洪宏春(廣東省肇慶市端州區(qū)大沖水基第五地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室,廣東 肇慶 526000）

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、X射線熒光光譜法和攝譜法測定地球化學(xué)樣品中銅、鉛、鋅、鎳的比較

洪宏春(廣東省肇慶市端州區(qū)大沖水基第五地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室,廣東 肇慶 526000）

通過分析樣品的制備、分析方法的精密度等，對電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、X射線熒光光譜法和攝譜法測定地球化學(xué)樣品中的銅、鉛、鋅、鎳進(jìn)行比較。對電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法進(jìn)行測定所采用的是干擾較少的分析線；X射線熒光光譜法采用巖石、土壤、水系沉積物和合成灰?guī)r光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制校準(zhǔn)曲線；攝譜法是不用稱樣的，所采用的是碘酸鉀飽和溶液。在經(jīng)過了比較之后，可以得出：等離子體原子發(fā)射光譜法測量范圍寬、檢出限低、精密度高、準(zhǔn)確度高，適合大批量地球化學(xué)樣品中銅、鉛、鋅、鎳的測定；X射線熒光光譜法檢出限、精密度和準(zhǔn)確度在一定程度上可以滿足區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范的要求；攝譜法的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度也是基本符合要求的，但是其分析的流程較長、操作較為繁瑣。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法；X射線熒光光譜法；攝譜法；地球化學(xué)樣品

區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查樣品分析是具備一定的特征的，包括分析元素和樣品的數(shù)量較多、分析方法檢出限低、精密度好等等，基于這些特征，分析方法的選擇上需要將區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查的要求作為重要的基礎(chǔ)和依據(jù)，同時(shí)將現(xiàn)代分析儀器多元素同時(shí)測定的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，從而對于分析方法做出更好的選擇。下圖為電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法和X射線熒光光譜法原理圖。

圖1.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

圖2.X射線熒光光譜法

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 在實(shí)驗(yàn)過程中所應(yīng)用到的主要設(shè)備和需要具備的主要條件是有著相應(yīng)的設(shè)定的。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：高巖霧化器，其射頻功率是1300瓦，等離子體的氣流量每分鐘是15升，輔助氣流量每分鐘是0.21升，霧化器氣體流量每分鐘是0.8升，垂直觀測高度是15毫米，溶液提升量是每分鐘1.5毫升，讀數(shù)延遲時(shí)間是30秒，自動(dòng)積分時(shí)間在1-5秒的范圍之內(nèi)，重復(fù)的次數(shù)是兩次，主要的觀測方式是軸向觀測。

X射線熒光光譜儀：端窗銠靶X射線管，其功率是4千瓦，最大的電壓和最大的電流分別是66千伏、125毫安。

1.2 主要的試劑和材料包括銅、鉛、鋅、鎳單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、碘酸鉀飽和溶液、顯影液A、顯影液B、定影液、粉末、微晶纖維素、石墨電極、鹽酸等。

在顯影液A中，將4克米吐爾、104克的無水亞硫酸鈉和20克的對苯二酚溶于兩千毫升的蒸餾水；顯影液B是將4克的溴化鉀和80克的無水碳酸鈉溶于兩千毫升的蒸餾水中。

石墨電極的上下電極分別是尖頭和細(xì)頸杯狀，其直徑大約是3.5毫米，長為2毫米。

鹽酸和硝酸是優(yōu)級純，氬是高純氣體，實(shí)驗(yàn)中用到的水是高純水。

1.3 在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法的實(shí)驗(yàn)中，從在105度的電熱恒溫干燥箱進(jìn)行了兩小時(shí)烘干的試樣中稱取0.5克，放置于125毫升的三角燒杯中，再用一定數(shù)量的水進(jìn)行濕潤，將15毫升的鹽酸加入其中，放在電熱板上微沸幾分鐘，再加入5毫升的硝酸繼續(xù)加熱至體積約5-8毫升，取下來進(jìn)行冷卻，用水移入50毫升的容量瓶中，稀釋至刻度，在澄清之后直接進(jìn)行測定。

在X射線熒光光譜法的試驗(yàn)中，所要稱取的試樣是4克，經(jīng)過了6-8小時(shí)的烘干，使用到了相關(guān)的模具，用硼酸粉末鑲邊墊底，將其壓制成直徑為32毫米的圓片試樣。

攝譜法的實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行試樣烘干的時(shí)間是兩小時(shí)，將其裝入下電極中，滴加兩滴碘酸鉀飽和溶液，在85度的溫度下進(jìn)行烘干。

2 結(jié)果與討論

區(qū)域地球化學(xué)樣品是固態(tài)的，在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法實(shí)驗(yàn)中需要將其進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，以液態(tài)的形式進(jìn)行測定，稀釋的方法采用的是王水溶樣，操作的過程是比較簡單的。

X射線熒光光譜法的樣品前處理是比較簡單的，在對區(qū)域地球化學(xué)樣品經(jīng)過粉末壓片之后進(jìn)行測定，這是一種無損檢測的方法。

攝譜法在檢測的時(shí)候是不需要進(jìn)行稱樣的，可以直接在下電極中裝滿樣品，壓緊鋪平就可以了，在當(dāng)下的應(yīng)用中并不廣泛，但是，所要經(jīng)過的過程是比較復(fù)雜的，而且流程很長，操作并不簡單，分析的速度也是很慢的。

3 結(jié)語

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對于地球化學(xué)樣品中銅、鉛、鋅、鎳進(jìn)行測定的過程中，測量的范圍是比較寬的、檢出限低、精密度高，在大批量地球化學(xué)樣品的檢測中發(fā)揮著重要的作用。

X射線熒光光譜法的操作是相對簡單的、精密度高、檢出限低，同時(shí)所使用的成本也是比較低的，使用的范圍很廣。

攝譜法也具備一定的優(yōu)勢，使用的儀器價(jià)格是比較便宜的，需要的測試費(fèi)用也較少，感光板所記錄的光譜可以進(jìn)行長時(shí)間的保存，但是，劣勢也是非常多的，分析的流程較長、操作繁瑣、精密度較低等，使用效率是比較低的。

[1]蘇夢曉,陸安軍.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、X射線熒光光譜法和攝譜法測定地球化學(xué)樣品中銅、鉛、鋅、鎳的比較[J].冶金分析,2015,05:48-53.

[2]李冰,周劍雄,詹秀春.無機(jī)多元素現(xiàn)代儀器分析技術(shù)[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2011,11:1878-1916.

[3]劉亞軒,李曉靜,白金峰,馬娜,張勤.植物樣品中無機(jī)元素分析的樣品前處理方法和測定技術(shù)[J].巖礦測試,2013,05:681-693.