无外接电源富集装置-手持式XRF现场分析水体中重金属

水体中重金属污染越来越受到人们的关注与重视,急需开发高效低耗、利于推广的便携式的水质检测技术,帮助地质及环境领域的工作者现场获取实验数据,对污染区域及时做出准确的水体环境评价,有助于水体污染的预防与治理工作。采用无外接电源的富集装置,在pH 4的条件下以S-930螯合树脂捕集水体中的重金属,经抽滤制得均匀薄膜样,再使用手持式XRF现场分析水体中Mn,Fe,Ni,Cu,Zn和Pb等6种重金属元素。各元素标准曲线的相关性r>0.992,方法检出限为5.8~18.6 μg·L-1,精确度基本控制在15% RSD以内。方法应用于我国东北某矿区周边采集的20余个地表/下水样品的现场分析,检测结果与实验室ICP-MS结果进行了对比：两种方法的Pb,Ni和Cu一致性良好;Zn和Mn含量高的样品,ICP-MS结果高于现场XRF结果,可能因溶液中存在细微悬浮颗粒引起,但总体趋势一致;两种方法对水质类型的总体判断结果一致。本法使用的富集和测量装置体积小、重量轻、便于携带,不使用外接电源,可在12 h内现场完成10个水体样品的采集、前处理操作、结果获取及数据处理等工作,避免实验室分析方法检测工作中存在的交通运输、测试周期长、测试成本高等问题,基本具备了在偏远地区现场分析水体中六种重金属元素、评定水质的能力,具有较好的推广应用前景。     

玻璃标样结合硫内标归一定量技术在激光剥蚀-等离子体质谱分析硫化物矿物中的应用

以硬石膏矿物标样中Ca相对于S的灵敏度因子为基准,将玻璃标样中主量和痕量元素相对于Ca的灵敏度因子转换成元素相对于S的灵敏度因子,建立了多玻璃标样结合硫内标归一定量技术分析硫化物单矿物多元素的新方法。利用本方法分析了美国合成多金属硫化物矿物标样MASS-1中20种元素,主量元素分析结果的相对误差小于10%,痕量元素分析结果几乎都落在给定值±不确定度范围内。利用本方法对12个硫化物单矿物分析结果表明,绝大多数主量元素含量测定值的相对误差小于10%,且多数主量元素甚至优于以MASS-1为外标、内标归一定量法及内标校准法分析结果,而痕量元素与MASS-1校准结果较为一致。本方法克服了基体不匹配的问题,能比较准确地定量分析硫化物矿物中的主成分S,可用于定量校准硫化物矿物。     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱小激光斑束线扫描定量分析技术

采用激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)技术建立了小激光斑束(15μm)线扫描定量分析方法。对比了硅酸盐矿物LA-ICP-MS分析中不同激光进样模式(点剥蚀和线扫描)对于元素信号强度和分馏效应的影响。小激光斑束点剥蚀分析元素信号强度随时间下降明显,并且剥蚀过程中元素深度分馏效应影响明显。深度分馏效应主要是由于各元素倾向于富集在不同粒径颗粒中,而不同大小颗粒在剥蚀坑附近发生冷凝沉淀的几率差异造成。实验结果表明,相对于内标元素Ca,Na、K、Cr、Co、Cd和U等元素富集在更小颗粒中;Cu、Zn、V、Mn、Fe、Ni、Tl、W、Rb、Cs等元素与Ca富集行为相似;Al、Y、Sc、Zr、Nb、Hf、Ta、Th和REE等元素易进入大颗粒中。线扫描分析具有高且稳定的元素信号强度,分析过程中剥蚀行为一致,不受深度剥蚀效应的影响。采用双剥蚀池结构进样系统研究单脉冲激光剥蚀信号结构,不同元素信号强度降低至50%需0.8~1.2 s;降低至20%需1.2~1.6 s;降低至背景值需2~3 s。本研究通过优化仪器参数降低信号叠加作用的影响,在均质和非均质样品(榍石)线扫描分析中,获得了准确的元素含量和元素比值。线扫描定量分析技术可有效降低激光斑束(≤15μm),相对于采用线扫描元素强度分布研究,数据更加直观,可表现元素比值的变化特征。通过调整激光斑束大小和扫描速度可在不同分辨率尺度下全面了解矿物中元素的分布特征。     

应用遗传算法拟合偏振X射线荧光重叠谱

X射线荧光光谱分析由于受能量探测器分辨率的限制,谱线重叠干扰严重。不采用合适的重叠谱峰分解或曲线拟合技术,很难进行成分定性和定量分析。样品中的元素及谱线未知、背景基线不确定和模型初始参数不准确是曲线拟合中的最大困难。有多种算法可应用于光谱分析中的曲线拟合。文章将遗传算法应用于永磁材料偏振X射线荧光中的重叠谱分解,研究了进化策略对谱峰分解质量的影响,比较了遗传算法与传统算法的拟合结果。研究表明遗传算法在谱线严重重叠情况下仍具有较强的谱峰分解能力;群体初始化和进化策略的正确选择是该算法成功应用的关键;遗传算法具有全局搜索能力,对重叠谱峰的分辨能力优于标准Marquardt-Levenberg算法。     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析硅酸盐矿物基体效应的研究

标样与样品之间基体效应的差异是影响LA-ICP-MS分析结果准确度的重要因素,而元素的相对灵敏度因子(RSF)是基体效应的重要表征.本研究考察了17个玻璃标样中49种常见元素及10个电子探针天然硅酸盐矿物标样中10种主、微量元素RSF的差异,比较了以Ca,Al,Si为内标对基体效应的补偿作用及元素分馏效应的影响.结果表...