X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中的41种元素及氧化物

海洋沉积物样品具有盐分含量高、吸水性强、基体复杂、不同元素浓度差异悬殊等特点,其元素定量分析无论在样品前处理以及分析测试方法都有不少问题。特别是常微量元素很难用同一种方法进行测定,波长色散X射线荧光光谱可以很好的解决这一难题。因此,本文构建了粉末压片制样波长色散X射线荧光光谱法直接测定海洋沉积物样品中41种元素或其氧化物(Na_2O、MgO、Al_2O_3、SiO_2、P、S、Cl、K_2O、CaO、Fe_2O_3、Sc、Ti, V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、La、Hf、W、Pb、Bi、Ce、Nd、Th、U)的方法。样品在30 t的压力下保压30 s,制备的样片坚固光滑、吸潮性小。针对海洋地质样品的多样性,通过多种校准标准品拟合曲线进行测量,降低了检出限,优化了测量条件。用经验系数、理论α系数与经验系数相结合和康普顿散射线内标法校正元素间的基体效应。对土壤成分标准物质GBW07408和海洋沉积物成分标准物质GBW07315进行精密度考察,大部分元素的方法精密度提高至0.16%~3.87%,绝大多数主次痕量元素的测量精密度(RSD)小于4%,方法检出限为0.8~220μg/g。对渤海湾三个站位沉积物样品41种元素或其氧化物测定,结果表明,测定方法的重复性好,经国家一级标准物质验证,表明方法准确可靠,能满足日常分析要求。该方法对水系沉积物、土壤等陆地地化样品同样适用。     

能量色散X射线荧光光谱法测定海洋碎屑沉积物中28种元素

采用粉末样品压片制样,利用Epsilon3能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对我国边缘海碎屑沉积物中28种主量元素和微量元素进行测定。使用33个海洋沉积物、深海沉积物、水系沉积物、三角洲沉积物和岩石标样等国内外标准物质建立标准曲线,采用仪器软件的数学模式校正基体效应和元素间的谱线重叠效应。经国家标准物质检验,分析结果与标样值吻合;元素的检出限为0.02~124.14μg·g-1;精密度(RSD)均小于9%。对我国边缘海碎屑沉积物样品进行分析,其测定值与重量法、电感耦合等离子体光谱法和电感耦合等离子体质谱法的测定值基本一致。鉴于Epsilon3 EDXRF具有体积小、多元素同时快速分析、准确度高和精密度好的优点,可考虑作为船载仪器,在科考现场测定海洋沉积物的元素含量,对于及时指导海上工作、撰写航次报告具有重要作用。     

富钴结壳主要成分的X荧光快速测定

采用粉末样品压片制样的预处理技术,用X射线荧光光谱仪同时测定富钴结壳中主要成分Mn、Fe、Cu、Co、Ni、Al2O3、CaO、K2O、MgO、TiO2等的含量,结果表明:该分析测定方法的分析结果准确、可靠,准确度和精密度均符合分析质量要求,且仅需5min就可以测定出全部待测元素含量,是一种快速、准确的分析测定方法。     

用X射线分析显微镜对海藻元素的研究Ⅰ.海藻的X射线荧光光谱

X射线分析显微镜(XGT-2000V, Horiba Co.,Japan,1993年制造)是一种新颖、快速的元素分析仪器,可以用来分析海藻中元素的组成特点。本研究对1997年4,5月在山东省威海市采集的22种海藻进行了研究,测定了海藻的Ⅹ射线荧光光谱(XRF),并根据Ⅹ射线特性荧光的能量分析海藻的主要元素组成。然后采用基本参数法(FP法)对每种海藻的主要元素进行了半定量分析。研究结果表明,Ⅹ射线分析显微镜可以快速观测海藻中的主要元素如钾、硫、钙、铁、锌、溴、锶等,是研究元素组成与化学种态的有效的非破坏分析手段。从Ⅹ射线荧光光谱可以看出,绿藻的特征元素是钾、钙、硫,孔石莼(Ulva pertusa)含有较多的铁元素,而浒苔则含有较多的溴元素。褐藻的特征元素除钾、钙、硫之外,还含有较多的锶元素。另外,酸藻 (Desmarestia viridis)含有大量的硫及溴元素,鼠尾藻(Sargassum thunbergii)、单条髓藻(Myelophycus simplex)及酸藻 (Desmarestia viridis)中尚含有较多的铁元素。红藻的特征是多种红藻均含有较大量的溴元素,例如波登仙菜(Ceramium kondai)、松节藻(Rhodomela confervoides)、多管藻(Polysiphonia urceolata)、石花菜(Gelidium amansii)及亮管藻(Hyalosiphonia caespitosa)。另外,珊瑚藻(Corallina pilulifera)中含有大量的钙质。     

质子激发X射线荧光分析及其在海洋科学中的应用

质子激发X射线荧光分析是一种多元素微量分析技术,具有高灵敏度、高空间分辨率和非破坏性等特点,近年来在地球科学诸多领域得到大量应用.本文简介了质子激发X荧光分析技术的基本原理、实验装置及特点,与其他地质学方法进行了比较,并着重介绍该技术在海洋科学领域的应用进展.     

应用能量色散X射线荧光光谱法测定海洋沉积物Rb、Sr元素的方法研究

能量色散X射线荧光光谱法是一门新的应用技术。其优点是全自动化;分析快速,定性定量准确;并可同时进行多元素的分析。 应用能量色散X射线荧光分析,我们采用粉末压片厚样法对东海海洋沉积物中Rb、Sr元素进行了模拟测试,确定其基体的组成与地质矿产部研制的水系沉积物标准样GDs_(1-8)基     

高压密闭消解-电感耦合等离子体光谱和质谱联合测定海洋地质样品中52种元素

An improved analytical method to determine the content of 52 major, minor and trace elements in marine geological samples, using a HF-HCl-HNO_3 acid system with a high-pressure closed digestion method(HPCD), is studied by an inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES) and an inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS). The operating parameters of the instruments are optimized, and the optimal analytical parameters are determined. The influences of optical spectrum and mass spectrum interferences, digestion methods and acid systems on the analytical results are investigated. The optimal spectral lines and isotopes are chosen, and internal standard element of rhodium is selected to compensate for matrix effects and analytical signals drifting. Compared with the methods of an electric heating plate digestion and a microwave digestion, a high-pressure closed digestion method is optimized with less acid, complete digestion,less damage for digestion process. The marine geological samples are dissolved completely by a HF-HCl-HNO_3 system, the relative error(RE) for the analytical results are all less than 6.0%. The method detection limits are 2–40μg/g by the ICP-OES, and 6–80 ng/g by ICP-MS. The methods are used to determine the marine sediment reference materials(GBW07309, GBW07311, GBW07313), rock reference materials(GBW07103, GBW07104,GBW07105), and cobalt-rich crust reference materials(GBW07337, GBW07338, GBW07339), the obtained analytical results are in agreement with the certified values, and both of the relative standard deviation(RSD) and the relative error(RE) are less than 6.0%. The analytical method meets the requirements for determining 52 elements contents of bulk marine geological samples.     

X-射线岩心扫描系统对海洋沉积物成分测定质量的综合评价和校正

基于采自东海内陆架泥质区的沉积物岩心,利用X-射线岩心扫描系统对其进行高分辨成分扫描,同时利用台式偏振X射线荧光光谱仪对该岩心进行元素测定,通过对比研究评价了X-射线岩心扫描系统元素扫描分析质量。研究表明:（1）X-射线岩心扫描系统对海洋沉积物元素分析质量可以分为四类,Ⅰ类元素分析结果可信度高、可以直接作为含量对待,Ⅱ类具有重要的参考价值,Ⅲ类具有一定参考价值,而Ⅳ类无参考价值。（2）海洋沉积物的X-射线岩心扫描元素分析受到压实作用的影响,其中钙、铁、钾、钛、硅等5种元素压实效应明显,通过压实校正可以有效消除压实作用造成的元素垂向上的系统波动。（3）对钙、铁、钾、钛、硅等5种元素,X-射线岩心扫描强度与传统的XRF元素含量之间具有良好的线性关系,相关系数在0.47~0.87,可以据此进行扫描强度和元素含量的换算。     

离子交换剂直接比色测定海水中微量镉与铬

近年来,在一般分光光度法—比色法的基础上,发展起来了一个新方法,使得比色法似乎在返老还童,又可与原子吸收、放化分析、极谱法竞相争雄了。这个新方法就是离子交换剂直接比色法[1,2]这个方法的特点是(1)以半透明的离子交换剂为显色媒体直接进行光度测定;(2)离子交换剂能自稀溶液中富集待测成份,在一定条件下使待测成份在树脂上显色,之后不经过淋洗,即进行光度测定。这就把一般方法中“分离富集”和“光度测定”两步巧妙地合并成一步,结果使得本方法具有高灵敏度、简便快速等优点。但是,因为这一方法只是近年来才在文献上出现,所以在许多方面很不成熟,尚待不断改进和完善,特别是把此法应用到海水中微量元素的分析上,在文献上还未见有详细的和有效的研究结果报导。     

气液平衡-冷原子荧光法测定痕量汞

对国产第一批冷原子荧光测汞仪进行了改进,大大降低了原仪器的噪音,并进行了系列实验验证工作.改进后的冷原子荧光测汞仪,灵敏度高,与金捕集-冷原子吸收法具有相近的灵敏度,而该方法具有测定简便、快速等优点.探测限达到0.033n mol.     

海洋环境中氧化还原敏感性微量元素的地球化学行为及环境指示意义

依据国内外最新研究成果,初步讨论了氧化还原敏感性微量元素(RSE)Re、Cd、Mo、U、V等的地球化学行为,其中包括海洋沉积物中RSE的来源、RSE在缺氧和无氧海区的沉淀富集机理及其环境指示意义。在此基础上讨论了利用RSE研究氧化还原环境时应注意的一些问题。RSE的沉淀富集机制不尽相同,但具有以下共同特点:①对底层海水的溶解氧浓度敏感。在正常溶解氧条件下,氧化还原敏感性微量元素在海水中呈溶解态稳定存在,而当底层海水处于缺氧或无氧条件时容易发生还原。②当底层海水处于缺氧或无氧条件时,经过沉积物—海水界面过程,受缺氧程度不同的制约,海水中呈溶解态的RSE依次在沉积物中沉淀,出现不同程度的富集。③持续还原条件下,RSE在沉积物中稳定存在;受氧化作用后,容易在沉积物中发生二次迁移和重新富集。不同的RSE其氧化还原电位不同,在氧化还原序列中的位置不同,Re在U之后Mo之前发生还原。因此,RSE在海洋沉积物中的不同富集特征和富集程度可作为还原程度指标研究底层海水的缺氧程度和底质的氧化还原环境。研究RSE的氧化还原环境指示意义,必须对RSE陆源碎屑来源组分进行剔除,同时,还应充分注意到还原沉积区发生氧化后,RSE在沉积物中会发生重新迁移和二次富集。     

液相色谱—原子荧光联用测定海水中无机砷和有机砷

本文研究并建立了海水中测定砷形态的液相色谱—原子荧光法,进行了实验参数流动相浓度、pH、流速的优化。在优化的实验条件下,采用Hamilton PRP-X100分析柱在6 min内可以完成三价砷、甲基砷和五价砷3种形态的分离、检测。在载流5%HCl,还原剂2%KBH4和0.5%KOH,进样量100μL条件下,三价砷、甲基砷和五价砷检出限分别为0.31μg/L、0.52μg/L和0.36μg/L。在浓度2～80μg/L范围内,3种砷形态均有良好的线性关系,相关系数均优于0.999。用本文所建立的方法进行了海水样品中无机砷和有机砷形态的测试,海水中三价砷、甲基砷的含量较低,五价砷稍高,说明海水中砷形态主要以五价砷存在,当加标量为5～10μg/L时,加标回收率在73%～104%之间。该方法操作前处理简单,灵敏度高、运行费用低廉,适用于海水中砷形态的测试。     

Major and Trace Elements in Water and Suspended Matter of the Northern Dvina River and Their Annual Discharge into the White Sea

Oceanology - The results of continuous four-year-long investigations (from May 2015 to April 2019) of the elemental composition of water and suspended matter in the Northern Dvina River are given....     

南海高钙沉积物中18种常微量元素的ICP-AES测定方法研究

在利用ICP-AES分析南海高钙沉积物中的常微量元素时,钙、镁常常干扰其它元素测试。通过采用优化仪器工作参数、扣除背景值、谱线干扰校正和基体匹配的步骤,消除了元素干扰和钙、镁基体效应,提高了方法的灵敏度和准确度。通过对南海沉积物样品的大量实验和国家一级标准样验证,建立了适宜高钙海洋沉积物元素含量的ICP-AES测试方法。该方法检出限为1.55~271μg/L,相对标准偏差RSD<4.54%(n=6)。     

水库中几种主要微量营养元素的分布与变动

实验研究了一个中型水库（黄同水库）中几种主要微量营养元素（Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｏ）的存在形态、分布及其季节变动。主要结果为：（１）水库中Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ和Ｃｕ的平均总浓度分别为３６４．３、１１２．１、９６．０１和３．２４μｇ／Ｌ;Ｍｏ的溶解态平均浓度为３．２６μｇ／Ｌ。Ｆｅ和Ｍｎ以颗粒态为其主要存在形式,而Ｚｎ和Ｃｕ则以溶解态为主。（２）该水库５种微量元素的水平分布呈均匀化特征,但其浓度具有较明显的季节性变化。其垂直分布互有差异,Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ随水层深度增加而递减,而Ｃｕ和Ｍｏ的垂直变化甚小。（３）微量元素存在形态与水化学因子存在一定相关性,ＰＦｅ、ＰＺｎ、ＰＣｕ与ＤＯ间具有良好负相关,而ＤＺｎ、ＤＣｕ、ＤＭｏ和ＰＺｎ、ＰＦｅ与叶绿素间均呈紧密正相关。     

南海神狐表层沉积物常量元素地球化学特征及其物源分析

通过对神狐海域109个站位表层沉积物样品的常量组分化学分析,研究了该区域海底沉积物常量组分的地球化学特征、R-型因子分析和典型组分分析与物质来源的关系。分析结果表明,SiO2含量最高,并随着水深增加而增大,CaO和CaCO3含量的变化趋势与SiO2正好相反;常量组分相关分析结果表明,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、TiO2、MnO之间存在显著至弱的正相关关系,而CaO、CaCO3和烧失量与上述组分呈明显的负相关关系。R-型N子分析和典型组分分析结果表明,神狐海域物质来源复杂,主要受陆源组分和碳酸盐型的生物碎屑组分控制,属于半深海沉积环境。