地质样品中微量元素的高效测试方法

赵忠良(广东省地质局第五地质大队，广东 肇庆 526060)

地质样品中含有大量微量元素，其含量低并且分布范围广泛，想要有效实现微量元素的测定，就需要针对不同元素结构特点来选择相应的方法。例如耐酸性强的元素，很难消解，就可以选择用敞开式酸溶法或者Carius管密封消解法等测定。但是对原有测定技术的应用，实际上还存在部分不足，因此还需要对各方法进行优化，提高微量元素测定效率。

1 电感耦合等离子体质谱测定方法分析

在地质专业对样品中微量元素进行测试时，因为样品种类比较多，如常见的区域化探地质样品、金属矿物、水系沉积物、土壤以及岩石样品等，再加上待检测元素种类多，并且分布范围广泛，从痕量到常量，对测定方法要求十分严格。想要实现对地质样品中微量元素的高效测定，传统的测定方法已经不能完全满足实际需求，操作工艺比较繁琐，测定效果得不到保证。电感耦合等离子体质谱测定方法的应用，可以通过一次溶样或者富集测定多种元素，并且可以达到同时测定多种元素的效果，具有激发强度大、准确性高以及浓度线性范围宽等优点，现在已经成为地质样品测定中常用方法之一[1]。

2 电感耦合等离子体质谱测定试验

2.1 试验仪器与试剂

仪器：测定仪器选择用Elan DRC II型电感耦合等离子体质谱，其功率为1250W，冷却气流速为15L/min，雾化器流速为0.80L/min，辅助气流速为1.2L/min，背景值小于2s-1，CeO/Ce：2.20%，Ba2+/Ba：1.80%。并且样品锥：铂锥孔径为1.10mm，截取锥：铂锥孔径为0.9mm[2]。防腐高效溶样罐PTFE内胆规格为15mL，内胆上盖密封插接于内胆下罐体顶端，其内部空腔轴向界面为椭圆形。另外，试验用水全部由纯水机提供，设备电阻率为18.9MΩ·cm。

试剂：盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸以及硫酸，其中HClO4为优级纯，HF与HNO3为电子纯。多元素混合标准溶液、稀土元素标准溶液（10mg/L），Rh单元素标准溶液（1000mg/L）、Re单元素标准溶液（1000mg/L）均选择用专业单位提供。

2.2 测定样品

称量0.04g的烘干样品，并将其放置到PTFE的内胆中，同时加入0.5mL的HNO3和1.5mL的HF，密封内胆，并将其放置到涂有PTFE的不锈钢套内，并于150℃电热板将水分全部蒸出，然后加入1mL的高纯水及1mL的HNO3及0.4mL 1.0mg/L的Rh，再将溶进行密封处理，并放置到不锈钢装置内，利用烘箱150℃回溶处理6h[3]。等到完全冷却后，取出内胆，并将溶液放置到40mL的聚乙烯瓶中，加入高纯水，稀释溶液到40,mL，并摇匀。

2.3 测定

2.3.1 标准曲线与方法检出限

按照逐级稀释方法，应用2%的HNO3稀释得到的标准溶液，并制备出0、1.0、5.0以及10μg/L的混合溶液，标准曲线的相关系数应当小于0.999，在测定过程中，应当保持连续10次的测试准确，最后得出各个元素的检测数值。

2.3.2 质谱干扰与校正

在应用此种方法进行微量元素测定时，所受到的干扰主要是由于多原子离子、氧化物及双电荷离子等，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离子会对稀土元素测定结果产生较大的影响。例如136Ba16O会对152Sm产生干扰，以及137Ba16O会对153Eu产生干扰，可以选择用测试10mg/L Ba标准液来获得BaO+/Ba+系数，对Sm以及Eu的干扰进行校正。

2.4 测定高效性

应用此种方法对地质样品微量元素进行测定，主要是通过密封设计溶样罐，在罐内形成椭圆形的截面，并在温度上升的过程中，会导致酸蒸发，与顶盖接触，同时不停留的回流到罐底，避免产生挂壁问题。此外，罐内胆为凹形设计，如果压力增大，则罐体密封性也会增加，从而避免酸泄露。当罐体口密封式，可以拧紧压力螺栓，以保证在最短的时间内加强罐体闭合，缩短容器旋拧时间，保证瓶口密闭性的增强。

3 结语

想要提高地质样品测定效果，必须要针对实际需求来选择最为合适的测定方法，并结合以往经验，采取合理的措施做好测定试验中所有环节的控制，提高试验测定行为的合理性与规范性，降低各类因素对测定结果的影响。

[1]王晓媛,殷学博,曾志刚,杨宝菊,陈帅.地质样品中微量元素的高效测试方法[J].质谱学报,2014,01:24-31.

[2]荆路.电感耦合等离子体发射光谱法测定化探样品中微量元素的方法研究[D].山东大学,2014.

[3]李省印,李林庆,李慧,罗善霞.液体缓冲剂发射光谱法测定地质样品中微量元素的研究进展[J].科技创新导报,2012,35:22-23.