电感耦合等离子体质谱法对GSS系列土壤及沉积物标准物质.pdf

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1、王荔，等：电感耦台等离子傩质陪法对 C S S系列土壤及沉积物标准物质中多种元素的定值 电感耦合等离子体质谱法对G S S 系列土壤及沉积物 标准物质中多种元素的定值 王荔杨雁泽林守麟 胡圣虹(中国地质大学材料与化学工程学院，武汉4 3 0 0 7 4)(中国地质大学地球科学学院，武汉4 3 0 0 7 4)摘要介绍 对 l 0种 G S S系列土壤厦 沉积物标准物质中 多种元素进行 定值 的方法和结果 采 用模拟 土壤元素天 然组成比值的校正溶液，对元素问的基体干扰具有明显的抑制作用，利用”【n一 R h双内标元素校正系统，可有兢 地抑制分析信号的动态漂移，建立了电感耦台等离子体质谱法对土壤

2、厦沉积物标准物质中多种元素定值的方法。用 该方法对 c s s 一4、G s S一5、C S S一8 厦 G S D一 9共 4种土壤标准物质进行测定，绝大部分元素的刹定结果与标准值的 相 对误 差小于 1 0 ，相 对标 准偏差 小于 1 0 ；对 C S S 一1 0一C S Sl 6、A M Sl、B E N 厦 D MSl 共 l 0种土壤厦沉积物 待 定值标 准物质进行 定值，绝大部 分元素驯定结果的相对 标准偏差小于 1 0 关键词电感耦告 等 离子体质谱 法标准物质土壤沉积物定值基体 匹配 标准物质是化学测量领域应用最广泛的一种计 量标准，它在校准测量仪器，评价测量方法，保证测

3、量结果准确、一致及促进测量技术发展等方面发挥 着重要的作用。因此，对标准物质 的定值方法进行 系统研究，具有重要的意义。对于土壤标准物质 的定值，2 0世 纪 8 0年代初 采用中子活化法、火焰 光度法、原子吸收法、火花质 谱法、发射光谱法及 x射线荧光光谱法等方法，但 这些方法对某些元素的分析灵敏度达不到要求或分 析误差较大。近年来，电感耦合等离子体原子发 射光谱法(I C P A E s)因具备良好的分析特性，已成 为土壤中多种元素同时测定的主要方法。，但某些 元素在土壤中的含量很低，必须经过富集，分离，而 且，测定中某些基体元素的谱线干扰难于消除，使结 果的精确性受到影响。电感耦合等离子

4、体质谱法(I C P M S)作为超痕 量元素的分析技术，具有较低的检 出限和宽达 7个 数量级 的动态线性 范围，可进行多种元素的快速 分 析。S a t o s h i Y 等 用I C P M S 测定了7 7 种土壤中 的镧系元素、T h和 U，R o b e r ta F 等 用微渡辅助消 解 一 I C P M S 测定了土壤及沉积物中的 l 4种元素。笔者建立了 I C PMS对 G S S一1 0G S S一1 6、A MS 一1、B E N及 D M S一 1 共 1 0 种土壤及沉积物待定值 标准物质中多种元素定值的方法，并进行了定值。1 实验部分 1 1 主要 仪 器与试

5、 剂 等离子体光质谱仪：P O E M S I I I 型，美国 T h e r m o J a r r e l l A s h公司；G S S-4、G S S 一5、G S S一8及 C S D一 9土壤标准 物质：廊坊物化探研究所；G S S一1 0G S S一1 6、A IV l S一1、B E M 及 D MS一1 土壤及沉积物待定值标准物质：廊坊物化探研究所；B e、c 0、“I n、T b及 B i 混合标准溶液：各 组分含量均为 5 n m L；”I n 一 R h 混合内标溶液：各组分含量均为5 n g m L；H N O 、H F及 H C 1 0 ：均由优级纯试剂经亚沸蒸

6、馏而成；实验用水：高纯水(电阻率 1 8 Mn c m)。1 2 实验 方 法 将土壤或沉积物待定值标准物质于 1 0 5 下烘 干，称取 0 1 0 0 0 g 于 7 mL S a v i U e x P T F E密封溶样器 中，加人 几 滴 高 纯水，润湿 样 品，缓 慢 加人 1 mL H N O 及 3 mL H F，于 1 2 0下加热 4 8 h，开盖 于约 1 4 0 o c 的电热板上蒸干，再加人 3 m L H N O，及 1 m L H F，加盖密封，于 1 2 0 o c 下加热6 8 d，开盖，将溶 液蒸干，加人 3 5 m L 5 t t N O ，加盖密封，于

7、1 0 5 下加热2 3 d，开盖，用 2 H N O 将溶液的质 量稀释至 2 0 0 0倍，溶液待测。1 3 仪器工作条件 以 B e、c 0、”I n、”T b及 B i 混合标准溶液进 行仪器工作条件最佳化选择，使“的每秒计数值 太于 1 0 x 1 0 ，且各元素的相对标准偏差最小，以 进行全质量范围内的质量校正；再以”I n一 R h混 合内标溶液进行仪器工作条件最佳化选择。确定的 仪器工作条件见表 l 收稿日 期：2 1)O l 一 1 o-2 3 维普资讯 http:/ 2 化学分析计量 2 0 0 2 年 第 l 1 卷 第 1 期 寰 1 仪器工作条件 工作参数 参数值 R

8、 F功率 w l 1 5 0 雾化器流i t L-v a i n 0 7 6 辅助氢气流速儿 ra i n l 0 等离子氨气流速 L m i t t 1 4 0 采样锥孔径 m m 0 7 进样速率 m L-t r d n 1 0 每个质量积分时间 2 每个质量采集点数 1 6 吹扫次数 1 0 柱满器电压(脉冲)V 3 0 0 0 1 4基体匹配标准溶液 的配制 选择合适的基体匹配标准溶液进行校正，能有 效地抑制元素间的含量差异带来的基体干扰 J。根据国家颁布的土壤标准物质中各元素平均含量的 统计计算，求出各元素的归一化值，依此配制各元素 的不同浓度系列基体匹配标准溶液，见表2。寰 2 鲁

9、元膏不同浓度哥 I 刊基体匹配标准溶液 2 结果与讨论 2 l内标元素 在 I C P M S分析中，内标元素能有效地监控和 校正分析信号的短期和长期漂移，并对基体效应有 明显的补偿作用。选择”I n一 R h双内标元素校 正系统，“I n用 于校 正质 量 数 小 于 1 6 0的 元 素，R h用于校正质量数大于 1 6 0的 元素，可明显补 偿基体效应和接 I：1 效应】。对土壤及沉积物待定 值标准物质的适用性及对基体的补偿作用进行试 验，结果表明，”h 1 一 R h双内标元素校正系统对 于该类标准物质具有较好的基体补偿作用，各分析 元素均获得相对较高的回收率。本实验采用”I n 一

10、R h双内标元素。2 2谱线干扰厦校正 谱线干扰主要来自多原子离子和同质异位素的 干扰，其中多原子离子的干扰比同质异位素的干扰 严重，测定元素应尽可能选择不受干扰且丰度较高 的同位素。为校正多原 子离 子的干扰，如“C a O对 椰Ni、5 0 C r O 对师z n、5 0 T i O 对6 6 z n、B a O对 E u、B a O对 N d、1 3 0 B a OH对 S m、P r O 对 G d及 t O C e O H 对 G d等的干扰，通过测定其产率，建立校 正公式，由测试软件自动加以校正。2 3方 法 验 证 为了验证所建方法的准确性，按照本实验方法，在不同时间，对 G S

11、 S一 4、G S S一 5、G S S一8及 G S D一 9 共 4种土壤标准物质中的多种元素进行测定，测定 结果见表 3。由表3可以看出，除极少数元素外，绝 大部分元素测定结果的相对标准偏差小于 1 0，与 标准值比较，绝大部分元素测定结果的相对误差小 于 1 0。测定结果与标准值比较吻合。2 4 1 0种待 定值标准物质的定值结果 按 照实验方法，在 不同 的时 间，对 G S S一1 0一 G S S一1 6、A MSl、B E M及 D MS一1 共 1 0种土壤及 沉积物待定值标准物质中的多种元素进行测定。表 4给出了部分元素的测定结果。由表 4可以看出，绝大多数元素测定结果 的

12、 相 对 标 准 偏 差 小 于 l 0 。3结论 采用模拟土壤样品中元素天然组成比 值的基体 校正溶液，以“I n 一 R h为双内标元素校正系统，用 I C PMS对 G S S一1 0一G S S一1 6、A MS一1、B E M 及 D M S l 共 l 0种土壤及沉积物待定值标准物质 中的多种元素进行定值，定值结果合理、可信。参 考 文 献 1 刘颖、等 等离子体质谱恻定岩石标准物质中痕量元索一对某些 元索定值的探讨 岩矿涮试 1 9 9 8，1 7(2)：1 1 2 2 傅昀，等 I C P A E S 和 A A S测定土壤和植物 中常量及馓量元素 之 比较 土壤通报，1 9

13、9 9，3 0(3)：1 4 3 3 S a t o s h i Y，e l a l Co n e e tt t r a t l o n s lsn t h a r l d e e l me wT h a n d U i n 7 7 J a p a n e s e s u r f a c e s o i ls En v l r o n t tll t l tt t e t n a t i o n a l，1 9 9 8，2 4 (3)：2 7 5 4 Ro b e a a F，a 1 Mu l t ie l e me n t a n a l y s i s s o i l and挑d i me

14、 n I bv I C PMS a f t e r mi e“B i ne d di g e s t l o n me th o d J An a l At S p e c tr o m2 O 0 O，1 5：5 61 5 胡圣虹，等 等离子体质谱法测定地质样品中痘量稀土元索的基 体技应及 多原子离子干扰的校 正研究 高等学校化学学报 2 O 0 O，2 1(3)：3 6 8 6 s c h 0 r Lb。G S i mu l t a n e o u s d e t e r mi n a ti a o f t hi 啊8 e,g e n t r a c e e e-n l e tt f,$i

15、n t,mmty e l s h t i n t e rna tio n a l r o c k s t d a r d s I C P MS C,e o s t a n d a r d s N e ws l e R 1 9 9 31 781 维普资讯 http:/ 王荔，等：电感耦合等离子体质谱法对 G S S 系列土壤厦沉积物标准物质中多种元素的定值 囊 3 4种土壤标准物质中多种元素的 定结果c n=4 GS S 一 4 CS S一5 CS S一8 GSD一9 元素 标准值 测定值 R S D 标准值 测定值 R I轴 go 标准值 测定值 R S D 标准值 涮定值 R S D 。g

16、g 。g Cr 3 7 0 3 9 6 2 2 1 1 8 1 2 5 2 8 6 8 7 2 1 8 8 5 9 1)2 4 O c o 2 2 21 8 3 5 1 2 I 2 1 7 8 1 2 7 1 3 9 2 7 1 4 4 I 5 O 2 7 6 4 6 4 1 6 7 4 0 3 9 6 6 O 31 5 3l 9 3 3 3 2 3 4 7 8 7 Cu 4 1 1 41 1 7 2 1 4 4 1 2 7 3 1 2 4 3 2 3 5 5 2 3 2 3 2 0 2 3 Z 21 0 2 1 5 1 6 4 9 4 4 9 4 7 O 6 8 7 0 4 0 7 8 7

17、7 6 2 2 G8 31 3 0 3 2 7 32 3l 6 5 4 1 4 8 1 5 0 3 3 1 4 1 3 6 4 5 Rb 7 5 7 6 5 8 3 1 1 7 1 21 7 6 9 6 I。4 2 4 8 0 8 4 7 3 0 s r 7 7 7 5 2 2 1 4 2 38 7 3 7 2 36 2 4 2 l 0 I 6 6 1 6 7 O 7 5 Y 3 9 3 9 O O 0 2 1 1 8 5 8 7 2 6 2 6 8 7 8 2 7 2 5 6 6 8 Nb 3 8 4I 7 0 3 5 2 3 2 3 8 3 8 I 5 1 3 9 2 4 1 8 1 7

18、I 1 5 Cs 21 21 8 1 3 7 1 5 1 5 6 4 9 7 5 7 5 0 5 7 5 1 4 8 2 2 Ba 2 1 3 2 21 8 3 2 9 6 3 0 0 2 5 枷 4 9 7 l 3 9 4 3 1)4 3 5 2 0 h 5 3 5I 4 5 9 3 6 3 5 9 4 3 3 6 3 8 5 5 9 4 1 1 4 2 5 6 1 ce l 3 6 1 4 4 1 7 8 9 1 1 0 2 4 1 6 6 7 2 4 3 9 7 8 8 0 3 4 3 P r 8 4 8 6 O 1 6 7 6 5 5 9 8 3 8 9 5 9 9 2 9 8 5 8

19、 Nd 2 7 2 7 0 1 2 2 2 4 2 2 9 6 9 3 2 3 4 3 7 1 3 4 3 5 O 1 5 S m 4 4 4 I O 1 l 4 3 6 6 7 5 9 6 O 4 1 6 3 6 6 3 O Eu 0 85 O 8 3 O(1 2 O 8 2 0 8 1 8 0 1，2 1 2 8 3 O 1 33 I 3 6 1 3 Gd 4 7 4 5 O 2 9 3 5 3 3 7 7 5 4 5 4 1 l 6 5 5 5 9 5 2 Tb 0 9 4 O 9 1 O 0 5 0 7 0 5 7 6 1 0 8 9 O 9l 5 0 4 O 8 7 0 8 7 0

20、0l Dv 6 6 6 2 O O1 3 7 3 4 8 4 1 4 8 5 3 2 6 5 1 5 3 1 43 Ho 1 4 6 1 3 9 O 0 3 0 8 0 7 6 2 7 0 9 7 O 9 8 8 7 9 O 9 6 0 9 8 0 8 4 Er 4 5 4 3 0 0 2 2 4 2 3 3 O 1 2 8 2 9 5 9 2 8 2 8 3 6 1 T m 0 7 0 7 1 0 1)4 0 4 O 3 8 O 5 O 4 6 0 4 5 8 1 O 4 4 0 43 7 4 Yb 4 8 4 7 0 2 7 2 8 2 5 3 5 8 2 8 2 9 5 7 8 2 8

21、2 B 1 6 8 h O 7 5 0 72 0 06 0 4 2 O 3 8 8 4 O 4 3 0 4 3 8 1 0 45 O 4 3 2 3 Pb 5 8 5 8 3 1 1 9 5 5 2 4 6 6 O O1 21 l 9 3 4 1 2 3 2 1 7 2 8 2 7 2 8 l O 8 5 2 3 2 3 2 4 4 I 1 8 1 1 7 l O O 1 2 4 1 2 4 3 6 U 6 7 6 6 O 3 1)6 5 6 I 6 3 2 7 2 6l 5 4 2 6 2 5 1 7 4 裹 4 l 0种侍定值标准柚质中部分元素的定值结果 =4 cs S一1 0 CS S一

22、1 l GS S l 2 CS S一1 3 CS S一1 4 元素 测定值 测定值 测定值 测定值 测定值 R S D R S n，R S D R S n，R S n g。g 嵋。S 培。S 7 7 7 5 I 7 3 2 3 O 9 1)9 4 7 7 7 8 0 2 7 7 5 l 0 Cr 56 2 1 4 6 2 6 7 2 62 5 3 2 6 5 7 5 1 6 6 1 1 8 Co l 2 1 5 0 1 l 6 0 9 1 6 5 O 1 1 5 O 2 9 l 5 0 3 4 N【3 2 6 6 2 9 4 4 8 3 6 6 2 5 3 1)7 0 4 3 4 1 0 9

23、Cu 2 1 2 4 2 2 3 8 5 5 3 1)8 4 4 2 4 9 O 2 28 8 2 0 Zn 65 4 2 4 7 2 5 2 9 8 3 7 5 2 7 3 7 3 3 1 04 1 8 Ga 1 8 9 4 l 6 4 1 8 1 5 2 0 l 1 3 2 2 1 1 8 2 7 1 R b 1 0 5 8 3 6 l I)9 6 1 5 9 2 4 0 4 9 3 l 1 9 l 0 5 2 9 S r 2 2 3 8 1 9 l 8 2 7 3 0 2 3 8 6 4 1 9 6 1 7 1 4 9 2 6 Y 2 5 3 6 3 2 2 3 4 9 2 5 7 7

24、8 2 3 8 3 6 2 4 7 5 5 Z r 3 4 4 6 3 2 2 5 3 7 O 9 1 8 9 0 4 2 3 4 3 2 21 3 4 5 Nb l 5 1 6 6 1 3 1 3 1 1 I 3 4 7 1 3 4 3 9 1 3 l 5 4 Ba 61 0 9 0 6 6 2 8 2 0 6 4 7 2 3 5 4 9 1)0 9 59 9 I 9 Pb 2 3 1 3 O 2 6 0 8 2 2 0 5 1 2 3 4 6 9 3 1 0 6 8 T n 1 I 8 4 2 l】6 4 3 8 0 9 5 l 0 1 4 6 1 3 8 6 5 维普资讯 http:/

25、4 化学分析计量 2 2 年，第 1 I 卷，第 1 期 续表 4 G S S l 5 Gs sl 6 MSl BE M Dml 元素 测定值 R S n 测定值 R S n，测定值 R S n 测定值 R S n 测定值 R S D 峙 g t x g g一 gg i t,gg V 1 1 0 7 5 8 3 5 9 l 4 7 2 6 3 9 l 2 O 8 6 2 3 0 C r 72 6 8 1 6 6 6 8 8 8 5 6 6 4 I 4 0 O 7 7 4 4 6 8 C0 l 7 4 1 7 1 3 l 0 0 1 8 3 7 4 4 3 0 2 4 1 4 I 4 5 4】_

26、 5 0 2 2 7 2 1 2 3 5 7 3 4 9l I 0 7 3 2 8 l 8 Cu 3 7 3 2 1 3 3 9 3 6 2 5 9 0 1 1 8 9 2 2 l 5 8 4 7 Zn l 0 3 4 2 1 l 1 7 2 】l 4 3 5 1 2 7 4 0 8 5 6 1 2 Ga 1 8 8 2 1 2 4 7 2 6 1 4 4 2 5 2 5 3 6 6 l 7 3 0 9 Rb I 1 5 2 3 1 7 3 3 2 9 2】3 4 3 8 4 6 5 1 l 2 1 7 S r 1 0 8 4 7 6 2 5 5 6 l 5 7 l 3 5 5 4 O 6 3

27、 2 9 1 8 Y 3 3 4 O 2 3 8 9 3 3 2 1 6 0 7 3 3 1 8 7 1 9 9 l 3 Z r 2 6 7 3 8 8 9 】6 4 I I 3 0 3 2 9 l 4 2 3 4 Hb 1 7 8 6 8 2 6 4 7 4 1 0 3 】6 3 7 0 0 1 l l O 2 O B a 7 l 8 1 3 3 9 6 1 9 6 9 3 3 2 5 6 8 1 6 3 9 9 0 9 P b 3 3 9 0 8 61 9 0 1 1 8 6 4 3 25 7 3 5 2 3 2 2 2 Th l 4 7 1 7 2 6 4 I O8 9 0 5 2 3

28、8 1 7 2 9 4 1 O 3 CERT I F I CATI ON 0F MULTI EL EM E NT S I N CERTI FI ED RE FERENCE M AT职I ALS oF GS S S OI L AND S EDI MENT BY I NDUCT I VELY CoUP L ED PLAS M A M AS S W a n g L i，Ya n g Ya n z e，L i n S h o u l i n (C o U e g e o f Ma t e r i a l S c i e n c e a n d C h e mic a l E n g i n e e r

29、i n g C h i n a U r f v e r i l y o fG e o i e n e e s Wu l u m 4 3 0 0 7 4)Hu S be n g h o n g Co l l e g e o f E a r t h S c l e n ，c h l n a U n i v e r s i ty o fG e o s e i e n e e s Wu h a n 4 3 0 0 7 4)A B S T R A C T A m e t h o d b y i n d u c ti v e l y c o u p l e d p l a s m a m a s s s

30、p e c t r o m e t r y(C PM S)a n d i t s r e s u l t f o r t h e c e r t e a t l o n o f mi l l-t i e l e m e n t s i n 1 0 c e a l f i ed e r e n e e m a t e r i a l s o f s o i l a n d s e d i me n t(G S S)I n o r d e r m i n i m i z e m a t r i x e ff e e t s of i n le t e l e m e n t s a ma tr i

31、 x ma t c h ed c a l i b r a ti o n s o l u ti o n w as p r e p a r e d wh i c h s i mu l a t e d the c o mp o s i t i o n o f n a t u r a l s o i l o b t a i n ed fmm s t a t i s t i c a l l y c alc u l a t i n g a n d o n n ali z i n g t h e a v e r a g e v alu e s of l 0 s o i l an d s e d i me n

32、 t s a mp l e s T w o s e p a r a t e i n t e r n al s tan d a r d s of“I n一 R h we r e s e l e c t e d t o c m p e n s a te t b e d ri f tof a n aly ti c al s i g n als T h e p rop o s e dme t h o d h a s b e e n s e t u p f o rthe c e r t i fi c a t i o nof mu l t i e l e me n t si n c e r t i f i

33、 e d r e f e r e n ce ma t e r i als o f soi l a n d 8 e d l mc n l b y I C P-MS F o r t h e mo s t e l e me n t s the r e l a t i v e e l llr b e t w e e n t h i s w o r k and t h e r e c o mme n d v a l u e 3 a r e b e U e r t h an 1 0 a n d the r e l a t i v e s tan d a r d d e v i a t io n s a r

34、 e bet i e r t h a n 1 0 KEY W ORIi n d u c ti v e l y c o u p l e d p l a s mamass s p e c t r o metr y(I C P MS)，c e r t i fi e d r e f e ren c e m a t e i i al，s o i l，s edi m e n t e e r t i fi c a t i o n ma t ri x ma t c h i n g 安徽面粉白过 了头 不久前，安徽省质监局对市场检查的结果表明：安徽省 的面粉合格率仅为 3 5 2。据了解，正常面粉因含有类胡萝

35、素及叶黄素等天然色 素而呈白里透黄或微黄色。但部分生产企业为迎合消费者的 心理，违反国家规定，过量添加增白剂。增白剂是一种化工 产品，含有微量的砷和铅，有微毒。将其加面粉后，经水解 生成活性氧和苯甲酸，活性氧可破坏面粉中的类胡萝 卜素及 叶黄素等天然色素，从而达到面粉增白的 目的，但在增白的 同时，也损失 了面粉 的营养成分。此外，残 留的苯 甲酸 随面 粉制成的食品进人体后，需要经过肝脏解毒。长期摄苯 甲酸 必然会影 响肝脏 的生理功 能。(赵)电化学气体传感嚣技术达到国际先进水平 由中国科学院长春应 用化学 研究所 承担的 电化学 气体 传感器研究项目，通过了由中国科学院长春分院组织的技术

36、 鉴定。鉴定意见说：“这一研究成果标志着中国电化学气体 传感器技术达到了国际先进水平”。电化学气体传感器应用领域很广，可用于化工、采矿及 军事等行业的安全检测、环保监测及生产过程控制等。这种 电化学气体传感器具有体积小、检测速度快、准确、便于携 带、可现场直接检测和连续检测等独特优点，优于过去在以 上行业占主导地位的光学和光谱等气体检测方法。它对于 改善人类的生活环境，保障人们的身心健康有着重要的现实 意义。因此，具有良好的市场前景。过去，我国在这一领域研究滞后，所需传感器完全依赣 进口：中科院长春应化所两年前开始此项技术研究，他们把 基础研究与应用研究有机结合起来，进行了专项技术攻关。成功地解决了传感器漏液、性能衰降及催化剂中毒等一系列 关键技术难题。研制出的产品具有灵敏度高、组装方便的突 出优点。(石明山)维普资讯 http:/