地質(zhì)樣品中微量元素的高效測試方法

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。

1 電感耦合等離子體質(zhì)譜測定方法分析

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]。

2 電感耦合等離子體質(zhì)譜測定試驗

2.1 試驗儀器與試劑

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。

2.2 測定樣品

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 測定

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)當小于0.999，在測定過程中，應(yīng)當保持連續(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。

2.4 測定高效性

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。

3 結(jié)語

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,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)新導報,2012,35:22-23.