地質樣品中微量元素的高效測試方法

趙忠良(廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526060)

地質樣品中含有大量微量元素，其含量低并且分布范圍廣泛，想要有效實現微量元素的測定，就需要針對不同元素結構特點來選擇相應的方法。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的應用，實際上還存在部分不足，因此還需要對各方法進行優化，提高微量元素測定效率。

1 電感耦合等離子體質譜測定方法分析

在地質專業對樣品中微量元素進行測試時，因為樣品種類比較多，如常見的區域化探地質樣品、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。想要實現對地質樣品中微量元素的高效測定，傳統的測定方法已經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譜測定方法的應用，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，具有激發強度大、準確性高以及濃度線性范圍寬等優點，現在已經成為地質樣品測定中常用方法之一[1]。

2 電感耦合等離子體質譜測定試驗

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內膽規格為15mL，內膽上蓋密封插接于內膽下罐體頂端，其內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的內膽中，同時加入0.5mL的HNO3和1.5mL的HF，密封內膽，并將其放置到涂有PTFE的不銹鋼套內，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，利用烘箱150℃回溶處理6h[3]。等到完全冷卻后，取出內膽，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，標準曲線的相關系數應當小于0.999，在測定過程中，應當保持連續10次的測試準確，最后得出各個元素的檢測數值。

2.3.2 質譜干擾與校正

在應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果產生較大的影響。例如136Ba16O會對152Sm產生干擾，以及137Ba16O會對153Eu產生干擾，可以選擇用測試10mg/L Ba標準液來獲得BaO+/Ba+系數，對Sm以及Eu的干擾進行校正。

2.4 測定高效性

應用此種方法對地質樣品微量元素進行測定，主要是通過密封設計溶樣罐，在罐內形成橢圓形的截面，并在溫度上升的過程中，會導致酸蒸發，與頂蓋接觸，同時不停留的回流到罐底，避免產生掛壁問題。此外，罐內膽為凹形設計，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 結語

想要提高地質樣品測定效果，必須要針對實際需求來選擇最為合適的測定方法，并結合以往經驗，采取合理的措施做好測定試驗中所有環節的控制，提高試驗測定行為的合理性與規范性，降低各類因素對測定結果的影響。

[1]王曉媛,殷學博,曾志剛,楊寶菊,陳帥.地質樣品中微量元素的高效測試方法[J].質譜學報,2014,01:24-31.

[2]荊路.電感耦合等離子體發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.液體緩沖劑發射光譜法測定地質樣品中微量元素的研究進展[J].科技創新導報,2012,35:22-23.