的问题。在等离子体发射光谱仪上使用微量雾化器,利用金属元素标准溶液对仪器工作条件如雾化器压力、射频功率、输出泵速、辅助气流量进行了实验,获得最优工作条件为:雾化器压力0.2MPa,射频功率1 150W,输出泵速25r/min,辅助气流量0.5L·min-1。在该工作条件下,与常量雾化器的信号强度、背景值、方法检出限进行比较,信号强度略有降低,背景值明显降低,检出限与常量雾化器相当。应用微量雾化器对海洋沉积物提取样、浮游植物消解样、悬浮颗粒物消解样中的Al、Fe、Mg、Mn、Ti、Ba、Sr、Co、Cu、Ni进行了测定,结果与常量雾化器所测值进行了对比,发现无明显差异,且其背景值降低,减小了元素测定的背景干扰。样品消耗量仅为常量雾化器的1/3或更少,分析效率得以提高,是解决少量环境样品测试的有效方法。     

东菲律宾海表层沉积物常量元素组成及地质意义

为系统了解东菲律宾海表层黏土沉积物的常量元素组成特征与地质意义,对其在53个样品中的含量及在3个典型样品中的赋存状态进行了综合性分析。结果表明:沉积物中的主要常量元素组分包括SiO2、Al2O3和Fe2O3,它们绝大部分赋存于碎屑成因的残渣态中;沉积物中金属元素锰含量相对附近边缘海为高,且主要赋存于水成成因的铁锰氧化物态中。所研究海区表现出接近于大洋属性的深海沉积环境特点,其物质来源主要为附近火山碎屑物质及火山热液活动,而陆源黏土矿物及生物作用的影响较小。     

高压密闭消解-电感耦合等离子体光谱和质谱联合测定海洋地质样品中52种元素

An improved analytical method to determine the content of 52 major, minor and trace elements in marine geological samples, using a HF-HCl-HNO_3 acid system with a high-pressure closed digestion method(HPCD), is studied by an inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES) and an inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS). The operating parameters of the instruments are optimized, and the optimal analytical parameters are determined. The influences of optical spectrum and mass spectrum interferences, digestion methods and acid systems on the analytical results are investigated. The optimal spectral lines and isotopes are chosen, and internal standard element of rhodium is selected to compensate for matrix effects and analytical signals drifting. Compared with the methods of an electric heating plate digestion and a microwave digestion, a high-pressure closed digestion method is optimized with less acid, complete digestion,less damage for digestion process. The marine geological samples are dissolved completely by a HF-HCl-HNO_3 system, the relative error(RE) for the analytical results are all less than 6.0%. The method detection limits are 2–40μg/g by the ICP-OES, and 6–80 ng/g by ICP-MS. The methods are used to determine the marine sediment reference materials(GBW07309, GBW07311, GBW07313), rock reference materials(GBW07103, GBW07104,GBW07105), and cobalt-rich crust reference materials(GBW07337, GBW07338, GBW07339), the obtained analytical results are in agreement with the certified values, and both of the relative standard deviation(RSD) and the relative error(RE) are less than 6.0%. The analytical method meets the requirements for determining 52 elements contents of bulk marine geological samples.     

海洋沉积物中多种元素的ICP光谱分析

报道了用王水-HF溶样,ICP-AES同时测定海洋沉积物中18种常量、微量元素的方法.该方法简便、快捷,其准确度、精密度及检出限均好.     

顺序提取法探讨沉积物中主量元素在不同相态的分配特征

在Tessier以及欧共体标准局BCR等前人顺序提取方法的基础上,采用一套改进的顺序提取法对海洋沉积物以及一些水系沉积物标准物质的主量元素进行逐步提取。利用ICP—AES、ICP—MS方法分析了各提取液中Ti、A1、Na、Mg、K、Ca、P、Fe、Mn的含量以及它们在不同相态的分配特征,同时,进一步探讨了酸去除沉积物中非陆源组分的效果,结果显示,最后经盐酸淋滤后的样品,沉积物中的生物、自生组分已经被溶解,而残留下来的剩余物质基本上可代表海洋沉积物的陆源碎屑组分。     

Determination of Precious Metal Concentrations in a Polymetallic Nodule Reference Sample from the Indian Ocean by ICP-MS

A polymetallic nodule reference sample (No. 2388)collected from the Indian Ocean, and seven other samples, two from the United States Geological Survey, USA (Nod-A-1 and Nod-P-1), three from Russia (OOPE 601, OOPE 602, and OOPE 603), and two from China (GSPN-2 and GSPN-3), collected from different loca tions, are available for calibration purposes and as control samples in the analytical programs for polymetallic nodules and associated sediments to ensure accurate measurements. They are not certified for precious metal concentrations, however, and the data available are very scanty. An attempt has been made to provide working values for platinum, palladium, gold, and silver and indicative values for osmium, iridium, and ruthenium in these eight ferromanganese nodule reference samples, using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). To assess the accuracy of the method, certified reference materials, WPR-1, WMS-1, WMG-1, and WGB-1 Canadian Certified Materials Project (CCRMP, Canada) were analyzed, and the data obtained were compared with the certified values. The estimate of analytical reproducibility was found to be better than 15 % RSD for most elements with comparable accuracy. The data presented for this set of manganese nodule reference samples may be useful in geochemical studies of manganese nodules and associated sediments.     

Isotope dilution sector-field inductively coupled plasma mass spectrometry combined with extraction chromatography for rapid determination of 241Am in marine sediment samples: A case study in Sagami Bay, Japan

²⁴¹Am is a useful tracer for understanding biogeochemical processes in the marine environment. ²⁴¹Am also poses a potential radiation threat to human health due to the continuous increase of its concentration in the global environment. We report a rapid analytical method for determining ²⁴¹Am in marine sediments using isotope dilution sector-field inductively coupled plasma mass spectrometry (SF-ICP-MS) combined with a high-efficiency sample introduction system (APEX-Q). A selective CaF₂ co-precipitation procedure followed by TRU extraction chromatography was employed to effectively remove the major sediment matrix and to pre-concentrate ²⁴¹Am. We achieved an extremely low detection limit of 0.32 fg/g or 0.041 mBq/g (for 1 gram sediment), which is better than that of alpha spectrometry, and it allowed the accurate determination of ²⁴¹Am in low-level marine sediment samples. The accuracy and precision of the developed analytical method was evaluated using a laboratory prepared Am isotope standard solution and Ocean Sediment reference material (IAEA-368). The results were satisfactory. For sediment samples, overall chemical recoveries varied from 60–90%. The developed method was applied to the study of ²⁴¹Am depth distribution in Sagami Bay, Japan, where we observed different depth profiles between ²⁴¹Am activity and ^239+240Pu activity.     

单道扫描电感耦合等离子发射光谱的内标元素选择的灰色关联分析再研究(英文)

应用动态灰色模型（ＧＭ）的灰色关联分析（ＧＩＡ）为单道扫描（ＳＣＳ）电感偶合等离子发射光谱（ＩＣＰＯＥＳ）选择内标（ＩＳＴＤ）。经发射强度序列的ＧＩＡ计算和关联度序列优化后,Ｇｅ ２１９．８７ 被指定为内标。应用内标法和无内标法对中华人民共和国标样ＧＢ０７２３２ 的各元素的分析结果的相对百分误差范围分别为：０．８％ ～７．５％ 和２．５％ ～１７．５％ 。变更系数（ＣＶ）范围分别为：０．７％ ～２．９％ 和２．０％ ～５．８％ 。对内标选择与平均关联度的关系,Ｇｅ ２１９．８７ 特征的某些具体问题及统计相关分析与灰色关联分析在内标选择计算中的不可替代性问题,亦进行讨论     

防腐高效溶样罐-ICP-MS测定海洋生物体中微量元素

为明确海洋生物体中微量元素的含量状况,开发了一种适合海洋生物体中微量元素准确测定的分析方法。研究采用防腐高效溶样罐对GBW08517（海带Saccharina japonica）与GBW08571（贻贝Mytilus coruscus Goyld）2种国内海洋生物标准物质进行2种不同前处理方法的消解实验,然后应用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测试了包括稀土元素在内的33个微量元素。实验结果表明,除个别元素外,测试结果均与标准值相符合,且前处理方法1消解的生物样品测试结果更加准确和稳定。使用防腐高效溶样罐优化了生物样品处理的消解方法,能有效去除生物样品中的有机基体,使ICP-MS充分发挥优势。与以往的消解方法相比,在生物消解中效果优于微波消解,前处理方法1还具有易操作、处理效率高、低试剂消耗、安全性强、避免样品污染等优点。     

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定海洋浮游生物中总磷的方法优化

磷作为海洋浮游生物生长必需营养元素之一,其准确测定对海洋生态系统元素循环过程的研究具有重要意义。目前,文献中对于海洋浮游生物中总磷的测定方法报道不多。由于海洋浮游生物生存的高盐海洋环境,高盐基体的存在导致常规检测方法不能准确测定磷的含量。为剔除高盐基体效应及干扰,本文运用微波密闭消解预处理样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)联合标准加入法建立工作曲线,同时结合样品的特异性,对ICP-OES分析谱线、射频功率、雾化气流速、观测高度、蠕动泵泵速和观测方式等仪器参数进行优化,构建确定了准确测定海洋浮游生物中总磷的优化条件和技术流程。实验结果显示, ICP-OES最佳工作条件为分析谱线P213.617 nm,射频功率1 300 W,雾化气流量0.8 L/min,观测高度14mm,进样泵速1.5 m L/min,观测方式轴向。标准加入法标准曲线相关系数大于0.999,相对标准偏差为1.36%~1.67%,加标回收率为92.6%~94.3%,方法检出限为0.010 mg/L,检测结果具有较高的准确度和精密度,可为海洋浮游生物及其它高基体生物样品中磷含量的准确测定提供技术支持。     

顺序扫描ICP—AES法测定海洋沉积物中九种主要成分

用ICP—AES法测定海洋沉积物中铝、铁、钙、镁、钠、钾、钦、锰、磷等九种主要成分,方法简便,省时省力,测量精密度小于4％,可以满足海洋地球化学的要求。