痕量元素范文

导语：如何才能写好一篇痕量元素，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键字： 发射光谱定量分析；土壤样品；化探分析

中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110228-01

近几年，国家大力支持地质普查工作，有大量的土壤化探样品需要分析，因此本文对发射光谱定量分析样品中痕量Pb Sn Ag Mo B元素的分析方法进行了阐述。由于化探样品平均含量较低，因此一般的光谱定量方法均较难适用。

化探样品种类很多，基体成分变化较大，对发射光谱的影响也较复杂。本方法采用了氟化钠、氧化锌、二氧化硅和石墨粉作为缓冲剂，获得了稳定的电弧焰和适中的光谱背景，提高了中等挥发跟难挥发元素的分析灵敏度。选出来的优秀内标锗元素有较好的补偿作用，因此在一定程度上克服了土壤变化的影响，扩大了本方法对不同土壤样品的适应范围。这几年的生产试验证明，被测元素的检出限、精密度、和准确度，都能达到勘查地球化学的要求。

1 实验方法

1.1 仪器及其工作条件

本方法采用的仪器有：①WP1型一米光栅摄谱仪，中心波长选定290nm，三透镜照明系统，狭缝宽度5?，中间光阑2mm。②WJD型交直流电弧发生器，交流电弧5A起弧，5s后电流升至15A，曝光时间一共40s。③下电极为Φ3.8mm×3.6mm×0.6mm细劲杯状，上电极为4mm×7mm平头柱状。④采用Ⅰ型感光板，1：1显影液，定影液，19-21℃显影3分钟。⑤GBZ-Ⅱ型光谱相板测光仪，狭缝宽度0.2mm，高度12mm，标准曲线自动拟合，计算结果并打印报告。

1.2 实验样品的制备

缓冲剂是由20%的NaF、25%的ZnO、50%SiO2、5%的石墨粉，内含0.004%GeO2和0.4%Sb2O3作内标元素。

样品与缓冲剂以1：1混匀后装入两根下电极中，然后滴上两滴2%的蔗糖乙醇混合溶液，90℃烘干备用。标准样品采用的是国家一级合成硅酸盐光谱分析标准物质（GSESI-1～GSESI-11），标准样品的制备同样品制备，作为本方法的标准系列。

2 结果与讨论

2.1 缓冲剂的作用

待测元素在电弧激发过程中蒸发差异较大，B和Mo在电极中极易形成难挥发的碳化物，其他元素都是易挥发元素，因此，缓冲剂就必须有利于改善蒸发和激发条件，使待测元素在热化学反应中迅速反应，从而提高分析灵敏度和统一蒸发行为的目的。同时缓冲剂还能抑制Ca、Mg的蒸发，克服基体影响，降低光谱背景的作用。

2.2 内标及分析线对的选择

在土壤样多元素测定中，内标元素及分析线对的选择非常重要。由于各种类型的土壤样品基体组分差异较大，对各种被测元素的影响各不相同，所以必须选择具有较好补偿作用的内标及分析线对。

在截取曝光中，选择内标及分析线对是保证分析质量的重要条件，因此分别用Sb、Ge、Pb、Nb为内标元素进行实验对比，通过蒸发曲线观察各内标元素和被测元素的蒸发行为。经过试验证明，只有条件好的内标元素和相互匹配的分析线才会有好的补偿作用，选择Ge作为Sn、Mo的内标元素，选择Sb作为B、Ag、Pb的内标元素可以获得比较好的准确度和重现性。

分析线对及测定范围

2.3 电流及曝光时间的选择

分别选用摄谱电流14、15、16、17A，选取曝光时间25s30s、35s、40s进行组合试验，本方法确定的摄谱电流为15A，曝光时间为35s。

2.4 电极的选择

电极的形状不同对电极的温度分布和待测元素与基体元素的分馏效果有非常显著的影响。对比了Φ2.5mm×3mm×0.5mm，Φ3mm×3mm×0.6mm和Φ3.8mm×3.6mm×0.6mm三种不同规格的下电极的试验效果，结果表明Φ3.8mm×3.6mm×0.6mm电极效果最好，灵敏度高，背景淡，试样与电极孔壁的消耗速度一样。

2.5 方法的检出线、精密度和准确度

检出限：按照计量认证规定的方法和公式计算出各元素的检出限如下：

精密度：对GSESⅠ-5进行10次平行测定，求出各元素相对标准偏差如上表所列出，各元素的RSD在5.2-9.9%范围。

3 结论

本方法简便、快速、准确，适应范围较广。除了适用于不同类型的土壤样品的批量分析外，还适用于水系沉积物和岩石的测定。几年来，应用本方法分析了内蒙，青海等地区各种类型的样品，分析质量符合要求，并且取得了良好的地质效果。

参考文献：

篇2

关键词：激光剥蚀； 电感耦合等离子体质谱； 碳化硅

1引言

碳化硅（SiC）陶瓷具有高温强度大、硬度高、耐腐蚀性强、热稳定性佳、耐磨性好等优良特性，在许多领域得到广泛应用。痕量元素的含量及分布对碳化硅材料的性能有很大影响[1]，因此测定碳化硅中微量元素对控制其质量具有重要意义。添加氧化铝和氧化钇的碳化硅经 2000 ℃烧结后器件，具有尺寸大、密度和强度高、致密性好等特点。此类碳化硅器件难于制备成粉末，对酸和碱有强的抵抗力，难以消解成溶液，常规的分析手段无能为力。因此，亟需发展新的分析技术或方法。

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LAICPMS）作为一种固体直接进样和微区分析技术，广泛应用于地质[2，3]、金属[4，5]、生物[6，7]、司法[8]和晶体[9]中元素含量和分布分析。然而校准方法一直是LAICPMS面临的最大挑战之一，另外基体效应和元素的分馏效应是影响分析结果准确性和精确性的重要因素[10]。LAICPMS应用于陶瓷样品分析的文献较少，仅有几篇工作报道应用于氮化硅[11]和碳化硅[12， 13]分析。如Baker等[11]采用溶液校准，测定氮化硅中痕量元素，由于溶液标样与固体样品的基体差异，影响分析结果的准确性。Klemm等[12]利用LAICPMS监测碳化硅晶体在生长过程中元素Al， V， W和Ta的含量变化。Hoffmann等[13]向碳化硅粉末中加标准溶液，以碳为粘合剂，制备成标准样品作为校准曲线，测定了碳化硅单晶中Al， Ti， V， Mn， Fe和Cu含量，不同剥蚀坑各元素浓度相差17%～30%。

本实验对激光剥蚀和电感耦合等离子体质谱的条件进行了优化，采用玻璃标样为外标，29Si为内标，使用相对灵敏度因子校正基体效应，对碳化硅陶瓷器件进行了测定，获得较为满意结果。

2实验部分

2.1仪器与试剂

标准参考物质为玻璃标样NIST 610，NIST 612， NIST 614，NIST 616（美国国家标准局（NIST）），分析材料为中国科学院上海硅酸盐研究所研制的掺杂氧化铝和氧化钇的碳化硅圆形器件（ 7.5 cm）。碳化硅标样BAMS003（德国联邦材料研究与测试研究所）验证方法的准确性和可靠性。

2.2辉光放电质谱的实验过程

将碳化硅块体切割成方片（2 cm×2 cm），采用HF（1∶1，V/V）对样品的表面进行超声清洗2次后，使用二次蒸馏水清洗3次，再用无水乙醇清洗，烘干待用。优化仪器参数，电压1.5 kV，电流0.6 mA，圆形扁平池（ 1.5 cm）。预溅射30 min，除去样品表面的污染，在优化的条件下进行测量。以基体中Si和C为内标元素，测量碳化硅陶瓷中的元素。

3结果与讨论

篇3

关键词：现代仪器；无机分析化学

【中图分类号】X132【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）19-0242-01

引言：我国大气污染占据环境污染的50.6%，这表明，在治理环境问题时需对大气成分进行准确检测，保证大气有毒物质得到有效净化。化学分析技术刚好可以满足目前我国环境化学领域的实际需求，不但能对大气污染物进行妥善处理，还能在处理水环境中发挥出真正的分析作用，故而需扩大其应用范围。

1環境无机分析特点

1.1种类繁杂

通常情况下环境分析过程所涉及的样品种类非常复杂，而且大多数情况下都与人们生活环境中的水、土壤、空气、固体废渣紧密关联。根据相关的资料显示，目前在空气环境中已经检测出300多种污染源，其中多氯联苯这种世界性的环境污染物已经受到了全球的广泛关注。从学术理论的角度来看，虽然目前多氯联苯异构体实际的数量已经超过了210个，但是目前仅仅有102个得到了鉴定。

1.2环境无机分析化学的分析对象状态不稳定

由于分析对象成分复杂，不同的成分之间可能存在着相互影响。会发生化学反应或其自身会随着时间产生物理变化。并且环境污染其本身是流动的，可变化的，在收集环境无机分析化学的样品过程中可能改变了分析对象的稳态环境，或者与其他因素相互影响，进而影响了分析对象的稳定状态，对分析过程造成了障碍，影响了分析结果。

1.3科学分析空气有机物

据生态环境部公布的最新数据：我国大气污染的实际占比已超过50%，其中大气污染物中挥发性物质占据大气污染90%，故而需着重分析空气中挥发性有机物。在应用固相萃取技术时，首先需使其处于低温状态下，然后对其加以采集。通常情况下，空气中的正常组分能够直接通过固相萃取柱，而挥发性有机物则留在柱内，以便检测人员快速采集有机物，最终可得出准确的检测结果。若在具体应用环节引入了醛酮小柱，那么在液相色谱法的支持下可对空气中的汽车尾气等有害物质进行有效分析，并且保证其回收率高达105%，这对于空气治理工作有着重要影响。另外，还可在采样期间利用活性炭等萃取剂对固相萃取柱进行填充，以此增加检测精准度，并适当提高检测效率[1]。

2现代仪器分析在环境无机分析化学中的应用

2.1现代仪器分析在环境检测中的应用

现代仪器分析可以实现对环境无机分析化学中各项成分的准确判断，因此为现代环境监测提供了制定标准的指导性。环境无机分析化学中对物质的标准定值一直是一个难题，利用现代仪器分析高灵敏度的特点，可以实现对物质的标准定值，为环境标准提供依据。因此，现代仪器分析成为了环境无机分析化学分析的标准与基础，依据环境容量要求与测定的元素含量数据进行对比，继而完成推论，指导环境治理，是行之有效的方法。现代仪器分析的数据准确有效，通过结果进行研究，判断污染物的主要成分和含量，准确有效的监测环境，为优化环境提高数据支持是现代仪器分析在环境无机分析化学中的重要作用。

2.2（超）痕量污染分析

由于目前全世界范围内面临的环境污染问题越来越严重，痕量元素以及超痕量元素对环境的威胁也越来越受到社会的广泛关注。面对这种形式，为了能够实现对（超）痕量元素影响环境的有效控制，在制定出相关检测标准的同时，在环境无机分析化学领域中现代仪器但应用前景也得到了进一步拓展。对于（超）痕量元素来说，其载体范围非常广泛，在现在的环境无极分析化学中应用的检测仪器，必须要能够同时是用在大气、水体、土壤、食品等几个方面。因此从检测仪器的角度来看，为了能够达到相关的检验要求，就必须要在灵敏度方面进一步提升，要能够针对（超）痕量元素进行快速检验，而且重点要针对“三致”物质进行的精确检验[2]。

2.3增加有毒药物回收率

篇4

[关键词]封闭酸溶法 ICP-MS 稀土

[中图分类号] P585.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-48-1

稀土元素（REE）是重要的战略性元素，有“工业维生素”的美称，在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用。随着它的大量开发和利用，不可避免的会通过各种途径进人环境、食物链及生物体。因此，对稀土元素分析测定的灵敏度要求愈来愈高。电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术在分析灵敏度上具有突出的优势，在稀土元素分析中得到越来越广泛的应用，已成为痕量/超痕量稀土检测中最具发展前景的检测手段。[1-2]目前地质样品的分解采用较多的是酸溶和碱溶两类方法。[3-4]一般的敞开容器酸溶法对于一些难溶的元素，常因溶解不完全而造成结果偏低，而且会使易挥发元素损失，污染不易控制，用酸量大，影响某些痕量和超痕量元素的实际检测能力。碱熔法又引入较多盐类。随着ICP-MS技术的日益普及，近年来高温、高压、长时间条件下的封闭酸溶法得到广泛的应用。

1实验部分

1.1仪器、试剂和标准

1.1.1仪器

采用的仪器是Agilent 7500a ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪（美国）；雾化器：Agilent100L/min PFA Mic-roFlow Nebulizer；雾化室：石英双通道，Pihier半导体控温于（2±0.1） ℃；炬管：石英一体化，2.5mm中心通道。采样锥材料：Ni；功率：1350W；采样深度；7mm；载气流速：1.08L/min。超纯水精馏器（S.A67120MOL-SHEIM）；电子分析天平，北京赛多利斯天平有限公司。

1.1.2试剂和标准

HF、HNO3、HClMOS级，再经双瓶亚沸蒸馏纯化；REE、Sc、Y，各元素由1g/L储备液稀释为10mg/L、20%HNO3介质。用前稀释为20g/L、5%HNO3介质。内标元素为Rh和Re，浓度为10g/L。

1.2样品处理

准确称取0.02500g样品，放入PTFE坩埚中。缓缓加入0.5mL浓HNO3和1.0mL浓HF。盖好坩埚盖，放在钢套内，用专用钳子拧紧缸套盖子。将溶样器放在可控温电热烘箱中于185℃加热24h。待冷却后开盖，取出PTFE内罐，置于电热板上加热蒸至近干，电热板放在通风橱内，温度控制在130℃左右。再加入1.0mL浓HNO3蒸发近干，重复此步骤一次。加入HNO3（1+1）5mL，再次封闭于钢套中，放入烘箱中，130℃恒温加热3h。待冷却后取出，开盖，定量转移至塑料瓶中。用高纯水稀释至刻度，摇匀，静置。待ICP-MS测定。

2结果和讨论

2.1方法定量限

对样品处理全流程空白进行10次测定，计算了方法定量限（LOQ，10SD）。139La，140Ce，141Pr，146Nd，147Sm，157Gd，172Yb，89Y的LOQ为0.015g/g，153Eu，159Tb，163Dy，165Ho，166Er，169Tm，175Lu的LOQ为0.004g/g，45Sc的LOQ为0.15g/g。

2.2标准物质分析

分析了国家岩石系列标准物质GSR-2，10次重复测定的精密度（RSD）一般

3结论

封闭酸溶法保证了大多数难溶元素的完全分解，同时易挥发元素在密封条件下也不会损失。本方法酸用量少，不仅节约成本，而且降低了环境污染，从而保证了很低的空白值。实验结果表明该方法具有高度的准确性、良好的重现性、检出限低等特点。

参考文献

[1]苏文超，漆亮，胡瑞忠等.科学通报，1998，43（10）：1094～1098.

[2]张海政，阎新，王秀丽等.岩矿测试，1997，16（3）：201～206.

篇5

这些年，张信川开发的“小雷达气功仿生仪”和“气功掌”名闻国内外。在一次又一次的广交会上，他的摊位前总是最热闹的。有个法国客商听说这玩意儿能够治病，挤过来说：“张先生，我的偏头疼已有好多年了，我们国家的医生看过，贵国的中医也治过，都没好。今天我来试一试，如果有效，我就买一套带回去。”张信川从容地打开“仿生仪”，又手持“气功掌”，在法国人相应的部位来回摆动。10分钟后，那位法国人站起来，把个头摇来晃去，惊喜地说：“哇哈，不疼啦，你的真行！”说毕，掏出一叠美元，买走了5台“仿生仪”和10个“气功掌”。这下子不得了啦，

张信川的摊位前刮起一股抢购旋风，他带来的500个“气功掌”和200台“仿生仪”顷刻间一抢而光，好说歹说，他从一位客商手中留下一台作样品，不料展厅的服务员找了来，说这台样品谁也不能卖，她要了！弄得张信川哭笑不得。

“小雷达气功仿生仪”是运用仿生学原理造成的，它把气功、针灸、医药融为一体，利用地磁、时空、信息能量将痕量元素与中药气化后，发放出一种含多种痕量元素的磁流体，具有极强的穿透性、超微性、高速性、运载性和磁感性，既可穿透物体、衣服为人治病，又可保健强身。有关专家在鉴定会上称赞说，该产品治病和保健能力强，具有新颖性和科学性，在世界上属于首创。浙江一位19岁的青年患有耳聋，经“仿生仪”治疗3次后，猛然间指着耳朵说他能够听见了，全家人惊讶得不知说什

么好，曾为他操碎了心的父亲一把抱住儿子，老泪纵横。有位女记者月经不调，结婚3年仍未生育，在报纸上看到“仿生仪”的消息，很快邮购回一台，治疗一个月后，例假正常，不再疼痛，半年之后有了身孕。她当然忘不了给张信川写上一封热情洋溢的感谢信。北京市60多岁的离休干部丁华，时常感到右腹疼痛，经检查确诊为胆结石。她吃药嫌苦，又害怕开刀，只好求助于“仿生仪”。10天内治疗了5次，即排出泥沙状黄黑色小结石，疼痛症状随之消失。后又连续治疗，未再复发。

张信川开发的“气功掌”，是在“仿生仪”的基础上研制出来的。它的外形颇似一只手掌，其功用与“仿生仪”基本相似，但它更便于携带，出门在外，包儿里一塞，既是保健品，又是治疗仪。若与“仿生仪”配合使用，疗效更佳。小小的“气功掌”还可以帮助气功爱好者练习气功，接气治病。哪里不适，将“气功掌”栓挂在哪里，即可解除痛苦。有一次，张信川乘火车去外地出差，发现坐在他对面的一位小伙子因感冒头疼得难以忍受，一连服用4次止疼片也无济于事。看到小伙子痛苦不堪的样子，他马上从包里拿出“气功掌”，说：“来，让我给你治一治！”小伙子将信将疑，注视着张信川手里的小玩艺儿，说：“这东西也能治病？”张信川笑而不答，用“气功掌”对着小伙子的头部刮拭了5分钟后，那小伙马上叫道：“呀，不疼了！真的！这是什么东西？”张信川告诉他，这叫“气功掌”，是刚刚开发出来的新产品。小伙子死缠硬磨非要买下这只小东西不可，尽管张信川随身只带了这一个，而且是当作样品去给人上课的，但经不住小伙子的一再恳求，最后只好卖给了对方。

篇6

关键词：岩矿测试；技术分析；方法

1、岩矿测试物理法

70年代以前，岩矿测试分析工作多采用经典显微镜和化学分析为主的传统方法。近20年兴起的岩矿测试物理法是以晶体化学、晶体物理学和量子力学为基础理论，并同射波谱学、结晶学和矿物学相互渗透、相互结合而确立起来的。其中包括x射线谱、电子谱、紫外光、电子谱、发光热发光谱、红外光谱、拉曼谱、激光拉曼谱、质谱、核磁共振谱和顺磁共振谱等大型仪器及技术。用以深入测试、研究晶体超显微、超x射线之微结构，以及晶体的位错、出溶、晶畴和反相、晶体的有序无序、晶体的择优取、向、晶体晶介分布规律等一系列微结构、微形貌现象。此外，对晶体化学领域中的矿物成分，离子占位、配位状态，化学键性，类质同象和多形变体等亦可提供重要信息。它标志着矿物岩石学科的一次突破性重大变革，实现了微区地质学的测试研究，取得了对矿物物理性质和化学性质的新认识，极大地丰富了矿物岩石学科的理论知识库，其延伸的应用成果必将促进工农业的大发展。

Mpv－3显微光度计法是在白光或连续波谱条件下在反射系统中对金属(或矿物)和煤岩片测定其反射率，进行色度学研究；同样，在透射系统中对具颜色的透明矿物可测其透过率(或吸收率)，同时还可获取主波长范围内的颜色，进行定量描述，以实现色度学研究。尤其值得一提的是，过去测定矿物包体有机成分通常需将包体打开，样后再行气相色谱检测，结果是全岩包体的平均有机成分。

电子显微镜法首用于粘土矿物学研究，10年来发展很快。它可对矿物微区中的微形貌、微结构现象，至在化学成分上都能提供大量地质信息。尽管电子显微镜使人类观察真实结构前进了一大步，但图像却是更大厚度原子层叠加的结果。在80年代初日本就研制了可分辨原子的透射电子显微镜，近年发展起来的扫描隧道显微镜学，使它不仅具有原子级的分辨率，而且能真实地给出导电物质表面空间三维图象，即在实验室能看到原子。因此，在表面科学、材料科学、化学及生物学等方面均有重大科学意义。

分子光谱法以测试速度快、所需样品少、非晶态物质亦能测定而著称，因而普及甚快，为矿物岩石学家所喜受。其中，红外光谱法的最大进展是色散型红外分光光度计被傅立叶转换红外光谱仪所取代，它不仅使分析速率提高两个数量级(从几分钟缩至1s，甚至仅需0，05s)，而且在全部频率范围内的分辨率相同，这就为从事矿物应变动力学的研究提供了可行性，同时还可了解其化学反应的全过程(不局限于反应前后)。

在晶体化学领域中作出较大贡献的穆斯堡尔谱，也是种研究性很强的仪器，它主要可提供形态、化学键性、离子占位和有序无序、磁性和相分析等方面的信息。此外，对研究矿物细晶或非晶态性质也有它的独到之处。北京矿床所利用此技术并在其它测试手段配合下，解决了福建郭山高岭土矿中铁的赋存状态，为实现高纯度选矿提供了科学依据。

x射线法近10年来的最大进展是四圆单晶x射线衍射仪的问世。目前，单晶x射线照相法已基本不再使用，该法解决一个单晶结构分析往往需要几个月，而配有旋进照相机的四圆x射线衍射仪仅需一个星期或更短时间，在照片上还可直接读出精度很高的晶胞参数数据，因此，倍受矿物学家推崇。目前，我国已普遍备有x射线衍射仪，但就仪器自身而言并无突破性进展，仅是与计算机联网、编写软件、成图自动化等方面实现了拓宽使用，如进行粒度分析、岩组分析和多重峰的解释、未知矿物晶系的指标化等等。

核磁共振法已被广泛用于类质同象，金属离子占位和超微细结构方面的研究。如原被认定为单斜晶系的正长石，经该法研究后发现，是由众多三斜晶系超x射线双晶所构成的，因此，现已将正长石冠以假单斜晶系之称。总之，随着对矿物岩石进行物理测试的普及和使用，极大地促进了矿物物料学科、材料学科、化学、生物医学等学科的发展。

2、岩矿分析技术法

当前矿产资源的探索已从地表转至深部，从陆地转至海洋和天体，有些地质学家已将注意力转向环境地质等诸多领域。这就使岩矿分析技术正处于第三次重大变革的前夕。化学分析仪器包括光学法中的分光光度计法、比色比浊法、荧光测定法、原子吸收光谱法、发射光谱法、电子探针和离子探针法；核技术法中包括中子活化分析技术、v辐射测量技术、下射线光谱法、x射线荧光测定法等；色谱法包括气相、液相、热解色谱法等；此外还有电化学法和热分析法。

10年来，原子吸收光谱法因方法操作简单，干扰小而被普遍采用。由于该法的检出限不甚理想，于是有人在溶液中加入有机表面活性剂，其vb的灵敏度可提高两倍，但vb在地质样品中的含量又往往偏低，使常规分析不具普遍意义。于是又有人采用原子捕集器以提高某些元素测定的灵敏度。石墨炉原子吸收光谱法，近几年在地质实验室逐渐被使用，因所需样品少，灵敏度亦高，已成为测定贵金属及稀散元素的重要手段，是个较为活跃的领域。

x射线荧光光谱法在技术上已较为成熟，成为硅酸盐分析、化探样品中的多元素测定以及铁矿、铅锌矿和锰结核等主次成分、痕量元素分析的重要手段。近几年来将其与数据处理、数字校正模型、试样制备和离子交换纸等分离技术相结合，对痕量或超痕量元素分析又开辟了新的途径。

3、对近代岩矿测试分析技术的三点看法

(1)我国近代岩矿测试分析仪器业已具备，但由于缺少协同研究使用，并未能充分发挥大型仪器的真正研究效应。笔者认为，应大力提倡不同仪器多机联用，以扩大使用功能和范围。如红外光谱与光学显微镜的联用，它可对有机包体进行逐个检测，以确定其成分。又如美国实Ames实现了电感藕合等离子体与质谱仪(ICP-MS)的联用，不仅可分析六种砷和硒，还可同时测定三十多种元素，其检出限已达到。再如气相或液相色谱仪同傅立叶红外光谱仪联用，由于所得信息量大而又准确，倍受欢迎。多机联用的潜力很大，理应提倡。

(2)一个在1990年国际会议上就反映出的新动向，即整体分析法也应引起高度重视。其实，我国在80年代后期，以多元素为龙头的近代岩矿整体分析体系业，已初步形成，其特点就是使测试仪器和分析的全过程实现自动化、智能化，甚而达到“无人操作”的程度。

(3)近代岩矿测试分析技术应大力拓宽所被研究的领域。当前我国地质系统的大型仪器设备，由于种种原因，其工作量远未饱和。因此，放开眼界，拓宽使用范围势在必行。我们虽已在环境地质或其它领域开展了许多研究工作，但在材料工程、生物工程及人类医学等诸多领域中的渗透仍显不足，在实践中必须引起足够重视。

篇7

（1．中国海洋大学， a．环境科学与工程学院； b．海洋环境与生态教育部重点实验室；

c．海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东 青岛 266100；3．青岛大学医学院，山东 青岛 266071）

摘要：采用微波消解－电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）法测定了茶叶中Be、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Ba、Pb、Th、U等17种无机元素。以硝酸－过氧化氢法消化，以6Li、45Sc、72Ge、115In、209Bi为内标，以ICP－MS定量分析。结果表明，该法对17种元素的线性关系良好，线性相关系数大于0．995 0，待测元素的检出限为0．009～0．136 ng/mL，相对标准偏差≤10％。该法准确、灵敏、简单、快速、安全，能满足茶叶样品中多种元素的检测需求，可用于茶叶的质量控制和安全评价。

关键词 ：茶叶；微波消解；电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）；无机元素

中图分类号：O657．6 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）06－1465－04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.047

Simultaneous Determination of 17 Trace Elements in Tea with ICP－MS

and Microwave Digestion

FANG Jin－zhu1a，1b，LIU Yan－hui1a，1b，QI Li－ming1c，YU Chang－hong2

（1a． College of Environmental science and Engineering； b．Key Lab of Ocean Environment and Ecology， Ministry of Education；

c．Key Laboratory of Marine Chemistry Theory and Technology， Ministry of Education， Ocean University of China， Qingdao 266100， Shandong， China； 2．Medical School， Qingdao University， Qingdao 266071， Shandong， China）

Abstract： Microwave digestion and inductively coupled plasma－mass spectrometry（ICP－MS） was used to simultaneously determine 17 elements including Be，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Mo，Cd，Ba，Pb，Th and U in tea． Samples were decomposed by HNO3 and H2O2， and directly analyzed by ICP－MS． 6Li，45Sc，72Ge，115In and 209Bi were used as the internal standard elements to compensate matrix effect． A good linear range in 0．009～0．136 ng/mL（R2＝0．995 0） was obtained． The relative standard deviation was below 10％． It is accurate， sensitive， simple， rapid， safe and suitable for controlling quality and evaluating safety of tea．

Key words： tea； microwave digestion； ICP－MS； inorganic elements

收稿日期：2014－08－08

基金项目：青岛市科技发展计划项目（13－1－3－129－nsh）；山东省大型技改研究专项（2013SJGZ12）；山东省科学院博士基金资助项目（2013QN009）

作者简介：房津竹（1994－），女，辽宁葫芦岛人，在读本科生，研究方向为环境科学与环境污染检测，（电话）13698677278（电子信箱）

chezhangting@163．com；通信作者，于常红，副教授，博士，主要从事环境生物研究，（电话）18105325707（电子信箱）yuchqd@gmail．com。

茶叶是世界三大饮料之一，也是中国的传统饮品，具有悠久的历史和文化。研究表明，茶叶中除了氨基酸、蛋白质、咖啡碱等外，还含有丰富的无机元素，可以补充人体所必须的无机元素（Mn、Fe、Zn、Se等）［1－3］，但摄入过多或过少都会对人体健康产生影响［4］。同时，茶叶也会富集一些有害元素，如Pb、As、Cd、Cr等［5］。国家强制性标准GB2762－2005《食品中污染物限量》对茶叶中有害元素做了限量要求，如：Pb不得超过5 mg/kg，稀土不得超过2 mg/kg（以稀土氧化物计算）；农业部强制性标准NY659－2003《茶叶中铬、镉、汞、砷及氟化物限量》规定，Cr不得超过5 mg/kg、Cd不得超过1 mg/kg、As不得超过2 mg/kg。因此，测定茶叶中的无机元素对于茶叶种植、生产和质量控制具有重要意义［6－8］。常用分析方法包括：分光光度法、原子吸收法和原子荧光法，但这类方法多为单一元素分析［9－12］。加之前处理方法不一致，存在耗时长、操作繁琐、试剂用量大等缺点［4，5，12－14］，因此，开发茶叶中多种微量元素的同时检测技术具有重要意义。微波消解技术，是近年来发展起来的前处理技术，具有快速、方便、节约试剂等优点，广泛用于元素检测［9，10，15，16］。电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma－Mass Spectrometry，ICP－MS）以干扰小、分析快、精度高、重现性好等特点而著称，可以完成多元素同时分析，较之电感耦合等离子体原子发射光谱（Inductively Coupled Plasma－Atomic Emission Spectrometer，ICP－AES），检出限低2～3个数量级，适用于痕量元素的分析，是目前应用最为广泛的痕量元素分析技术［17－21］。本试验建立了HNO3－H2O2体系微波消解－ICP－MS法同时测定茶叶中17种无机元素的分析方法，以期为茶叶中多种元素同时测定提供参考。

1 材料与方法

1．1 主要仪器

7 500a型电感耦合等离子体质谱仪（ICP－MS）（美国安捷伦公司）；Speed wave MW－3型微波消解系统（德国Berghof公司）；KQ118型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；Milli－Q Synthesis型超纯水系统（美国Millipore公司）。

1．2 材料与试剂

茶叶标样（茶叶成分分析标准物质GBW10016）；

茶叶样品（包括茶、茉莉花茶、绿茶、铁观音茶），均为市售茶叶。

多元素混合标准储备溶液（Part＃5183－4688，美国安捷伦公司），包括元素Be、V、Cr、Mn、Co、Ni、 Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Ba、Pb、Th、U浓度均为10 mg/L，Fe浓度为1 g/L；

内标元素储备溶液（Part 5188－6525，美国安捷伦公司），包括元素6Li、45Sc、72Ge、115In、209Bi，浓度为100 mg/L；标准调谐溶液（Part 5184－3566，美国安捷伦公司），包括元素Li、Ce、Y、Tl、Co（2％硝酸溶液介质）；HNO3（GR，德国Merck公司）；H2O2（GR，德国Merck公司）。

1．3 方法

1．3．1 标准液的配制 量取一定体积的内标储备溶液，加入5％ 硝酸溶液，得内标元素浓度为10 μg/mL的混合溶液；量取多元素混合标准储备溶液适量，加入5％ 硝酸溶液，得各元素混合外标溶液，其中Fe和Mn浓度为0、100、200、400、600、800 μg/mL；Be，Cd，Th，U的浓度为0、10、20、40、60、80 ng/mL；剩余元素浓度梯度为0、10、20、40、60、80 μg/mL。

1．3．2 前处理 称取约0．5 g样品（标准样品或者待测样品），粉碎后于60 ℃下干燥3 h，待恒重时称重；将其置于聚四氟乙烯消化罐中，加入4 mL 硝酸溶液和1 mL H2O2。将消解罐旋紧置于微波消解系统中消解。消解程序如下：起始温度（100 ℃）保持10 min，以6 ℃/min升至190 ℃，保温10 min，再以30 ℃/min降至100 ℃。消解完成后，取出冷却至室温，将反应液转移至离心管内，4 000 r/min离心10 min，取上清至50 mL容量瓶中，以5％ 硝酸溶液洗涤残渣，合并洗涤液并定容。样品转入聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料瓶中保存，待测，同时设试剂空白。

1．3．3 ICP－MS工作条件 以标准调谐溶液对机器调谐，保证检测灵敏度、氧化物、分辨率等指标达到测定要求，仪器具体参数见表1。

2 结果与分析

2．1 线性关系和检出限

采用上述方法分析不同浓度的混合标准溶液，对17种无机元素与对应内标的比值与各待测元素浓度进行线性回归分析，结果见表2。结果表明，各待测元素在浓度范围内线性关系良好（R2≥0．995 0），相对标准偏差小于5％。

以5％ 硝酸溶液作为试剂空白，在上述条件下，重复测定11次，计算平均值和标准偏差，以3倍标准偏差对应的浓度值为检出限，各元素检出限见表2。

2．2 准确度和精密度

以标准茶叶样品GBW10016检验方法的准确度和精密度。取6份样品，按上述方法分析，所得结果与标准值比较，结果见表3。结果表明，各元素的测定值与标准值吻合较好，均在误差范围内，各元素的相对标准偏差均小于10％，满足痕量分析要求。因此，该法适用于茶叶样品中17种元素的同时测定，结果准确、方法稳定，可用于实际样品检测。

2．3 样品分析

选取市售普洱茶样品，采用上述方法测定17种无机元素，并添加不同浓度水平的元素标准溶液，样品平行测定6次，根据加标量和测定结果，计算样品回收率和相对标准偏差，结果见表4。结果表明，该方法测定16种元素（除Be外）的加标回收率为90．3％～104．2％，RSD均小于10％，说明该法可基本满足茶叶中多种元素的痕量分析要求。

基于上述分析，采用上述方法测定市售其他茶叶中无机元素的结果见表5。由表5可知，不同种类茶叶样品中无机元素含量的差异较大（如Fe、Mn），部分元素未检出（如Cd、Th）。

3 讨论与小结

3．1 样品前处理方法

茶叶样品中无机元素测定的前处理方法，主要包括干法灰化和湿法消解［23］。干法消解普遍采用低温碳化再高温灰化，反应温度较高，虽然不用引入浓酸，但对于痕量易挥发元素会造成较大损失，加之灰化一般使用瓷坩埚，会造成碱或碱土金属的空白较高；湿法消解法普遍采用混合强酸体系敞口加热，耗酸量较大，所需时间长，对环境污染大，易造成污染。而微波消解法是在湿法消解的基础上发展而来的方法，高压密闭反应体系，为一些难于在常压下分解的元素提供了分析可能，同时试剂用量少、污染少、反应迅速、空白少，是目前被广泛应用的快速前处理方法。

试验采用HNO3－H2O2体系微波消解的前处理方法，浓HNO3和H2O2均具氧化性，可分解茶叶中的色素，处理后的茶叶样品呈现无色透明溶液，且基体效应小，可完全消化样品。经对实际用量、消解时间、消解温度优化后，得到如“1．3．2”所述条件。

3．2 内标元素的选取

茶叶样品中基质复杂，色素和Ca、Mg、Fe、Cu等含量较高，会产生基体效应，基体效应会对待测元素产生抑制作用，消除基体效应是准确检测的前提和关键。内标法会对基体效应产生补偿作用，故本试验中采用内标校正法来消除基体干扰。内标校正体系包括6Li、45Sc、72Ge、115In、209Bi，一般相对分子质量小于10的元素，选择6Li作为内标；相对分子质量10－59的元素，选择45Sc作为内标；相对分子质量为60－78的选择72Ge作为内标；相对分子质量为95－139的选择115In作为内标；相对分子质量为140－238的选择209Bi作为内标。以此校正体系作为内标，分别分析标准溶液、空白溶液和样品溶液，可较好地校正茶叶样品的基体效应。

该文采用微波消解－电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）法测定了茶叶中Be、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Ba、Pb、Th、U 17种无机元素的含量。样品经HNO3－H2O2体系消化后，试液直接用ICP－MS进行定性定量分析，选用6Li、45Sc、72Ge、115In、209Bi内标体系校正基体干扰。本方法简单准确、灵敏度高、重现性好、快速安全，可同时测定茶叶样品中多种无机元素，用于茶叶的营养检测、质量控制和安全评价，为茶叶的种植和生产提供参考。

参考文献：

［1］ 苏冰霞，郑亚军，吴学进，等．不同产地茶叶矿物质元素含量的调查分析［J］．微量元素与健康研究，2012，29（1）：29－32．

［2］ 徐 瑞，刘守龙，刘志宇，等．不同地区茶叶中微量元素的测定［J］． 大理学院学报，2013（10）：47－49．

［3］ WELNA M， SZYMCZYCHA－MADEJA A， STELMACH E， et al． Speciation and fractionation of elements in tea infusions［J］． Critical Reviews in Analytical Chemistry，2012，42（4）：349－365．

［4］ SZYMCZYCHA－MADEJA A， WELNA M， ZYRNICKI W． Multi－element analysis， bioavailability and fractionation of herbal tea products［J］． Journal of the Brazilian Chemical Society， 2013，24（5）：777－787．

［5］ AHMAD S， KHADER J A， GILANI S S， et al． Determination of mineral and toxic heavy elements in different brands of black tea of Pakistan［J］． African Journal of Pharmacy and Pharmacology，2012，6（15）：1194－1196．

［6］ RU Q M， FENG Q， HE J Z． Risk assessment of heavy metals in honey consumed in Zhejiang province， southeastern China［J］． Food and Chemical Toxicology， 2012，53： 256－262．

［7］ 廖朝选，张清海，杨鸿波，等．贵州鸟王茶微量元素分析［J］．贵州科学，2012，30（6）：48－51．

［8］ 高海荣．武夷岩茶中稀土、铅、铬含量调查研究［J］．质量技术监督研究，2013（2）：20－22．

［9］ 许秋梅，王林霞，李秀东，等．茶叶中微量元素的检测与分析［J］． 绍兴文理学院学报，2012（7）：67－69．

［10］ 赖志辉，周嘉欣，管艳艳，等．微波消解ICP－AES法定量测定芥菜中微量元素的含量［J］．现代食品科技，2013，29（6）：1377－1380．

［11］ 龚春慧，曾国强，葛良全，等．波长色散?字射线荧光法测定茶叶中微量元素［J］．核技术，2013，36（9）：90201－090201．

［12］ 廖朝东，耿国兴，陆建平，等．正丁醇萃取－原子荧光光谱法间接测定茶叶中的钼［J］．分析化学，2012，40（6）：964－967．

［13］ 赵灿方，李中贤，王立忠，等．茶叶中铅测定前处理方法的比较［J］．中国卫生检验杂志，2012，22（7）：1724－1725．

［14］ 刘伯言，武彦文，欧阳杰．原子光谱分析食品中有毒元素的前处理方法［J］．现代仪器，2012，18（4）：1－4．

［15］ SHALTOUT A A， ABDEL－AAL M S， WELZ B， et al． Determination of Cd， Cu， Ni and Pb in black tea from saudi arabia using graphite furnace atomic absorption spectrometry after microwave－assisted acid digestion［J］． Analytical Letters， 2013，46（13）： 2089－2100．

［16］ MARIAN E， JURCA T， DUTEANU N． Comparative study of metals in hypericumperforatum， hypericummaculatum and hypericum tea by microwave digestion－ICP－OES［J］． REVISTA DE CHIMIE， 2013， 64（2）： 161－164．

［17］ LAGAD R A， ALAMELU D， CHAUDHARY A K， et al． Determination of heavy metals and lanthanides in Indian tea by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP－MS）［J］． ATOMIC SPECTROSCOPY， 2012， 33（4）： 109－116．

［18］ MAGBITANG R A， BUCSIT M A， TIA E S F， et al． Determination of Cd and Pb in fruit juice， bottled tea， condiments and dried fish samples using ICP－MS［J］． Science Diliman， 2013， 25（1）：1－14．

［19］ 王小平，徐红梅． ICP－OES和ICP－MS测定黄金茶中26种矿质元素含量［J］．微量元素与健康研究，2013（002）：38－41．

［20］ 陈 光，林 立，杨彦丽，等．微波消解－ICP－MS法同时测定砖茶中的铅，铜，铬和16种稀土元素［J］．化学分析计量，2012， 21（2）：75－77．

［21］ 张清海，廖朝选，林绍霞，等．微波消解ICP－MS同时测定茶叶中的35种元素［J］．贵州科学，2012，30（6）：40－44．

篇8

[关键词]分析化学；环境监测；应用

中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0229-01

现如今，随着环境破坏越来越严重，人们认为要控制环境的污染，就需要及时检测出环境的污染程度，并且对其污染物质进行分析和监测，这样才能找到解决的方法。所以，人们就运用现代分析化学的一些新技术，对环境问题进行新的监测，从而建立起了一个环境分析化学的方法，一般也常常被称为环境分析。分析化学在环境监测中的应用就是指通过研究运用现代的化学科学技术及一些分析方法，对环境中的一些污染物质进行测量，并且检测出这些污染物质的成分及含量，它是环境化学中的一个重要组成部分，并且对环境的保护起着重要的作用。

1.环境分析化学的特点

环境分析化学是环境监测中的重要组成，是对环境科学进行研究的一个必不可少的组成部分。换言之，要想使环境科学得到良好的发展，就必须让环境分析化学发展起来。环境分析化学有着以下的特点：

（1）范围广。环境分析化学涵盖着土地、空气、海洋等整个地球上的生存环境。

（2）研究对象复杂。现如今，世界上记录档案的化学品种已经将近两千万种，而在环境方面的至少也有十万种。它们有着各自不同的结构，所以对它们进行分析就需要通过深入到不同的结构中分析，研究出它们复杂的结构组成情况。

（3）变异性。在整个环境系统中，由于整个地球是运动的，事物发展也是变化、运动的，这就会导致很多环境中的化学品种产生相互作用，从而产生变异性。

（4）普遍性。环境分析化学在各行各业中都有运用，随着现代科技的发展，它又加入了很多先进的仪器和方法，这也大大促进了环境分析化学在环境中的应用。

2.分析化学在环境监测中的主要方法

2.1原子吸收和原子荧光法。随着原子吸收技术的快速发展，通过原子吸收已经可以很准确的测定出污水中的一些过度污染量的金属性元素。而由我国自行研发出的原子荧光仪，可测定出水中含有的As、Bi、Se等八种元素化合物，它对这些元素的测定也有着很高的灵敏度和精确度，并且不易受外界因素的干扰。

2.2分光光度法。分光光度法主要是通过分光光度计对环境进行监测，它操作简便，成本较低，且灵敏度也不错，在环境各方面的监测中都能够应用，是环境监测中最普遍的一种方法。近些年，由于研发出了较好的灵敏显色剂，使得分光光度法的应用范围越来越广，其精确度也有了很大的提高，让它在环境分析中起到了很好的作用。

2.3发射光谱法。发射光谱法在我国国内研究得较少，研究较多的是前苏联。近些年，发射光谱法是通过一些等离子燃烧器高温激发源来发射出光源，这在很大程度上提高了在环境监测的深度，它的灵敏度也非常高，常常用于对一些生物材料、土壤中的金属元素进行测定及分析。

2.4中子活化法。中子活化法也是一种灵敏度较高的方法，它对元素的检测很专一，并且不会破坏检测试样。中子活化法中通常用加速器中子源、反应堆中子源和同位素等作为所需的中子源。在近几年，由于科学技术的发展，已经研究出了一种低能光子探测器，它对低能光子比较敏感，有很强的分辨能力，大大提高了它的灵敏度。中子活化法的应用范围也很广，它可检测出汞、砷、锡、铬等六十多种元素，不仅包括存在于大气土壤、水中的，还包括一些生物材料中的。

3.分析化学在环境监测中的应用

3.1环境分析化学在元素定性定量分析中的应用。通过无机质谱测定试样中的微量元素，通过同位素质谱测量试样中的同位素含量。而元素质谱分析常用的一种仪器是离子探针分析仪，通过离子探针分析仪的检测，能够很有效的分析中固体材料中所含有的一些微量元素和痕量元素，它是通过测定出图表中的峰位变化来进行元素的定性分析，而通过它的峰强度的变化进行元素的定量分析，是一种元素的分析技术。通过X-射线能谱仪能够测定出样品中的一些元素的种类，进一步分析出固体材料中所包含的元素。通过核磁共振就可以对材料的一些表面化学进行研究，测定出分子的结构。

3.2分析化学在环境监测中方法标准化和环境标准物质中的应用。环境分析化学中的一个重要的方面就是分析方法的标准化，它是对环境质量评估的一个重要依据，也是对环境保护制定一些措施的科学依据。这就需要在环境分析化学中有着一个很可靠和精确的分析方法，进而保证分析出数据的完整性。环境标准物质就是环境分析化学中能够表征出其性质的一种均匀物质，它的一些物理化学性质都可以通过化学方法进行很精确的测定。通过环境标准物质可以使环境监测有很好的准确性，使之不会出现一些误差，为治理环境污染提供了很精确的数据，便于制定对策。现如今，对环境的监测往往都是通过分析化学的仪器进行监测。

3.3环境分析化学在痕量和超痕量污染分析中的应用。现如今对环境的研究已经越来越深入，而对环境分析也提出了一些深入的要求，其中有一个就是运用一些分析化学的方法需要能够检测出超痕量级的污染物质。这就需要很多研究人员通过努力研究，研发出一套可测定出环境污染中含有痕量和超痕量污染物质的化学分析方法。现如今人类已经通过痕量和超痕量的分析方法测定出了一些数据，并在实际生活中也得到了广泛的应用。所以，在现代的环境科学的研究中，就更应该对痕量和超痕量的分析方法和技术进行进一步的研究，特别是对一些超痕量到极致的物质的监测方法进行研究，并且在研究这些技术的时候需要做到有高灵敏度，选择性好等特点。当研究完成技术后，就需要把这些技术运用到实际的环境监测中去，为人类的生存环境的监测做出应有的贡献。

4.结束语

在环境污染中，由于采取到的很多试样里面的污染程度并不高，但一些污染物的种类却很多，并且涉及的范围广，这就需要对环境检测的方法要具有很高的灵敏度，且简单实用。为了能够更好的实施环境监测，还需要对分析化学方法进一步的研究发展。首先，需要研发出一种更有效的样品处理技术，并且把这种样品处理技术和分析化学方法有效的结合起来，使之发挥出更好的作用；其次，需要研究出更多的分析化学方法，并把这些方法应用到环境监测中，测定出一些不容易测定出的环境物质；最后，分析化学方法还需要与很多物理化学技术联合起来使用，使之能够在环境分析中得到更好的运用。

此外值得一提的是，化学发光分析法在环境监测中的应用逐渐得到重视。面对新时期环境监测的需求，化学发光分析法应在以下方面去努力：样品分离处理技术和化学发光分析法的结合、化学发光分析法与传感器技术、毛细管电泳技术的结合等。

总之，在环境监测中，分析化学的方法有待我们进一步研究。

参考文献

篇9

张馨月

（新疆克州环境监测站，新疆 阿图什 845350）

【摘要】吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干在常压微沸(90℃～95℃)条件下采用V(硝酸):V(高氯酸)=4:1消解,应用火焰原子吸收法测定样品中的金属元素Na、K、Mg、Ca、Cu、Zn、Fe、 Mn含量,运用石墨炉原子吸收光谱法检测样品中金属元素Pb和Cd的含量。通过仪器最佳工作条件和试验方法研究从而确定出不同元素的含量。结果表明：样品中K、Na、Mg、Ca含量较大，Mn、Zn、Fe、 Cu、Pb含量较少,Cd未检出。方法的相对标准偏差为0.57%～2.12%。

关键词 火焰原子吸收光谱法；石墨炉原子吸收光谱法；金属元素；葡萄干

吐鲁番的无核白葡萄，生长力强，结果多，因为无籽，最适宜晾制葡萄干。制干后，葡萄粒色泽仍碧绿鲜艳，果肉柔软，为国内十果中之珍品，被称为“中国绿珍珠”。并含有丰富的天然果糖、蛋白质、维生素、纤维素以及人体所需的多种微量元素钾、钙、钠、镁等营养成分，是一种多用途纯天然健康食品。张掖红提葡萄采用日光温室栽培为主，在栽培过程中，不使用化学物质，施以有机物和生物性、矿物性肥料栽培的果实。张掖红提葡萄生产基地位于北纬38°的全球葡萄种植黄金生产带，大多数生产基地为千百年以来未开发利用的沙荒地，降水稀少，昼夜温差大,蓝紫光含量高，大气干燥，生长发育期间昼夜温差大，更适宜于葡萄的生长发育，用祁连高山冰雪融水浇灌，地理条件很优越。

我们在实验中用原子吸收光谱法测定了吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干中金属元素K、Ca、Na、Mg、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Pb的含量,并对样品处理方法,仪器工作条件等因素进行了研究。

1仪器和材料

1.1仪器

AAS Zeenit 700原子吸收光谱仪(德国耶拿分析仪器股份有限公司生产)；空心阴极灯：K、Ca、Na、Mg、Mn、Fe、Zn、Cu、Pb、Cd；KQ-250B型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；KDM型控温电热套（山东鄄城向阳仪器厂）；电热鼓风干燥箱（上海福玛实验设备有限公司）；电子天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）；常压消解装置；玛瑙研钵；容量瓶等。

1.2材料

材料：葡萄干（新疆吐鲁番购买）；红提葡萄（张掖市山丹县购买）；

试剂：硝酸（优级纯 白银良友化学试剂有限公司），高氯酸（优级纯 天津化学试剂一厂）；标准溶液由对应的基准金属或基准试剂配制，按标准溶液配制方法配成待测金属含量约为1.0000mg/mL的储备液，测定时稀释至所需浓度。所用标准溶液的介质均为4%硝酸，实验用水均为三次蒸馏水。所用玻璃仪器均依次用硝酸、自来水、三次水清洗，4% 硝酸浸泡过夜备用。基体改进剂用5%磷酸氢二铵。

2药品制备

药材的硝化处理：

1）药材的制备与仪器的组装

将吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干，分别用三次蒸馏水清洗干净，置于通风阴凉处自然风干，风干后置于100℃电热鼓风干燥箱中充分干燥约6h，用玛瑙研钵研细备用。

称取吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干各三份（称取实际质量见表1），分别置于洁净的干燥长颈圆底烧瓶，贴好标签。沿瓶壁缓慢小心地加入32ml浓硝酸，然后加入8ml高氯酸，轻轻振荡使溶液混匀，然后将溶液静置消解约12小时。接着按要求安装常压消解装置，使用电热套加热，使溶液保持微沸状态，消解约60h，消化液由黄棕色变为澄清的无色透明液体后，取下常压消解装置，消化完全。用电热套加热除酸，蒸发至液体少于2ml时停止加热，加入少量的三次蒸馏水，继续加热至无白雾出现，停止加热，冷却至室温，分别用三次水定容于100mL容量瓶中成为供试品溶液，编号保存备用。

2）基体改进剂对测定的影响

基体改进剂的主要作用是提高灰化温度[1]。石墨炉原子吸收测定时，加入基体改进剂可以避免所测元素的灰化损失，使基体在灰化阶段能完全烧尽而降低了背景吸收干扰。磷酸氢二铵、硝酸铵、硝酸镁等都是可以作为基体改进剂，在实验中，使用5%磷酸氢二铵作为基体改进剂，测量时消除基体干扰的效果较好，灵敏度也会增大。

3药品的处理

将定容的药品进行净化处理，过滤掉里面的微量残渣。

4实验分析处理

金属元素含量的测定：

火焰原子吸收光谱法是原子吸收光谱法中应用最常见的一种，对大多数元素有较高的灵敏度和检测极限、重现性好、快速并且易于操作，适用于测定易原子化的元素[2]。在实验中空气－乙炔火焰是用途最广的一种火焰，它的最高温度约2300℃，能用以测定35种以上的元素，但测定易形成难解离氧化物的元素（例如Al、Ta、Ti、Zr等）时灵敏度很低，不宜使用。

石墨炉原子吸收法是一种热解作用，使金属氧化物解离，它适用于有色金属、碱土金属，它主要针对易氧化难解离的碱金属及一些过渡元素[3]。目前常采用石墨炉原子吸收法测定试液中微克级或更低的痕量和超痕量元素[4]。由于葡萄干中铅、镉含量较低，火焰法不易检出，而石墨炉法的检出限比火焰分析技术高2至3个数量级，所以用石墨炉法来测定它们的含量。

根据各种方法的特点，使用火焰原子吸收光谱法测定吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干中K、Ca、Na、Mg、Mn、Fe、Zn、Cu八种元素，采用石墨炉原子吸收光谱法测定吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干中Pb和Cd两种元素。

1）工作曲线绘制

分别配制待测元素的标准系列工作溶液，按仪器的工作条件分别测定其吸光度。在工作范围内，各元素线性关系良好。

2）测定方法

仪器的工作条件必须同标准曲线测量时的相一致，保证测定结果的准确性，将样品溶液导入原子吸收光谱仪中进行测定。

3）实验方法的精密度

对样品供试液各取3份平行测定9次，计算样品中相对标准偏差(RSD)，以检测测定结果的精密度，吐鲁番葡萄干各微量元素的相对标准偏差(RSD)在0.57～2.12范围内，张掖红提葡萄干中各微量元素的相对标准偏差(RSD)在0.73～1.73范围内，可见测定精密度符合要求，表明测定结果准确可靠。测定平均浓度和精密度RSD的值如表2和表3所示。

4）样品中金属元素含量测定结果

在选定仪器工作条件下，采用氘气灯扣除背景，按上述测定方法测定了葡萄中金属元素的吸光度（平行溶液三份），用线性回归方程计算出样品中金属元素的浓度，测定结果见表4。

表4葡萄中金属元素含量的测定结果（mg.g-1）

由表4可知，不同产地葡萄干中金属元素含量有差异：

吐鲁番葡萄干中金属元素含量大小为：K>Na>Ca>Mg>Fe>Zn>Mn>Pb>Cu

张掖红提葡萄中金属元素含量大小为K>Mg>Na>Ca>Fe>Pb>Mn>Zn>Cu。

其中，吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干中K，Ca，Na，Fe，Zn含量相差大，这可能与葡萄自身的生长特点或当地土壤状况有关，有待进一步的研究。吐鲁番葡萄干和张掖红提葡萄干中金属元素K，Ca，Na，Mg含量比较大，这四种离子对它的生长有很大的作用。

5测定结果讨论

实验中用硝酸-高氯酸（4:1）混酸消化吐鲁番葡萄干和红提葡萄，样品中金属元素的RSD值在0.57%～2.12%之间，该方法所用仪器设备简单，操作步骤简便。说明原子吸收光谱法是研究金属元素含量的有效方法。

参考文献

［1］殷忠.石墨炉原子吸收光谱法测定食品中锡时基体改进剂硝酸钙的作用[J].微量元素与健康研究,2004,21(3):39-41.

［2］李雯,杜秀月.原子吸收光谱法及其应用[J].盐湖研究,2003,11(4):67-70.

［3］清华大学分析化学教研室.现代仪器分析[M].北京:清华大学出版社,1983:63-101.

篇10

【关键词】光谱检测；土壤；重金属；检测方法

目前随着我国经济的快速发展，有效的带动了我国工业的发展，而工业在生产过程中其所排放的废水中重金属含量较多，而这些重金属对人类的健康及生物都产生了严重的威胁。由于土壤中重金属含量的增加，导致大部分耕地受到污染，导致粮食大量的减产，造成严重的经济损失，所以对于土壤重金属检测技术具有更高的要求。针对于土壤重金属检验方法的研究已有若干年的时间，其所取得的成果也较为显著，特别是近年来光谱法的应用，使其检验方法开始向更灵敏、更准确的方向发展。

1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法，它是基于含待测组分的原子蒸汽对自己光源辐射出来的待测元素的特征谱线（或光波）的吸收作用来进行定量分析的。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。此方法通过原子吸收光谱仪来进实现检验的目的，其不仅具有较好的灵敏度和准确性，而且可以对较大范围内的土壤重金属进行检定，能够较快的进行分析，操作上较为简单，但其也存在着无法避免的缺点，无法对多元素、非金属元素及难熔元素进行测定。

2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。利用激发光源（一般为空心阴极灯）发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。其检测仪器也由五个部分构成，其兼有原子发射和原子吸收两种方法的优势，并有效的规避了两种方法的缺点，属于优良的痕量分析技术。其具有更高的灵敏度，而且所产生的干扰较少，操作更加简单，目前此种方法已广泛的应用于多个领域当中，可以实现对于多种元素的分析。

3 电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱法其所利用到的科学技术更为先进，是集多种先进技术于一身的分析方法，其可以通过原子和离子在光源激发下所产生的特征辐射来实现对土壤中各元素的定性和定量分析，可以实现对痕量元素及高含量元素的分析。在其检测中充分的利用到了光、机、电、计算机和分析化学等相关科学，可以通过特征谱线强度来对样品的相关元素含量进行确定，此种方法更为简便、快捷，不仅分析速度快，而且动态的范围较宽，可以实现对高含量元素、代含量元素及多种元素的分析，实现对金属元素进行定性和定量的分析，而对于部分非金属元素也能进行分析，其具有高精确性和非常好的准确性，在众多领域内已得到广泛的应用。

4 激光诱导击穿光谱法

激光诱导击穿光谱技术是一种最为常用的激光烧蚀光谱分析技术。其工作原理是：激光经过会聚透镜会聚，高峰值功率密度使未知样品表面物质气化、电离，激发形成高温、高能等离子体（温度可达10000K），等离子体辐射出来的原子光谱和离子光谱被光学系统收集，通过输入光纤耦合到光谱仪的入射狭缝中，光谱数据通过数据采集控制器传输到计算机，研究该光谱就可以分析计算出被测物质的成分与浓度。此方法利用原子光谱和离子光谱的波长与特定元素之间的对应关系及光谱信号强度与对应元素之间含量的定量关系，从而可以对金属元素进行宣和定性分析，其不仅可以同进行多种元素的分析，同时也可以在非破坏和非接触的情况下对样品中金属元素进行快速的分析，避免了检测对象的再污染几率，而且检测对象的形态可以呈现多样化，不受限制，但其检测仪器成本较高，而且其检测结果的准确性受样品均匀性及激光器激发特性的影响也较大。

5 X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法，它集成了现代电子技术、光谱分析技术、计算机技术和化学计量学技术于一体，并且应用广泛、发展迅速的现代化仪器分析技术。该技术不仅具有可测元素范围广、可测浓度范围宽的优点，而且具有快速准确、操作简单、并能同时测定多种元素、制样简单环保、成本低等特点，适合于多种类型的固态和液态物质的测定，并且易于实现分析过程的自动化，是解决土壤污染元素高效快速分析测定的有效技术手段。

6 表面增强拉曼光谱法

拉曼光谱作是一种表征分子振动能级的指纹光谱，在物理学、化学、生物学以及材料科学等领域一直扮演着重要的角色。拉曼光谱除了具有高特异性的优点外，还具有独特的优点，非常适合于生命科学研究，尤其是分子水平上的非标记无损伤检测研究。此方法具有超高的灵敏度，可以进行单分子水平的检测，在液体检测环境中，检测线度可以达到10-14m；可在水基或生理盐水基上观察样品，用水的特征谱线为参考进行绝对强度标记，并且通过探测分子与基底之闯的能量转移实现荧光猝灭，从而可以避免生物样品自发荧光或杂质荧光的干扰，还可以得到荧光物质清晰的拉曼光谱。由于重金属离子由于本身并没有特征谱峰，因此无法利用拉曼光谱进行直接的检测，需借助标记分子进行间接检测。

7 结束语

目前在社会快速发展过程中，人口的增加及工农业生产的快速发展，导致生活垃圾及工农业废弃物得以不断的增加，再加之农业生产中农药及化肥的大量使用，使土壤受到了严重的重金属污染，而且呈不断发展的趋势。土壤重金属含量的增加，使其污染不断加剧，其不仅对生物及人类带来较大的威胁，同时也严重危及我们的生活环境，所以需要不断强化土壤重金属检测技术。土壤重金属检测是一项长期性的工作，随着检测方法的不断发展，在科学技术的带动下分析解调器也开始向复杂化、多功能化、自动化和智能化的方向发展，这对检测技术的提高具有极其重要的作用，可以有效的提高土壤重金属检测的精度和灵敏度。

【参考文献】

[1]周姣花，等.原子荧光光谱法测定土壤中的锗[J].黄金，2010，31（7）：53-55.