趙忠良(廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊,廣東 肇慶 526060)
地質(zhì)樣品中含有大量微量元素,其含量低并且分布范圍廣泛,想要有效實現(xiàn)微量元素的測定,就需要針對不同元素結(jié)構(gòu)特點來選擇相應(yīng)的方法。例如耐酸性強的元素,很難消解,就可以選擇用敞開式酸溶法或者Carius管密封消解法等測定。但是對原有測定技術(shù)的應(yīng)用,實際上還存在部分不足,因此還需要對各方法進行優(yōu)化,提高微量元素測定效率。
在地質(zhì)專業(yè)對樣品中微量元素進行測試時,因為樣品種類比較多,如常見的區(qū)域化探地質(zhì)樣品、金屬礦物、水系沉積物、土壤以及巖石樣品等,再加上待檢測元素種類多,并且分布范圍廣泛,從痕量到常量,對測定方法要求十分嚴格。想要實現(xiàn)對地質(zhì)樣品中微量元素的高效測定,傳統(tǒng)的測定方法已經(jīng)不能完全滿足實際需求,操作工藝比較繁瑣,測定效果得不到保證。電感耦合等離子體質(zhì)譜測定方法的應(yīng)用,可以通過一次溶樣或者富集測定多種元素,并且可以達到同時測定多種元素的效果,具有激發(fā)強度大、準確性高以及濃度線性范圍寬等優(yōu)點,現(xiàn)在已經(jīng)成為地質(zhì)樣品測定中常用方法之一[1]。
儀器:測定儀器選擇用Elan DRC II型電感耦合等離子體質(zhì)譜,其功率為1250W,冷卻氣流速為15L/min,霧化器流速為0.80L/min,輔助氣流速為1.2L/min,背景值小于2s-1,CeO/Ce:2.20%,Ba2+/Ba:1.80%。并且樣品錐:鉑錐孔徑為1.10mm,截取錐:鉑錐孔徑為0.9mm[2]。防腐高效溶樣罐PTFE內(nèi)膽規(guī)格為15mL,內(nèi)膽上蓋密封插接于內(nèi)膽下罐體頂端,其內(nèi)部空腔軸向界面為橢圓形。另外,試驗用水全部由純水機提供,設(shè)備電阻率為18.9MΩ·cm。
試劑:鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸以及硫酸,其中HClO4為優(yōu)級純,HF與HNO3為電子純。多元素混合標準溶液、稀土元素標準溶液(10mg/L),Rh單元素標準溶液(1000mg/L)、Re單元素標準溶液(1000mg/L)均選擇用專業(yè)單位提供。
稱量0.04g的烘干樣品,并將其放置到PTFE的內(nèi)膽中,同時加入0.5mL的HNO3和1.5mL的HF,密封內(nèi)膽,并將其放置到涂有PTFE的不銹鋼套內(nèi),并于150℃電熱板將水分全部蒸出,然后加入1mL的高純水及1mL的HNO3及0.4mL 1.0mg/L的Rh,再將溶進行密封處理,并放置到不銹鋼裝置內(nèi),利用烘箱150℃回溶處理6h[3]。等到完全冷卻后,取出內(nèi)膽,并將溶液放置到40mL的聚乙烯瓶中,加入高純水,稀釋溶液到40,mL,并搖勻。
2.3.1 標準曲線與方法檢出限
按照逐級稀釋方法,應(yīng)用2%的HNO3稀釋得到的標準溶液,并制備出0、1.0、5.0以及10μg/L的混合溶液,標準曲線的相關(guān)系數(shù)應(yīng)當(dāng)小于0.999,在測定過程中,應(yīng)當(dāng)保持連續(xù)10次的測試準確,最后得出各個元素的檢測數(shù)值。
2.3.2 質(zhì)譜干擾與校正
在應(yīng)用此種方法進行微量元素測定時,所受到的干擾主要是由于多原子離子、氧化物及雙電荷離子等,其中含量最高的是Ba元素,由于其所形成的氧化物及其中的多原子離子會對稀土元素測定結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。例如136Ba16O會對152Sm產(chǎn)生干擾,以及137Ba16O會對153Eu產(chǎn)生干擾,可以選擇用測試10mg/L Ba標準液來獲得BaO+/Ba+系數(shù),對Sm以及Eu的干擾進行校正。
應(yīng)用此種方法對地質(zhì)樣品微量元素進行測定,主要是通過密封設(shè)計溶樣罐,在罐內(nèi)形成橢圓形的截面,并在溫度上升的過程中,會導(dǎo)致酸蒸發(fā),與頂蓋接觸,同時不停留的回流到罐底,避免產(chǎn)生掛壁問題。此外,罐內(nèi)膽為凹形設(shè)計,如果壓力增大,則罐體密封性也會增加,從而避免酸泄露。當(dāng)罐體口密封式,可以擰緊壓力螺栓,以保證在最短的時間內(nèi)加強罐體閉合,縮短容器旋擰時間,保證瓶口密閉性的增強。
想要提高地質(zhì)樣品測定效果,必須要針對實際需求來選擇最為合適的測定方法,并結(jié)合以往經(jīng)驗,采取合理的措施做好測定試驗中所有環(huán)節(jié)的控制,提高試驗測定行為的合理性與規(guī)范性,降低各類因素對測定結(jié)果的影響。
[1]王曉媛,殷學(xué)博,曾志剛,楊寶菊,陳帥.地質(zhì)樣品中微量元素的高效測試方法[J].質(zhì)譜學(xué)報,2014,01:24-31.
[2]荊路.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定化探樣品中微量元素的方法研究[D].山東大學(xué),2014.
[3]李省印,李林慶,李慧,羅善霞.液體緩沖劑發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中微量元素的研究進展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012,35:22-23.