趙延慶（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)測試中心　哈密　839000）

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電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定地質(zhì)樣品中多種元素

趙延慶
（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)測試中心哈密839000）

摘要以115In為內(nèi)標(biāo)，建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜儀在線加入測定地質(zhì)樣品中的多種元素的方法，確定了最佳儀器測定條件，優(yōu)化了儀器工作參數(shù)，實(shí)驗(yàn)表明測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差一般在0.54%～5.12%之間，大部分元素RSD＜2%。方法用于分析國家一級水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSD1a、GSD5、GSD10中的多種元素，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值吻合。方法的檢出限為0.1 μg/g，該方法速度快、準(zhǔn)確度好、操作簡便，可應(yīng)用于大批量地質(zhì)樣品的測定。

關(guān)鍵詞電感耦合等離子體質(zhì)譜法地質(zhì)樣品多元素測定

1　試劑

HCl（西安化學(xué)試劑廠）；優(yōu)級純HNO3（西安化學(xué)試劑廠）；HClO4（西安化學(xué)試劑廠）；氫氟酸；氬氣（Ar）=99.9%；Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Li、Be、W、Pb、Bi、La多元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液ρ=100 μg/mL，介質(zhì)為2.5 mol/L HNO3（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；單元素In標(biāo)準(zhǔn)溶液ρ=1000 μg/mL，介質(zhì)為1.0 mol/L HNO3（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。

2　儀器及測量條件

⑴儀器XSeries 2型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國熱電公司）；

⑵ 儀器測量條件：功率1 250 W，采樣深度150Step（步），冷卻氣流量（Ar）13 L/min進(jìn)樣泵速100 rpm輔助氣流量（Ar）接口0.7 L/min，進(jìn)樣沖洗時間20 s，φ采樣錐（Ni）1.0 mm，單個元素積分時間30 ms，φ截取錐（Ni）0.7 mm，掃描方式跳峰。

3　測定

3.1樣品處理

稱取0.1000 g水系沉積物試樣于25 mL聚四氟乙烯坩鍋中，用少量去離子水潤濕。依次加入1 mL HNO3、5 mL HF和1 mL HClO4的混合溶液5 mL，將聚四氟乙烯坩鍋放置于220℃電熱板上蒸發(fā)至HF煙冒盡，用鹽酸提取沖洗至聚乙烯試管定容至10 mL，搖勻，移取樣品溶液0.80 mL于聚乙烯試管中，沖洗至10.0 mL，搖勻后與標(biāo)準(zhǔn)系列在最佳條件下和內(nèi)標(biāo)按1∶1混合進(jìn)入霧化器。

3.2工作曲線的繪制

標(biāo)準(zhǔn)化工作溶液均采用標(biāo)準(zhǔn)混合元素儲備液逐級稀釋配制而成。介質(zhì)為5%的HNO3。將100 μg/ mL的混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，逐級稀釋為0、0.5、5、20、50 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列，5%的HNO3溶液作為空白，搖勻后上機(jī)繪制相應(yīng)的工作曲線，各元素校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)r＞0.9999。

4　結(jié)果與討論

4.1測定同位素的選擇

本文測定的多種元素中除鈷、鉍只有一個質(zhì)量數(shù)外，其他元素都有多個同位素?？疾炝擞蓸悠泛驮噭┮氲腍、N、Cl、O等元素形成的復(fù)合離子對待測元素的影響，選用相對豐度較大，干擾可忽略不計(jì)的53Cr、208Pb、209Bi，選擇結(jié)果見表1。

表1　測定元素同位素質(zhì)量數(shù)

4.2內(nèi)標(biāo)元素的選擇

本文考察了Rh、In、內(nèi)標(biāo)在巖石礦物中的基體補(bǔ)償作用。從表3可以看出，不加入內(nèi)標(biāo)測定元素的回收率較差；Rh、In兩種內(nèi)標(biāo)補(bǔ)償方式都能得到較好的回收率，本文選擇In作內(nèi)標(biāo)元素補(bǔ)償基體效應(yīng)和靈敏度漂移。

表2　不同內(nèi)標(biāo)元素下測定元素的回收率%

4.3方法質(zhì)量水平

4.3.1方法檢出限和線性范圍

按照樣品分析程序制備11份空白溶液，在選定的儀器參數(shù)最佳化條件下繪制工作曲線，對11個空白溶液進(jìn)行測定，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限，結(jié)果見表3。

表3　方法的線性范圍及檢出限　μg/g

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:ICP-MS測定多種元素方法的檢測限達(dá)到0.1 μg/g。本方法具有極高的靈敏度。

4.3.2方法準(zhǔn)確度和精密度

按照實(shí)驗(yàn)條件，分析測定了國家一級水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GSD1a、GSD5、GSD10等），同時進(jìn)行了11次平行測定，結(jié)果表明測定值與推薦值均在國家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)，結(jié)果見表4。

表4　方法準(zhǔn)確度和精密度

由表4數(shù)據(jù)表明，測定結(jié)果RSD一般在0.54%～5.12%之間，且大部分小于2%。本方法具有較高精密度；標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定值與標(biāo)準(zhǔn)樣品參考值基本一致，具有較好的準(zhǔn)確度。

5　干擾校正

⑴65TiO對65Cu的干擾校正。用于測定所選擇的Cu的同位素是65Cu，會受到65TiO的雙原子離子重疊干擾。通過47Ti定量測定樣品溶液Ti的濃度后進(jìn)行數(shù)學(xué)校正，可得到65Cu的準(zhǔn)確結(jié)果。

校正公式為：CCu=C表觀-K*CTi

式中，C表觀為測定溶液中Cu的直接測定結(jié)果；CTi為Ti的測定結(jié)果；K是65TiO對65Cu的干擾校正系數(shù)，每次通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到；CCu再乘以稀釋因子就得到樣品中Cu的含量。

⑵Cl、O所形成的復(fù)合離子對53Cr有干擾，選用硝酸避免了此干擾。

6　實(shí)際標(biāo)品測定

利用建立的方法對新疆地質(zhì)水系沉積物二級標(biāo)樣29GRD-2、29GRD-5進(jìn)行11次的平行測定，結(jié)果見表5。

表5　樣品分析結(jié)果

由表5數(shù)據(jù)表明，實(shí)際地質(zhì)樣品各元素含量在（0.12～743）×10-6μg/g之間，測定范圍較寬；RSD（n= 11）為0.97%～4.67%之間，與方法的精密度實(shí)驗(yàn)有較好的吻合性。

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收稿：2016-03-09

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.034