高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定内蒙古锡盟和新疆塔城高碘地区地下水的总碘及碘形态特征

长期饮用高碘水将对人体造成危害。高碘地下水总碘及碘形态分析对于高碘地区碘环境地球化学研究具有重要价值。本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术对内蒙古锡盟与新疆塔城高碘地区地下水总碘及碘形态进行测定。研究表明:锡盟地区地下水中碘以I-形态为主,总碘维持在200μg/L,个别点位达到600μg/L甚至1700μg/L,呈环状分布,从东北至西南呈现“低-高-低”的分布规律;塔城地区地下水中碘以I-O3形态为主,总碘含量不足100μg/L,个别点位接近200μg/L,呈层状分布,自东向西逐渐升高。高原地区,海拔高,蒸发强烈,地下水径流缓慢,浅层地下水中碘得到富集;山地及丘陵地带,岩石风化轻,人为干扰少,自然破坏小,碘能够稳定存在;氧化性的条件利于不同碘形态之间的转化;溶解氧过高或过低都不利于碘的储存;碘会随着可溶性盐的流失而流失;沿河流的流向,下游地势较低,总碘得到积累;河水流动的区域,总碘与碘本底值、地下水环境稳定状况等有关。本研究对于锡盟和塔城地区科学预防甲状腺肿具有指示意义,对高碘地区制定预防措施、法律法规具有一定的指导作用和实用价值。     

ICP-MS检测水中碘的方法研究

建立了电感耦合等离子体质谱法快速检测水中碘的方法。在没有碘标准溶液的情况下,应用经验公式,通过镉、钡、铅的标准曲线能够准确检测水样中碘的质量质量浓度。经验公式计算的曲线与标准曲线不存在显著性差异。方法检出限0.062μg/L,精密度3.53%,加标回收率104.8%。建立的分析方法简便、实用,能够快速检测水中碘的质量质量浓度。     

pH值对HPLC-ICP-MS测定水体中不同形态砷化合物的影响

在高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)测定不同形态砷化合物的检测技术中,流动相的pH值是一个关键影响因素。以往较多的研究仅关注了pH值对分离度的影响,通过比较分离度的优劣选择一个适用的pH值。本文采用HPLC-ICP-MS技术测定不同形态的砷化合物,以30mmol/L碳酸氢铵溶液作为流动相,研究了当流动相pH值在6.0～9.7范围内变化时,对砷形态化合物保留时间和峰强度产生的影响,从砷化合物的分离度、灵敏度和分析成本三个方面确定合理的分析方案。结果表明:pH值在6.0～7.5和9.5～9.7范围内, As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA)四种形态的砷化合物的色谱峰分离效果较好;pH值在8.0～9.0范围时,随着pH值的增加,As(Ⅲ)和DMA出峰顺序发生了交换;pH为弱酸性时,砷化合物的灵敏度均较高;pH为偏碱性时,分析周期变短,适用于快速分析。碱性条件下,部分砷化合物与色谱柱结合能力更强,被保留在色谱柱内,使得色谱柱的寿命可能缩短。研究认为:偏酸性的流动相条件,适用于超低浓度(如≤10μg/L)的样品分析;偏碱性的流动相条件,具有明显的时间成本和运行成本优势,但要对色谱柱定期维护。     

电感耦合等离子体质谱联用技术在元素形态分析中的应用进展

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)作为一种高灵敏度的分析技术在痕量超痕量无机元素分析方面已被广泛应用,其与色谱分离技术相结合为元素形态分析提供了强有力的检测工具.本文阐述了近年来利用不同ICP-MS联用技术进行元素形态分析的研究进展,主要包括:①气相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术(GC-ICP-MS);②毛细管电...     

电感耦合等离子质谱同时测定地下水中的溴及碘

现有的国家标准及行业标准方法测定水中溴及碘均较繁琐、效率低,且结果是某一形态溴或碘含量,不同方法得到的结果存在差异,建立一个简单快速测定地下水中溴量及碘量的方法非常重要。在优化仪器参数下,建立了电感耦合等离子体质谱同时测定地下水样品中溴含量及碘含量的方法,研究了测定中钾对溴的干扰因素,并对比讨论了不同实验条件下的结果,以及pH对样品测定的影响。最终确定水介质的Re元素作内标,定量限均为1.01μg/L,精度为2.80%,用国家标准物质验证了该方法的准确度,测定实际地下水样品加标回收率均为85%～110%,可用于无有机污染的地下水等环境水质检测。     

鲁西北平原地下水高氟与高碘成因分析

地下水作为鲁西北平原的主要水源,查明高氟、高碘地下水的成因和联系十分必要,可为当地的饮用水安全及解决地方病的研究提供借鉴。目前中国对鲁西北地区浅层高氟地下水的研究较多,但对深层高氟地下水的成因、高氟地下水和高碘地下水的联系有待加强。本文旨在揭示鲁西北平原地下水中氟与碘的空间分布特征,推测高氟地下水的形成机制,查清碘在地下水系统中富集的关键水文地球化学过程,探讨地下水中高氟与高碘的关系。采集浅层（0～55m）、中层（55～225m）、深层（＞225m）地下水样品326件,并对18个水化学参数进行层次聚类分析,将地下水样品划分为高氟地下水、高碘地下水和高氟高碘地下水。再结合常规水化学指标和沉积物组分特征进行相关性分析,探讨高氟、高碘地下水的成因及联系。结果表明：高氟地下水与高碘地下水通常伴生出现,且高氟地下水和高碘地下水分布区水化学环境类似,高氟地下水主要集中在地面以下0～40m、50～110m以及225～305m深度内,其最大值（13.71mg/L）出现在地面以下110m深度处;高碘地下水主要集中在地面以下0～10m、55～65m以及225～285m深度内,其最大值（4.601mg/L）出现在234m深度处。含氟矿物萤石（CaF2）的溶解、强烈的蒸发浓缩作用、离子交换可能是高氟地下水的主要形成机制;地下水中的碘主要来自鲁西北平原沉积物中海洋生物和有机质,地下水受强烈的蒸发作用,水走盐留,水中碘浓度不断增加,沉积物淋溶以及氨氮和硫化物的还原溶解可能是导致地下水高碘的主要过程,弱碱性的水环境、还原条件和有机质的存在都是高碘水形成的重要因素。研究区强烈的蒸发浓缩作用、弱碱性的还原条件同时促进了氟和碘的富集。     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法分析研究西兰花中硒形态

硒是一种典型的“双功能”元素,摄入不足或摄入过量均会对人体健康产生不利影响,硒的生物活性不仅取决于硒含量,还与硒的化学形态密切相关,因此对食品中不同硒形态进行分析研究具有重要的意义。本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP/MS)联用技术分析研究了市售西兰花中硒酸根[Se(Ⅵ)]、亚硒酸根[Se(Ⅳ)]、硒代胱氨酸(SeCys2)、甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys)、硒代蛋氨酸(SeMet)。以蛋白酶XIV和Tris-HCl缓冲溶液超声提取西兰花中硒形态,采用C18反相色谱柱为分析柱,10mmol/L柠檬酸和5mmol/L己烷磺酸钠(pH=4.0,含1%甲醇)为流动相,等度洗脱,8min内可实现硒形态的有效分离测定,方法线性范围为0.3~100.0μg/L,线性相关系数(r)均大于0.999,Se(Ⅵ)、Se(Ⅳ)、MeSeCys、SeMet的检出限在1.2~6.0μg/kg(以Se计)范围内。对西兰花样品进行低、中、高三个浓度水平的加标回收试验,加标回收率为81.9%~105.3%,相对标准偏差(RSD)均小于5%。采用本方法分析欧盟有证标准物质——小麦粉(ERM® BC210a)中SeMet的测定值在其标准值范围内。实验结果表明建立的硒形态分析方法适用于西兰花中Se(Ⅵ)、Se(Ⅳ)、MeSeCys、SeMet的测定。检出的11个不同地区市售西兰花样品中硒形态主要为MeSeCys,含量在0.004~0.043mg/kg(以Se计)之间。对方法研究过程中发现的SeCys2稳定性差和不同类型西兰花中Se(Ⅳ)加标回收率差异较大的问题进行分析探讨,通过改变蛋白酶XIV的用量考察了SeCys2的稳定性,结合对西兰花样品基质的分析研究,发现SeCys2稳定性与蛋白酶XIV含量和西兰花基质有关;根据对3种不同类型的西兰花样品中Se(Ⅳ)加标回收试验结果及相关文献报道,推测样品中存在的大量酚类物质会影响Se(Ⅳ)的分析测定。     

中国典型地区高碘地下水分布特征及启示

长期饮用高碘水(150μg/L)将对人体造成危害。中国有12个省市存在高碘地下水,主要分布在干旱半干旱内陆盆地区、冲洪积平原区和沿海地区,黄淮海平原是高碘地下水的主要分布区,在分析华北平原、淮海流域平原高碘地下水分布特征及成因的基础上,指出地下水中的碘主要是海洋碘通过大气输入,受此影响近海地区含水层碘含量往往较高;由河湖相地层组成且富含有机质、粘土矿物和铁铝氧化物的含水层有利于碘的富集;呈中-碱性的灰岩风化层土壤也有利于碘的富集,其中的碘通过水循环进入地下含水层,形成高碘地下水区。在此基础上,针对《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)》碘限值规定的缺项和《地下水质量标准(GB/T14848-93)》碘限值规定的不足,提出了地下水质量标准中碘限值修改的建议。     

天然水样品中碘化物分析方法探讨

水作为人体摄入碘元素的主要来源,准确测定其中的碘化物含量具有现实意义。目前常用于水样中碘化物分析的方法主要有离子色谱法、气相色谱法、比色法、分光光度法等,不同方法的测定结果会受到实际样品基质以及实验条件等因素的影响。本项目组织了38家实验室采用离子色谱法、淀粉分光光度法、催化还原分光光度法、电感耦合等离子体质谱法4种方法对天然水样中的碘化物含量进行测定,不同方法的测定值之间存在明显差异,数据间离散度较大,浓度在51.40～124.00mg/L范围内变化。基于此,本文采用HPLC-ICP-MS法对样品中的碘化物进行了定量分析,并通过考察该方法的精密度和正确度,在保证结果准确性的前提下,将碘化物测定结果与各家实验室结果进行比对。对比结果表明,对于碘离子,离子色谱法的测定值（83.38μg/L）与HPLC-ICP-MS的测定值基本一致（78.32μg/L）,高浓度碘化物比色法的测定值（92.95μg/L）、硫酸铈催化分光光度法的测定值（101.84μg/L）和ICP-MS法的测定值（103.13μg/L）均高于HPLC-ICP-MS法的测定值。针对该结果,本文从各方法的原理和实验条件出发,探...     

地下水和土壤中不同形态碘的分离测定

实验选用717强碱型阴离子树脂吸附溶液中的碘离子和碘酸根,用30g/L氯化钠溶液和2.0mol/L硝酸钠溶液先后从树脂上洗脱碘酸根和碘离子,达到不同形态碘分离的目的。洗脱液用碘-淀粉比色法测定碘的含量。方法已用于我国高碘地区地下水和土壤样品中不同形态碘的分析。     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用检测土壤中的无机硒形态

土壤样品中亚硒酸盐Se(Ⅳ)和硒酸盐Se(Ⅵ)的形态分析中,提取剂的选择和检测方法是技术的关键。以往的提取剂容易导致硒形态发生转变或无法同时提取Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ),常用的氢化物发生原子荧光光谱法无法直接测定Se(Ⅵ),而是通过差减法得出Se(Ⅵ)含量。本文对比了不同提取剂的提取能力,确定使用0. 1 mol/L氢氧化钠溶液作为提取剂,在55℃超声萃取土壤样品30 min,提取液经高效液相色谱分离,电感耦合等离子体质谱检测,建立了土壤中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的形态分析方法。采用Hamilton PRP X-100色谱柱,以6 mmol/L柠檬酸为流动相,pH=5. 5,在8 min内可完全分离Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ),两者的检出限分别为0. 15μg/L、0. 16μg/L,线性相关系数(r~2)均大于0. 999。以土壤为基体进行加标回收试验,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的回收率在84. 2%～95. 8%之间,相对标准偏差为1. 4%～5. 3%(n=6)。该方法简单快速,具有良好的精密度和准确度,适用于土壤中无机硒的形态分析。     

Speciation Analysis for Iodine in Groundwater Using High Performance Liquid Chromatography-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (HPLC-ICP-MS)

Methods based on high performance liquid chromatography coupled with inductively coupled plasma-mass spectrometry (HPLC-ICP-MS) for iodine speciation analysis are described. Experiments were performed relating to iodine species, preservative medium and time. The concentration and pH of the buffer are also discussed in relation to separation efficiency. The developed methods allowed the fast and sensitive determination of iodine species with detection limits of 0.025 μg l⁻¹ (as 1) for both iodide and iodate with < 5% relative standard deviation (RSD) for 50 nmol l⁻¹. Attempts were made to quantify total organo-iodine by size-exclusion chromatography (SEC). By way of example, a number of groundwater samples were analysed by these methods, revealing that iodide is the main iodine species in the sampled waters, but that high concentrations of organo-iodine compounds were observed in some samples as well. In summary, the total concentration and the dominant species of iodine in aquatic freshwater environments is easily and accurately measured using this new method.     

电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的硼碘锡锗

在多目标的配套方法中,硼、碘、锡、锗四个元素的分析涉及三个配套方法,发射光谱法测定硼、锡,原子荧光光谱法测定锗,分光光度法或电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定碘,分析成本高、检测效率低。本文建立了一种ICP-MS同时测定地球化学样品中硼、碘、锡、锗的方法。样品用过氧化钠熔矿,使难熔元素锡分解完全,熔盐经水提取后加入铼内标,再用阳离子交换树脂分离大量钠盐及大部分阳离子,保证了盐分满足质谱测定的要求。方法检出限分别为硼0.92μg/g、碘0.10μg/g、锡0.29μg/g、锗0.09μg/g,满足多目标测试要求。用国家一级标准物质验证,测定值与认定值一致,相对标准偏差(RSD,n=12)≤5%,适用于批量地球化学样品中硼、碘、锡、锗的测定,样品处理过程简便,检测效率高。     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中稀土元素的氧化物干扰研究

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)用于测定稀土元素经常会引起M+、MO+、MOH+离子的质谱重叠干扰,其中制约分析准确度和精密度的主要因素是多原子离子干扰,尤其是轻稀土元素的氧化物和氢氧化物对重稀土元素的干扰,以及钡的7个天然同位素形成的氧化物和氢氧化物对轻稀土元素的干扰.本文采用高温高压密闭消解地质样品,高分辨电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定其中的痕量稀土元素,研究了低、中、高三种分辨率模式下氧化物的干扰情况,确定了最佳的测定同位素和合适的分辨率.分析结果表明,在低、中分辨率模式下,轻稀土元素Ce、Pr、Nd、Sm的氧化物和Ba的氧化物干扰明显,Gd元素的测定值严重偏离;在高分辨模式下,Ba氧化物对Eu的干扰以及大部分轻稀土元素氧化物对重稀土元素的干扰基本可以消除,无需进行校正,而只有157Gd受到141pr16O的干扰突出,当样品中Pr/Gd的浓度比值大于100时,Gd的测量值必须进行数学校正.     

微波消解-氢化物发生原子荧光光谱法和质谱法测定高有机质无烟煤中汞砷的可行性研究

微波消解技术适用于处理大部分煤炭样品,但对于高有机质含量的无烟煤样品,因其煤化程度高,含有多种复杂的高分子有机化合物,应用现有的消解技术不能将其完全消解。本文对微波消解的实验条件包括消解试剂、消解温度及消解时间进行优化,确定了适合处理高有机质无烟煤的消解体系,评价了采用HG-AFS和ICP-MS测定其中总汞和总砷含量的可行性。结果表明,以硝酸-硫酸-氢氟酸(6∶4∶0.5)作为微波消解试剂,消解温度达205℃,保持30 min可将高有机质含量的无烟煤彻底分解,其中硫酸对无烟煤的消解起到了关键作用;ICP-MS与HG-AFS对汞的检测结果一致,回收率都达到98%以上,但由于砷的化学形态复杂,有机态砷不能全部转化无机态砷使得HG-AFS对砷的检测结果偏低。因此,对于有机质含量特别高(81%~90%)的煤炭样品,微波消解可将其彻底转化为溶液,用ICP-MS可以准确定量其中的汞和砷,而HG-AFS不能作为检测砷的有效手段。     

浙江临安夏色岭钨矿含矿岩体特征及LA-ICP-MS锆石铀-铅年代学研究

夏色岭钨矿是浙江省内已知规模最大的石英脉型钨矿,其形成与夏色岭花岗岩体关系密切,前人对该岩体的年代学研究方法比较局限。本研究采集了夏色岭钨矿区的新鲜花岗岩样品,从岩石的矿物学特征及地球化学特征出发,讨论了岩体与成矿作用之间的关系。通过分析精度更高、结果更可靠的激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)锆石U-Pb测年技术,获得206Pb/238U加权平均年龄为(126.9±1.7)Ma,表明为燕山晚期早阶段(早白垩世)的产物,结合区域上的找矿成果,对本地区的地质找矿具有一定指导意义。     

内蒙古哈素海区域高砷地下水化学特征及其成因

哈素海区域高砷地下水对当地居民饮用水安全造成严重威胁, 揭示其形成演化机制对科学合理的开发利用水资源、保障居民身体健康具有重要意义。本文在水文地质调查的基础上, 应用Piper三线图、PHREEQC的砷形态计算及相关性分析等方法, 研究高砷地下水化学特征、构建砷形态模型(SM)和砷吸附模型(HSM), 以揭示高砷地下水的成因机制。结果表明, 研究区砷浓度为0.2~231.5 μg/L, 高砷区主要分布在大青山以南的冲湖积平原区; 地下水砷的类型以As(Ⅲ)为主, SM分析显示优势形态为H3AsO3, HSM分析显示存在Hfo_wH2AsO3和H3AsO3两种主要形态。地下水中的砷化物可能来源于山区富砷岩石的风化溶解以及第四系富砷河湖相沉积物; 研究区河湖相沉积环境是高砷水形成的前提, 有机质分解主导的还原环境是导致砷从含水介质释放到地下水中的主要因素, 弱碱性环境和HCO– 3的竞争吸附也会引起砷的释放。     

内蒙古河套地区高氟水成因分析

根据内蒙古生态地球化学调查结果，结合大量的水质测定资料，编制了河套地区地下水氟离子含量分级图，分析研究了区内高氟水的形成与富集的原因。包括当地气候条件等自然因素，研究区内岩性、土壤性质、地下水物化条件、湖泊沉积物类型等地质因素和人类活动二个方面。其中起主导作用的是自然因素、地质因素，而像包头市近郊潜水氟污染是由于包钢的废渣和废水排放等人类活动引起的。对治理河套地区氟中毒的区域环境问题提出了相应的建议。     

利用X射线粉晶衍射和电感耦合等离子体质谱法研究江西西华山钨矿床中黑钨矿的矿物学特征及指示意义

目前针对江西大型黑钨矿石英脉型钨矿床西华山的黑钨矿矿物学特征及指示意义研究较少。本文利用X射线粉晶衍射分析和电感耦合等离子体质谱分析技术对黑钨矿晶体结构、化学成分特征及空间变化规律开展研究。获得黑钨矿晶胞参数为a0=0.477 nm,b0=0.573 nm,c0=0.498 nm,β=90°21',属于锰钨铁矿,与前人得出的黑钨矿晶胞参数略有不同,代表不同元素对铁锰的类质同象替代。主要化学成分WO3、Fe O、Mn O的含量在空间上具有一定的变化规律,反映了成矿物质的运移特征。微量元素Sc、Y、Nb、Ta在垂向含量变化大,说明矿液运移具有复杂性。稀土总量ΣREEs较高(397.16×10-6~1071.11×10-6),具有强烈的Eu负异常,具重稀土富集左倾的"躺椅式"球粒陨石标准化配分模式。将西华山、盘古山、淘锡坑、大吉山4个典型矿床的黑钨矿稀土元素特征进行对比,反映产在花岗岩内接触带的黑钨矿的稀土总量(ΣREEs)相对最高,分馏最明显;产在花岗岩内及其外接触带的黑钨矿的稀土总量(ΣREEs)相对较低,分馏程度最不明显;而产在花岗岩外接触带的黑钨矿的稀土总量(ΣREEs)有高有低,分馏程度有强有弱。因此,黑钨矿的化学成分变化特征,可以有效地指示成矿物质空间运移特征、物质来源和矿床成因。     

应用ICP-MS研究川西南龙马溪组泥页岩稀土元素特征及沉积环境

为深入研究盐源盆地龙马溪组黑色岩系的沉积环境、构造背景及物源属性,指导区域页岩气勘探及相关研究,本文利用电感耦合等离子体质谱技术研究了盐源盆地南缘龙马溪组黑色页岩的稀土元素地球化学特征和沉积环境。结果表明:该区稀土总量偏低,轻稀土富集重稀土亏损,轻重稀土分异较大;δCe_N均值为0.87,显示弱的负异常,δEu_N值为0.66~1.43,变化范围较大,说明源岩成分复杂;La_S/Yb_S均值为1.31,说明研究区构造背景主要为被动大陆边缘,源岩为古老沉积岩、花岗岩及中基性岩的混合物,推测康滇古陆为其提供了主要物源。δCe_S为负异常,δEu_S为正异常,La/Ce1等特征均指示沉积期水体为还原环境,推测为深水陆棚沉积,且受到一定程度热水沉积影响。深海热液带来丰富的营养元素有利于有机质形成,还原水体环境有利于有机质保存,使得研究区龙马溪组泥岩页富含有机质,且富有机质页岩段厚度较大,由此初步认为龙马溪组泥页岩为优质烃源岩储层。