中國現(xiàn)代地質工作始于20世紀初,距至今已有一百多年的歷史了。廣義的地質工作,包括了地質理論研究、地質調查(包括地質勘查)、地質實驗測試等有關地質科學理論研究和應用研究及開發(fā)的全部思維和實踐活動,是從理論研究到實際應用的全過程。理論研究是邏輯思維和論證的過程,包括各種資料的綜合、邏輯演繹及論證。地質調查包括地質構造調查、地質礦產調查、地質生態(tài)環(huán)境調查等。地質實驗測試包括地質調查樣品的鑒定、分析、選冶加工試驗以及有關的方法研究和應用研究。我國地質工作和地質科學的發(fā)展水平,總體上已跨入國際先進行列。迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦種有170個大類,幾乎世界上所有礦產在我國都有發(fā)現(xiàn);已經(jīng)探明的具有工業(yè)儲量的礦種多達156個,已發(fā)現(xiàn)的礦點和礦床20多萬處,已建成初具規(guī)模的國有礦山8000多座,已在全國形成了300多個以礦業(yè)開發(fā)為支柱產業(yè)的新型城市,這些輝煌成就與中國地質科學和地質實驗測試技術的進步和發(fā)展密切相關。
地質實驗測試技術是促進地質工作和地質科學發(fā)展的重要技術支撐,是人們認識地球的“顯微鏡”,被譽為地質找礦的“眼睛”,很多地質礦產資源的普查、勘查、開發(fā)、評價都離不開地質實驗測試取得的數(shù)據(jù)支撐,而這些數(shù)據(jù)的取得則是在實驗室內對地質調查獲得的代表性樣品進行系統(tǒng)的理化性能測量,需要運用物理和化學等手段,具有非常強的專業(yè)性。然而在實際工作中,地質實驗測試的復雜性遠超過我們的想象,現(xiàn)代的地質實驗測試主要以儀器為主,如電感耦合等離子體質譜儀、原子吸收分光光度計、紫外可見分光光度計等,既有無機分析,又有有機分析,既有化學成分分析,又有物質結構分析、元素價態(tài)和形態(tài)分析,既有主量元素分析、更有微量和痕量元素分析。其中各種因素的相互影響制約著我們的化驗分析,影響著分析測試的真實結果。本文結合我們常用到的分析方法理論和實際分析中的異常現(xiàn)象及處理的工作經(jīng)驗,主要對我們日常分析中金屬元素異常信息進行梳理,避免我們在地質實驗測試的道路中出現(xiàn)錯誤的分析結果,也為我們地質新人提供一個捷徑,更快地掌握一些常規(guī)的地質實驗。最重要的是有一些金屬元素異常被我們發(fā)現(xiàn)并通過解決問題后,還能發(fā)現(xiàn)一些潛在的伴生的礦產資源,為礦產資源的綜合利用和開發(fā)提供豐富的資料,更是避免了資源的浪費。
金是一個貴金屬元素,在地質找礦中頗受歡迎,然而在我們地質實驗測試中卻并不簡單,在分析的過程中,有很多伴生元素,影響比較大的有銻、鎢、鉬等。
(1)在用容量法滴定常量金時,大量的銻存在時,會使金含量發(fā)生異常,三價銻導致分析結果偏低。究其原因,三價銻會和三價金發(fā)生氧化還原反應,使三價金還原到零價,滴定時氫醌消耗較少。而五價銻會使結果偏高,原因是五價銻和三價金都被氫醌還原,使氫醌的用量增加,進而導致金含量偏高,因此銻的存在對金的分析結果影響較大。我們在實驗分析測試時常通過加鹽酸、氫溴酸、硫酸或者樣品通過高溫爐焙燒處理樣品除銻,都取得較好的效果。那么從另一個層面上講,倘若我們實驗室在地質實驗測試中發(fā)現(xiàn)樣品中有銻存在,并對銻的結果進行了定量測定,并將此數(shù)據(jù)提供給委托方,相信也是一個非常大的貢獻。
在傳統(tǒng)數(shù)學教學中,教師只是專注于教材知識的講解,常常忽略了學生的主體性地位,與學生之間互動較少,導致課堂氣氛枯燥、無聊,無法提起學生的學習興趣。對此,教師應提高課堂趣味性,讓學生對數(shù)學產生興趣。練習本身就不可避免地帶有枯燥、單調的特質,而數(shù)學習題由于充斥著大量的符號和數(shù)字,就顯得尤為枯燥。小學生的認知能力和注意力有限,他們對過于單調重復的習題容易喪失興趣和注意力。因此,教師在設計習題內容時,還需考慮習題的趣味性,增設趣味性習題以調動學生的積極性。例如,教師可以根據(jù)教學內容和學生的年齡特點,安排故事類和探究類習題來激發(fā)學生的學習興趣。
(2)同樣在金的分析過程中有鎢鉬存在時,常規(guī)溶礦的洗滌難以除掉大量的鎢鉬,因此在滴定時王水溶礦所產生的黃色物質WO
和所生成的H
MoO
掩蓋了指示終點,導致結果異常。通常我們通過加堿液離心分離的方式消除干擾,能夠取得滿意的結果,但我們如果對導致異常的鎢鉬的含量進行了定量分析,應該也會有一個喜人的發(fā)現(xiàn)。
釩是地球上廣泛分布的一種微量元素,其含量約占地殼構成的0.02%,工業(yè)上常在鋼中加入釩,增加鋼的彈性和強度,由于釩元素測定時比較難原子化,用常規(guī)空氣-乙炔火焰原子吸收光譜法測定時相對比較困難,需在空氣中摻入氧氣形成富氧空氣來做助燃氣,乙炔為燃氣的高溫火焰原子吸收光譜法進行分析。這種現(xiàn)象實際上是原子吸收中電離干擾導致數(shù)據(jù)異常,我們常通過加入更易電離的堿金屬元素,可以有效的消除電離干擾。如在用原子吸收分光光度計測定鈉元素時,鈉離子在空氣-乙炔火焰中會出現(xiàn)電離的現(xiàn)象,想要解決這個問題,我們通常加入一定量的氯化銫來消除干擾,這樣有效地防止了待測試液中的金屬元素電離現(xiàn)象的發(fā)生。
原子吸收分光光度法是基于試樣蒸汽相中被測元素的基態(tài)原子對由光源發(fā)出的該原子的特征性窄頻輻射產生共振吸收,其吸光度在一定范圍內與蒸汽相中被測元素的基態(tài)原子濃度成正比,以此來測定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法。原子吸收分光光度法使用的是銳線光源應用的是共振吸收線,測定的是基態(tài)原子;所以吸收線的數(shù)目較少,譜線重疊的概率較小,光譜干擾較小,測定時受溫度的影響較小,因此相對來說,原子吸收分光光度法干擾較小。然而事實上,有時干擾也很嚴重,原子吸收分光光度法的干擾效應按照性質和產生的原因可以分為:化學干擾、物理干擾、電離干擾、光譜干擾等,這些干擾均可使火焰原子吸收分光光度計的霧化效率或靈敏度發(fā)生變化,進而導致金屬元素分析異常。
鎳元素是地質樣品及土壤樣品最常分析的重金屬元素之一,是最常見得致敏性金屬。對鎳元素的分析方法有很多,地質樣品中鎳元素的分析主要是原子吸收分光光度法,然而在測定時,卻會產生光譜干擾,要得到準確結果必須解決這一難題。光譜干擾是指與光譜發(fā)射及吸收有關的干擾,包括譜線干擾和背景吸收產生的干擾。譜線干擾包括光譜通帶內存在著非吸收線、待測元素的分析線與共存元素的吸收線相重疊以及原子池內的直流發(fā)射等。此時,可減少狹縫寬度,降低燈電流,采用其他分析線以及采用交流調制等辦法來消除干擾。背景吸收產生的干擾包括分子吸收和光散射。分子吸收干擾是指在原子化過程中生成的氣態(tài)分子或氧化物及鹽類分子對光源共振輻射的吸收而引起的干擾。它是一種帶吸收。光散射是指在原子化過程中,產生的固體微粒對光產生散射,使被散射的光偏離光路而不為檢測器所檢測,導致吸光值偏高。非火焰法的背景吸收比火焰法高很多,若不扣除背景,有時根本無法進行測定。常見的背景校正方法有用鄰近非共振線校正背景、連續(xù)光源校正背景、塞曼效應背景扣除法等。
鈣是生物圈內分布最廣泛的金屬元素之一,僅次于鐵、鋁,約占地殼的3%,以化合物狀態(tài)存在,常見的如石灰石與大理石,石膏等。鈣也是構成人體的重要組分。在用空氣-乙炔燃燒的原子吸收分光光度計測定中,鈣離子與樣品中存在的磷酸鹽、硫酸鹽、鋁鈦等發(fā)生化學反應,形成了熱力學更穩(wěn)定的化合物,從而降低了火焰中基態(tài)原子數(shù)目,這種現(xiàn)象是典型的化學干擾,化學干擾是一種選擇性干擾,消除的方法有:化學分離;使用高溫火焰;加入釋放劑和保護劑及緩沖劑;使用基體改進劑等。例如磷酸鹽對鈣含量測定干擾時,當加入氯化鑭后,鑭離子與磷酸根更易結合而將鈣釋放出來,從而消除了磷酸根對鈣測定的干擾。在石墨爐中或試液中加入某種化學物質(基體改進劑)使基體形成易揮發(fā)化合物,在原子化前除去,從而避免與待測元素的共揮發(fā)。例如氯化鈉基體對測鎘的干擾可通過加入硝酸銨,使其轉變成易揮發(fā)的氯化銨和硝酸鈉,在灰化階段除去加以消除。
銅在地殼中的含量約為0.01%,在個別銅礦床中,銅的含量可以達到3%~5%。自然界中的銅,多數(shù)以化合物即銅礦物存在。鋅是一種淺灰色的過渡金屬,也是第四“常見”的金屬,僅次于鐵、鋁及銅。銅和鋅都是人體所必需的一種微量元素。然而我們在對土壤、沉積物、巖石等地質樣品中銅含量用ICP-MS進行分析時,由于大部分含量比較低,有研究表明,一些常量元素會在測定時對其有干擾。其中Ti在自然界中分布較廣,約占地殼質量的0.6%,例如我國釩鈦磁鐵礦石分布較廣,儲量較大,Ti元素的含量很高,用ICPMS法測定對Cu和Zn的測定影響較大,原因就是質量數(shù)為49的Ti與質量數(shù)為16的氧結合形成
Ti
O
,與質量數(shù)為65的Cu一致,產生干擾;質量數(shù)為50的Ti與質量數(shù)為16的氧結合形成
Ti
O
,與質量數(shù)為66的Zn一致,產生干擾。解決方法為通過添加干擾校正方程解決。
數(shù)學教育看上去像一個擁有堅實的學科基礎和清楚的方法論基礎的、古老的跨世紀學科領域.但數(shù)學教育真的已經(jīng)是這樣的學科了嗎?數(shù)學教育學科從ESM和JRME等學術期刊創(chuàng)刊以來,僅僅只有半個世紀之久,雖然此前也有關于數(shù)學教育研究的文章發(fā)表,事實上數(shù)學教育仍然是一個極其年輕的學科.
鍺在自然界分布很散很廣,鍺具有多方面的特殊用途,在光纖通訊、太陽能電池、生物醫(yī)學等領域都有廣泛且重要的應用。鎘是地球化學調查及環(huán)境樣品分析必須要檢測的一個重金屬元素,會對呼吸道產生刺激,鎘和它的化合物都具有毒性。有研究表明,在ICP-MS測定中,
Zn對
Ge、
Sn對
Cd、
Sn對
Cd產生同量異位素疊加干擾、
Zr
O對
Cd、
Zr
O對
Cd、
Zr
O對
Cd產生多原子復合離子干擾、
Ce
對
Ge,
Sm
、
Nd
對
Ge,
Sm
、
Nd
對
Ge產生雙電荷離子干擾,以上干擾元素都會對分析結果造成較大誤差,因此在分析過程中尤其注意這些干擾元素的含量。我們常通過選擇測量元素的同位素和干擾校正方程進行校正來得到準確的分析結果,如在測定Ge時,主要受到
Zn對
Ge,
Ce
對
Ge,
Sm
、
Nd
對
Ge,
Sm
、
Nd
對
Ge的干擾。因為地質樣品中Sm元素和Nd元素的含量相對較低,干擾元素同位素豐度小等因素,因此選擇質量數(shù)為
Ge的作為測量同位素,干擾相對較小,同時,質量數(shù)為
Ge的靈敏度也較高。測定Cd時,Zr和Sn是主要干擾元素,由于一般地球化學樣品中Sn的含量遠遠小于Zr,并且Sn對Cd僅有同最異位素干擾,干擾相對簡單,而Zr原子離子干擾,干擾復雜,應該盡量避免,因此在測定中選取沒有Zr干擾的同位素
Cd進行測定。對選擇同位素仍然不能有效避免的質譜干擾,可以通過校正方程進行干擾校正。校正方程中的干擾系數(shù)分別用Nd、Sm、Sn的單個純標準溶液測定和計算得出。
鉻元素是我們日常分析較多的一種重金屬,他的毒性很強,進入人體中,容易對人的內臟器官造成傷害,如果在人體內蓄積時間過長,可以引發(fā)一些致癌的疾病。鉻有2價、3價和6價三種化合物。引起中毒主要是指6價鉻而言,它具有強氧化性,易穿入生物膜而起作用。我們在常規(guī)的地質樣品分析中,鉻的含量還是很低的,而我們在對地質樣品消解時常會用到鹽酸和高氯酸,在測定時易形成干擾,我們常用到的氬氣也會與氧形成干擾,對結果造成影響。
11.2.2.2 當柄原基大量出現(xiàn)時,適當減少通風量,促使柄原基長到5~7厘米后,再加大通風量,每天通風2次,每次1小時,促進蓋原基分化。
由于有軌電車各線的客流分布情況并不一致,網(wǎng)絡化運營模式能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代有軌電車運營組織靈活的特點,線路間的列車能夠互相調劑補充,既能滿足客流量的需求和服務水平,又能達到提高各線路的車輛滿載率,加快列車周轉,節(jié)省運用車數(shù)的網(wǎng)絡化運營模式下的資源共享,達到運營效益最大化的目的。
當背景分布比較均勻時,可以認為與分析線鄰近的非共振線的吸收與分析線的背景吸收近似相等。用分析線測量原子與背景吸收的總吸光度,因非共振線不產生原子吸收,用它來測量背景吸收的吸光度,兩次測量值相減即得到校正背景之后的原子吸收吸光度。例如鎳的共振線232.0nm鄰近有非共振線231.6nm,可在232.0nm測定鎳原子的吸收和背景吸收的總和,然后在231.6測定背景吸收,兩者之差即為鎳的吸光度。本方法適用于分析線附近,背景吸收變化不大的情況,否則準確度較差。也可采用氘燈扣背景法,這種方法是先用銳線光源測定分析線的原子吸收和背景吸收的總光度,再用氘燈在同一波長測定背景吸收,計算兩次測定吸光度之差,即可是背景吸收得到校正。
十四五規(guī)劃以來,國家更加重視戰(zhàn)略性礦產資源的調查與評價、勘查、開發(fā)和綜合利用,注重推進資源型地區(qū)高質量發(fā)展。地質實驗測試必定是不可缺少的環(huán)節(jié)。然而經(jīng)過多年的發(fā)展和完善,地質實驗測試配套體系已逐步成熟,異常信息的提取與應用,是對實驗測試數(shù)據(jù)準確性、合理性判斷的反映,也是對整個礦產資源規(guī)律的把握。
總之,地質實驗測試異常信息的提取和應用的影響是多方面的,對于地質實驗測試人員來說,在分析測試過程中,及時發(fā)現(xiàn)異常信息,既保證了數(shù)據(jù)的準確性,也對分析測試人員的專業(yè)技能得到很大的提升。長遠去看,地質實驗測試異常信息的提取和應用,也是綜合應用能力的一種體現(xiàn),為我國地質實驗測試分析方法開發(fā)及地質實驗測試資源整合奠定了基礎,這也必將為地質實驗測試工作創(chuàng)造更廣闊的發(fā)展前景。
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