铀、钍在碳酸钙-海水界面的附着行为研究

运用实验模拟的手段,对铀(U)、钍(Th)在碳酸钙-海水界面的附着行为进行了初步研究,通过测定相关的分异系数(D)定量评估了文石和方解石两种碳酸钙矿物对U和Th的捕集作用。实验结果显示,不仅U和Th之间存在显著差异,而且两种碳酸钙矿物之间也存在明显不同。U介于碳酸钙和海水之间的分异系数(DU)分别在1.5~3.5(文石)和0.04~0.19(方解石)区间内变化,分异行为非常微弱但其分异系数随着碳酸钙沉淀速率的增加而逐渐上升。这表明U元素主要是以共沉淀的方式进入到文石或方解石沉淀中,但由于其在海水溶液中主要以2 22 3UO(CO)nn的形式存在,因而只能以占据晶格缺陷的方式进入碳酸钙。与之相反的是,文石和方解石都对Th表现出极强的捕集能力,所测定的分异系数(DTh)分别在240~6 330(文石)和430~6 160(方解石)范围内变化,但DTh与碳酸钙沉淀速率之间无明显关联。Th在碳酸钙表面的附着行为可界定为单纯的吸附作用,这一行为应与Th主要以Th(OH)4的形式赋存于溶液中有关。     

海洋沉积物光释光测年中铀、钍、钾的γ能谱法分析

测量样品的放射性核素(238U、232Th和40K)含量并用于计算环境剂量率,是光释光测年方法中非常重要的步骤。本研究比较了电感耦合等离子体质谱和发射光谱法以及高纯锗γ能谱法对一系列海洋沉积物中铀、钍、钾含量的测量结果和环境剂量率计算结果。研究表明,多道高纯锗γ能谱仪测量铀、钍、钾的精确度和准确度较高。不同分析方法得到的测量结果高度一致,通过计算得到的环境剂量率也无显著差别。放射性核素活度浓度和质量浓度的理论比值与实验比值之间差距很小,两种方法几乎没有系统误差。γ能谱法制样更简单,还能了解样品是否处于的放射性平衡状态,是值得推广研究的环境剂量率测量方法。     

不平衡铀系和钍系核素的γ谱测定

求解初始时刻子体活度不为零时两个子体级连衰变动力学方程,给出γ谱分析测量不平衡铀系和钍系核素活度的计算公式.作为应用测量了两个沉积物样品中的238U,234Th,226Ra,222Rn,228Ra,228Th,224Ra,212Pb,210Pb和40K的活度.     

错流超滤技术在海水胶体态铀、钍、镭同位素和有机碳研究中的应用

建立了由预过滤装置、蠕动泵、中空纤维超滤膜(AmiconH10P10-20,标称截留分子量10KDa)和连接管组成的错流超滤系统,利用荧光标记的40KDa葡聚糖和已知放射性活度的234Th示踪剂评估了超滤膜的截留和吸附性质,探讨了234Th在超滤过程中的渗透行为,考查了该系统用于实际海水样品时铀、钍、镭同位素和有机碳的质量平衡状况.结果表明,10Kda中空纤维超滤膜对40Kda葡聚糖具有良好的截留效率(85%),而吸附损失率为18%.铀、钍、镭同位素和有机碳在超滤过程中均达到极佳的质量平衡,回收率R=95%～98%,优于大多数文献报道的值.234Th在超滤过程中的渗透行为可以很好地用渗透模型加以描述.研究组分胶体态含量占“溶解”态含量的份额大小顺序如下:钍同位素、有机碳、镭同位素约等于铀同位素,这与钍为强颗粒活性元素、铀和镭为水溶性元素的地球化学性质相吻合.     

厦门湾水体中铀、钍同位素及悬浮颗粒物的粒径谱--颗粒物采集方法的影响

运用增强型混合纤雏素(CN-CA)膜、聚碳酸酯膜和聚丙烯滤芯过滤3种不同的方法采集、研究厦门湾水体中悬浮颗粒物(SPM)及其U、Th同位素的粒径谱．发现3种方法所得SPM总浓度和U、Th各同位素的总比活度具有很好的一致性,但粒级分布存在差异．SPM的浓度随粒径的增大而增加,并且SPM的粒径谱控制着颗粒活性很强的4种钍同位素的拉径谱．对于所研究的3种方法,采用聚碳酸脂膜过滤是研究沿岸海域SPM及颗粒活性核素粒级分布比较理想的方法。     

U、Th同位素在沉积物定年中的应用

全球气候变化已成为当前研究的热点问题,为预测未来气候的变化趋势,有必要对过去气候变化进行深入的研究,而这又基于可靠的年代学成果,故而年代尺度的高灵敏度、高精密度的测量成为当前迫切需要解决的课题之一。U-Th定年技术在14C年代测定(通常仅适用于39Ar/40Ar法或裂变径迹年代测定(一般用于>500 ka的火山堆积物)之间提供了一种年代测定的桥梁。U-Th定年技术在50~500 ka测年范围内是首选。主要介绍了国内外热电离质谱法(TIMS)U-Th定年技术、单接受器电感耦合等离子体质谱技术(SC ICP-MS)和多接受器电感耦合等离子体质谱法(MC ICP-MS)、U-Th定年法在沉积物领域中的研究概况,并对α谱仪、TIMS、SC ICP-MS、MC ICP-MS U-Th定年技术在测量时间、测量精度、样品需要量等方面进行比较。     

深海锰结核中铀、钍分离与测定新方法的研究

本文研究了铀和钍在HNO₃-NH₄NO₃体系中的阴离子交换分离,提出了仅用一根离子交换柱就能从深海锰结核这种复杂体系中有效地分离出微量的放射化学纯的铀和钍的新方法。结果表明HNO₃-NH₄NO₃体系阴离子交换分离铀和钍具有较高的选择性,而且体系的酸度下降或硝酸铵浓度提高均有利于铀或钍在树脂相的吸附。该分离方法可定量回收锰结核样品中的铀和钍,且流程简短、操作方便,特别适用于成批的海洋环境样品的分析。     

ICP-MS法测定不同产地菊花药材中重金属含量及聚类分析

目的：建立菊花药材中铅、镉、砷、汞、铜 5 种有害金属元素的测定方法,并分析不同产地菊花药材重金属的分布情况。方法：采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS)对不同产地菊花中铅、镉、砷、汞、铜5种重金属及有害元素进行含量测定。结果：铅、镉、砷、汞、铜 5种元素的精密度、重复性、稳定性RSD均＜3.0%,加样回收率（n=6）在87.9%～105.8%之间。采用系统聚类分析不同产地菊花药材中重金属含量,认为以江苏产地的菊花药材质量较好。结论：本研究建立的ICP-MS 具备灵敏度高、准确性好的优点,可用于菊花中5种重金属及有害元素的同时检测,为菊花的安全性评价提供科学依据,并为其他药材的测定提供参考。     

海水中三价与六价铬高效液相色谱-三重四级杆电感耦合等离子体质谱法(HPLC-TQ-ICP-MS)的联用测定

基于高效液相色谱(HPLC)与三重四级杆电感耦合等离子体质谱(TQ-ICP-MS)联用技术,构建海水中三价铬与六价铬在线分离与测定的检测方法。采用TQ-ICP-MS碰撞反应池(KED)技术消除³⁵Cl¹⁶O¹H⁺、⁴⁰Ar¹²C对⁵²Cr同位素测定可能存在的质谱干扰。选用Dionex IonPac AG 7 (4 mm×50 mm10μm)阴离子交换柱为分析柱,对流动相浓度及pH值进行优化,结果表明,当流动相浓度为0.08 mol/L NH₄NO₃、0.6 mmol/L EDTA,pH值7.5,流速1.0 mL/min时,仅需80 s就可以完成三价铬和六价铬的理想分离与测定。对络合剂EDTA的络合浓度、pH、温度及时间进行了深入研究,结果显示,当EDTA浓度为10 mmol/L、络合pH值7.5、络合温度50°C、络合时间2 h时,三价铬可以最大程度的被EDTA络合。在0.1～50.0μg/...     

海洋沉积物中微量铀、钍、稀土的离子交换分离与测定

本文采用国产大孔径的阴、阳离子交换树脂系统地研究了微量铀、钍、稀土的离子交换分离条件,在此基础上拟定了经一次溶样离子交换法分离,然后用偶氮胂Ⅲ光度法连续测定海洋沉积物中微量铀、钍、稀土的分析方法。经国内地球化学标准参考样的检验和应用于实际样品分析,证明本法具有准确度高、重现性好、经济和简便易行等特点。     

两个大洋多金属结核标准物质中27种元素的等离子体质谱法测定

从样品制备、仪器操作参数最佳化、内标补偿等几方面着手,利用两个标准物质(GSPN-2,GSPN-3)发展了大洋多金属结核中27种元素的等离子体质谱(ICP-MS)测定方法.这27种元素包括Ba,Ce,Co,Cu,Dy,Er,Eu,Gd,Ho,La,Li,Lu,Mo,Nd,Pr,Sb,Sc,Sm,Tb,Th,Tm,U,V,W,Y,Yb和Zn.各元素测定值与保证值相当吻合.对GSPN-2和GSPN-3,Ba,Sb,Sc,Y,Zn等5种元素可用外标校准法准确测定,其平均回收率(n=3)在91.4%～106.9%之间;可用内标(103Rh)校准法准确测定其他22种元素,其平均回收率(n=3)在89.4%～110.2%之间;各元素3次测定的相对标准偏差(RSD)为0.0%～11.0%.     

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。     

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.     

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。     

A new coral reef province in the Gulf of Carpentaria, Australia: Colonisation, growth and submergence during the early Holocene

Multibeam sonar mapping, drill cores and underwater video data have confirmed the existence of a previously unknown coral reef province in the Gulf of Carpentaria, Australia. Seven reefs, comprised of coral limestone that support living corals have been mapped so far and as many as 50 other reefs may exist in the region. U/Th ages show that reef growth commenced shortly after limestone pedestals were submerged by rising sea level around 10.5 kyr BP, making them the oldest Holocene reefs known in Australia. Reef growth persisted for ~ 2.0 kyr but it had ceased at most locations by ~ 7.0 kyr BP. Measurements of reef growth rates (0.95 to 4 m kyr^− 1), indicate that the reefs were unable to keep pace with contemporaneous rapid sea level rise (> 10 m kyr^− 1), which is consistent with a “give up” reef growth history. Core samples from reef platforms demonstrate that Pleistocene limestone is exposed at depths of 27 and 30 m below present mean sea level. These depths represent regionally significant phases of reef growth during a prolonged sea level still stand. We conclude that the reefs are therefore mostly relict features, whose major phase of growth and development relates to an earlier, pre-Holocene sea level still stand.     

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。     

三种体系萃取分离-液闪测定海水中234Th的比较研究

本文对TOA萃取剂萃取钍适宜的操作条件及萃取溶剂进行了试验,提出了TOA/苯萃取234Th的最佳条件: 在 1cm3含 234Th的 6mol/dm3 HNO3 溶液中,用体积比为 0. 5的TOA/苯溶液 2cm3 萃取,然后用 2cm3 1. 0mol/dm3 H2SO4反萃取,最高萃取率达 94%.对TOA/苯、TBP/煤油和TTA/苯这 3种萃取体系的萃取效率及其影响因素、萃取机理、成本等做了比较,认为 3种体系各有利弊,但均可有效地应用于相关的海洋学研究中.     

多接收电感耦合等离子体质谱仪测定沉积物中Cu和Zn同位素

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成。采用大孔径阴离子交换树脂AG MP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01%HF+0.001%H₂O₂、2 mol/L HCl+0.001%H₂O₂和0.5 mol/L HNO₃作为淋洗液,能有效分离海洋沉积物中的基质元素和Cu、Zn元素,且Cu和Zn的回收率均接近100%。以内标法和标准−样品−标准法联合校正多接收电感耦合等离子体质谱仪的质量歧视,δ⁶⁵Cu和δ⁶⁶Zn的分析精度分别为0.11‰和0.09‰（2SD）。冲绳海槽表层沉积物δ⁶⁶Zn分布范围为0.07‰～0.67‰,δ⁶⁶Zn平均值为0.31‰±0.32‰（2SD）;δ⁶⁵Cu的分布范围为−2.26‰～−0.52‰,δ⁶⁵Cu平均值为−1.21‰±0.55‰（2SD）。表层沉积物δ⁶⁶Zn和δ⁶⁵Cu分布范围较大,柱状沉积物样品δ⁶⁶Zn和δ⁶⁵Cu值随深度存在较显著变化。     

阳离子交换树脂吸附石墨炉原子吸收法测定海水中痕量铜、铅、镉

用阳离子交换树脂吸附石墨炉原子吸收法测定海水中痕量Cu,Pb,Cd。实验选定了最佳的测定条件。结果表明,在弱碱性条件下,Cu,Pb,Cd能同时被阳离子交换树脂定量吸附。方法的相对标准偏差<3﹪,样品加标回收率93﹪～102﹪,检出限分别为Cu 0.06μg/L,Pb 0.06μg/L,Cd 0.005μg/L。本法操作简便、快速、无干扰、无污染,已用于海水中铜、铅、镉的分析,取得了令人满意的结果。     

海南岛鹿回头造礁珊瑚的14C年代及珊瑚礁的发育演化

通过2002年7月沿鹿回头珊瑚礁坪断面方向,在原生滨珊瑚(Porites)礁表面进行系统采样,并进行C测年和年代校正,初步划分出全新世以来珊瑚礁演化的5个阶段珊瑚礁繁盛期(7 300-6000cal.aBP)、珊瑚礁发育停滞期Ⅰ(6 000-4 800cal.aBP)、珊瑚礁发展期(4 800-3000 cal.aBP)、珊瑚礁发育停滞期Ⅱ(3 000-1000 cal.aBP)和现代珊瑚礁发育期(1 000cal.aBP以来).鹿回头珊瑚礁在7 300-000cal.aBP处于发育的繁盛期,己基本上形成了现代珊瑚礁的地貌格局.后来不同时期珊瑚礁是在此时期形成的礁塘或礁坑等低洼地中形成,并在鹿回头半岛两侧向外发展,现代珊瑚礁则发育于全新世珊瑚礁的外礁坪或礁前斜坡带.