氧气反应模式-四极杆ICP-MS定量高温合金中痕量元素及质谱干扰消除机理研究

本研究建立了氧气反应模式-四极杆电感耦合等离子体质谱(Q-ICP-MS)法准确定量高温合金中痕量杂质元素,对不同碰撞/反应模式消除质谱干扰的效果进行研究。结果表明,氧气动态反应池(DRC-O_(2))模式下,目标元素Cd的多原子离子质谱干扰能够被有效去除;在优化气流为2 mL/min时,信噪比达到最高,检出限较标准模式(STD)降低了近3个数量级。此外,还研究了质谱干扰的消除机理,发现对于元素X(X=Rb、Nb、Mo、Cs、Ta、W或U),当X-O键能大于O-O键能时,质谱干扰组分XO转化成非干扰组分XOO为自发反应,因此,O_(2)充足时更容易生成XOO,从而消除XO干扰。在此基础上,采用高浓度基体模拟溶液(Mo、Nb、Ta、W)分别对痕量Cd、Ag、Au、Hg元素测量的方法学参数进行评估,方法检出限0.08~0.31μg/g、测量重复性相对标准偏差(RSD)2.3%~3.1%(n=6),加标回收率98%~103%,并进一步使用高温合金标准物质验证了方法的可靠性。最后,对3类典型牌号高温合金样品中的痕量杂质进行测量,证明该方法的分析速度快、检出限低、准确可靠,能够满足高温合金中主量Mo、Nb、Ta、W元素存在时被干扰杂质的测量要求。

电厂脱硫产物中痕量元素形态及毒性浸出特性

燃煤电厂副产物脱硫石膏和污泥在雨水中或作为固体废弃物加工过程中,吸附的痕量元素会再次进入环境中,造成二次污染。选取安徽省3个典型燃煤电厂超低排放机组,通过欧洲共同体标准物质局(BCR)逐级提取法测定脱硫污泥和石膏中Cr、As、Cd和Pb的赋存形态,应用标准毒性浸出程序法(TCLP)对脱硫石膏的浸出毒性进行测定,分析脱硫副产物中Cr、As、Cd和Pb的潜在环境影响。结果表明:脱硫污泥中4种元素的质量浓度明显高于脱硫石膏;脱硫石膏中Cr和As稳定性高,Cd和Pb元素有效态占比大于50%,迁移能力强,对生态环境具有潜在的风险;脱硫污泥中Cr、Cd和As的迁移能力较强,环境风险较高,其中Cr在氧化环境中不稳定,Cd在酸性环境中更易浸出,As在氧化和还原环境中均不稳定;pH和固液比对石膏中重金属浸出有重要影响,不同元素之间存在较大差异;Pb、Cr和As浸出率随着pH的降低而增大,随液固比的增大而增大,并逐渐达到平衡;Cd的最大浸出率低于其他3种元素,浸出率与pH和固液比的相关性较弱,在pH为4.47时,浸出率较高。研究结果可为燃煤电厂脱硫副产物处置及再利用提供参考。

多种痕量元素对鳗草毒性的半效应浓度研究:以地上部分伸长长度和最大光量子产量为指标

海草床是重要的近岸海洋生态系统之一。痕量元素污染是造成沿海海草床退化的原因之一。鳗草(Zostera marina L.)是温带海域最广泛分布的海草种。本文通过室内模拟实验,以鳗草地上部分伸长长度和最大光量子产量(Fv/Fm)为评价指标,研究了砷、铬、汞、镍、纳米银、锌6种痕量元素胁迫下对鳗草的毒性效应,并确定6种痕量元素对鳗草的半效应浓度(EC50)。结果表明,6种元素均对鳗草地上部分伸长长度和Fv/Fm产生了抑制作用,NaAsO2、Na2CrO4·4H2O、HgCl2、AgNPs、NiSO4·6H2O、ZnSO4·7H2O对鳗草的半效应浓度分别为2.1 mg/L(As:16.0μmol/L)、89.8 mg/L(Cr:384.6μmol/L)、0.65 mg/L(Hg:2.2μmol/L)、8.1 mg/mL(Ag:75.0μmol/L)、3.0×103 mg/L(Ni:1.1×104μmol/L)、7.5×104 mg/L(Zn:2.6×105μmol/L),不同痕量元素对鳗草的毒性大小为Hg>As>AgNPs>Cr>Ni>Zn。本文研究结果将为受损海草床的生态修复及保护管理提供科学依据。

石灰石法与氨法脱硫产物中痕量元素对比

为实现脱硫产物资源化利用,评估硫酸铵和脱硫石膏的环境风险,分析了全厂重金属的含量,研究了石膏和硫酸铵中重金属的赋存和浸出特性。结果表明:Cu、Cr在硫酸铵中的含量均不足1%,远低于在石膏中的含量;Mn、Sn在石膏和硫酸铵中的含量相差6倍以上,可能是因为Mn、Sn离子的弱酸性;As、Pb含量在不同炉型的石膏中相差5倍以上,Se、Cd、Ba的分布规律不受炉型和脱硫工艺的影响;Cr的浸出质量浓度最高,约为标准限值的2.04%,Se与石膏中的Ca^(2+)生成CaSeO_(3)沉淀,Cu以CuFe_(2)O_(4)形式赋存于石膏中;硫酸铵中重金属的整体浸出水平高于脱硫石膏,但实验过程中重金属的排放和浸出质量浓度均远低于我国现行标准限值,脱硫产物资源化利用安全可行。

气体吸收-电感耦合等离子体三重四极杆质谱(ICP-MS/MS)法测定电子工业高纯氩气中44种超痕量元素

随着电子工业对特气纯度要求的日益提高,为能达到更低的检测下限,在国家标准方法的基础上优化气体吸收装置,并使用电感耦合等离子体三重四极杆质谱(ICP-MS/MS)法同时测定特气中44种元素含量。高纯氩气中的超痕量杂质元素可经优化后的气体吸收装置被完全吸收至5%硝酸吸收液中,吸收液可直接经ICP-MS/MS测定,并通过Std、He、NH_(3)、Cool、Cool NH_(3)等多种分析模式,有效消除了目标元素所遭受的多类型质谱干扰(多原子离子、双电荷、同量异位素等)。在优化的实验条件下,采样体积为89.4 L时,高纯氩气中44种超痕量杂质元素可获得的检出限为0.00002~0.0026 ng/L,较国家标准(GB/T 34972—2017)所规定的检出限范围低1~4个数量级,且所有目标元素均可获得优于0.999的标准曲线相关系数,加标回收率为90.1%(Zn)~118%(Na),相对标准偏差在0.68%(Cs)~14%(Zn)。优化后的气体吸收装置具有便携高效、功能多样、隔绝污染等特点,与ICP-MS/MS相结合实现了高纯氩气中超痕量杂质元素的稳定可靠测试,可为半导体、高纯材料等对气体纯度有极高要求的工业产品原料质控提供技术支持。

祁连山冰川中痕量元素的空间分布及其来源分析

痕量元素在山地冰川中的时空格局可以作为评价人类活动对大气环境影响的良好指标。为了研究祁连山雪冰中痕量元素的空间分布及其主要来源,2020年9月在祁连山的7条冰川,包括阿尔金山冰川、扎子沟冰川、老虎沟冰川、七一冰川、四号冰川、八一冰川和宁缠河3号冰川中采集表层雪样进行酸化处理,使用电感耦合等离子体质谱仪(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS)测定了大量元素Al、Fe与痕量元素As、Ba、Co、Cr、Cu、Li、Mn、Mo、Pb、Sr、Tl、Zn、Cd的浓度,并选用Jonckheere-Terpstra非参数检验来对比痕量元素平均浓度,数据结果表明祁连山西部扎子沟冰川和老虎沟冰川的痕量元素浓度较高,祁连山东部宁缠河3号冰川痕量元素浓度较低,痕量元素浓度总体空间分布趋势为西段>中段>东段。痕量元素总浓度的富集因子(Enrichment Factors,EF)表明,Co、Cr、Cu、Tl、Fe、Li、Mn、Mo、Sr元素主要受自然粉尘输入影响(EF<10),Pb、Cd、Zn元素受人为源影响较大(EF>10)。然后对痕量元素浓度数据进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),发现7条冰川的第1主成分中总浓度上有较高正载荷的元素主要来源于自然粉尘源,特别是新疆地区的粉尘,第2主成分则代表不同程度的人为源影响。最后结合后向轨迹的聚类分析表明,研究区主要受西风环流控制,痕量元素自然输入源主要来自新疆中部和北部的沙漠和盆地等,而人为源则包括河西走廊部分城市人类活动、交通运输排放、矿物开采和金属冶炼等。本研究为祁连山脉各分段地区冰川人类活动对环境的影响作用提供了数据支持,为祁连山地区的生态文明建设和社会经济的可持续发展提供了重要的科技支撑。

辉光放电质谱法对粉状高温合金中14种痕量元素的相对灵敏度因子校正方法探究

该文通过辉光放电质谱法(GDMS)对3种不同粒度段FGH96高温合金粉末中14种关键痕量元素的相对灵敏度因子(RSF)进行了系统分析,并首次将不对称电荷转移(ACT)理论应用于镍基高温合金中Mg元素的RSF系数校正。实验结果显示,B、P、S等13种痕量元素的RSF系数基本不受粉末样品粒度影响,可以使用块状标准物质对其RSF进行修正。通过对不同Mg含量梯度的样品进行考察,对Mg元素的RSF系数提出了校准方案。考虑到基体元素Ni对Mg元素的影响,在准确度要求较高时应根据实际Mg含量高低及粒度段范围建立两套RSF系数进行修正。同时给出了两套RSF系数的参考值,对Mg含量3μg/g平均粒度200目的样品及30~300μg/g平均粒度-80~+120目的样品相应的RSF参考值分别为1.16和0.41。

地质样品中40个微量、痕量、超痕量元素的ICP-MS分析研究

以基体匹配的混合标准溶液为外标校正溶液 ,采用115In - 10 3 Rh双内标校正系统 ,通过单个元素Ca ,Cr ,Ti,Ba ,La,Ce,Pr的氧化物、氢氧化物产率的测定 ,计算其等效干扰离子浓度 ,并进行校正 ,从而有效地抑制了分析信号的漂移、基体效应及多原子离子干扰 .针对不同岩性的地质样品 ,分别采用酸消解、碱熔融样品制备体系 ,在POEMSⅢ上建立了等离子体质谱法同时测定微量、痕量、超痕量元素的分析方法 .用于国际地质标样AGV - 1(安山岩 ) ,BH VO - 2 (玄武岩 ) ,GSR - 3(玄武岩 ) ,DNC - 1(橄榄岩 ) ,RGM - 1(流纹岩 ) ,G - 2 (花岗岩 ) ,JG- 2 (花岗岩 )的分析 ,结果令人满意 .

痕量元素Se对K4002合金组织和性能的影响

K4002合金是目前广泛使用的一种镍基铸造高温合金,其技术标准中对痕量元素Se含量未做控制要求。同时,已有研究表明Se对不同合金的影响规律不尽相同。为阐明元素Se对K4002合金组织和性能的影响,通过热力学软件计算了K4002合金的平衡析出相,并研究了痕量元素Se对K4002合金组织和性能的影响规律。结果表明,K4002合金的主要平衡析出相为基体γ相、γ′相、M_(3)B_(2)型硼化物、碳化物(MC型、M_(6)C型和M_(23)C_(6)型)及少量的Ni5Hf相。MC型碳化物富集Hf、Ta元素,M_(23)C_(6)型碳化物富集Cr元素,M_(6)C型碳化物主要富集W元素同时含有一定量的Ni和Cr元素,M_(3)B_(2)型硼化物主要富集W元素同时含有一定量的Cr元素。随Se含量的升高,K4002合金的平均持久寿命呈现逐渐下降的趋势。这是由于晶界处偏聚的Se元素不断增多并逐渐形成低熔点相甚至是显微疏松,削弱了晶界的强度。应将K4002合金中的Se元素含量控制在3×10^(-6)以下.

金属材料中痕量元素的分析测定及其应用于质量控制与环境监测的研究

金属材料中的痕量元素对质量控制和环境监测具有重要意义。本文将探讨金属材料中痕量元素在质量控制和环境监测中的应用,包括其作为指标元素与它们在质量保证和环境评估中的关键作用。通过研究金属材料中痕量元素的含量和分布规律,可以实现对质量危害因素和环境污染源的可靠监测,从而保障产品的质量和环境健康。

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定光刻胶中痕量元素

利用电感耦合等离子体质谱仪,建立了一套完整检测光刻胶中Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Pd、Ag、Sn、W、Pb、Bi等19种痕量元素的方法。通过仪器调谐,优化电感耦合等离子体质谱仪的工作参数,采用标准加入法校正基体,考察了该检测方法的检出限、精密度及加标回收率。结果表明,各元素的检出限在0.04~1.46ng·L^(-1)之间,加标回收率在90.0%~109.10%之间,精密度均小于3%。该方法简单易操作,精密度高,准确性好,可满足实际生产中对光刻胶的检测需求。

地质实验测试中痕量元素的检测技术研究

痕量元素在地质资源探测以及环境监测过程当中有着重要的指示意义,本篇文章主要介绍了地质实验测试当中痕量元素的检测技术,首先介绍了地质学当中痕量元素的重要性,然后对痕量元素检测技术进行了详细的概括,并结合相关工程概况对地质实验测试中痕量元素检测技术当中现存的问题进行了介绍。最后介绍了地质实验测试当中痕量元素的关键检测技术,主要包括了原子吸收光谱法以及激光剥蚀质谱法等等,希望本篇文章能为相关行业的工作人员提供一些参考和借鉴。

天津市某社区老年人PM2.5暴露痕量元素健康风险评估

为研究PM2.5暴露特征,对天津市某社区101名老年人(平均年龄67岁)夏季(2011年6月13日—7月2日)和冬季(2011年11月30日—12月12日)的PM2.5暴露水平进行了监测,并分析了PM2.5载带痕量元素的含量及其健康风险.结果表明,研究对象夏、冬两季PM2.5个体暴露浓度分别为(124.2±75.2)、(170.8±126.6)μgm3,室内暴露浓度分别为(120.0±48.9)、(164.9±125.7)μgm3,环境暴露浓度分别为(98.6±33.3)、(140.0±87.7)μgm3.10种痕量元素中,ρ(Zn)最高,夏季为324.18～345.65ngm3,占痕量元素总质量浓度的37%以上;冬季为148.36～362.00 ngm3,占痕量元素总质量浓度的35%以上.V、Cr、Mn、Cu、Zn和Pb的非致癌风险值均小于1,理论风险较小;但其中Cr和Mn风险值均超过0.1〔HQ(风险系数)分别为0.882和0.306〕,对于属于易感人群的老年人群体,仍有可能对其身体健康产生危害,需引起重视;As、Cd和总体致癌风险均超过10-6,对人体健康的危害不容忽视.

煤燃烧过程中痕量元素排放的研究现状

该文对煤燃烧过程中痕量元素排放的国内外研究现状进行了综述。描述了煤中痕量元素的含量分布 ,并大致按含量的不同将它们分为 4类 ,即 >5 0 μg/g ,10 - 5 0 μg/ g ,1- 10 μg/ g ,<1μg/ g ;总结了燃烧气体与固体产物中痕量元素的形态、分布与富集特性 ,包括飞灰中痕量元素的尺寸分布、痕量元素在亚微米级微细颗粒中的富集、易挥发痕量元素的气相排放、煤及燃烧废物中痕量元素的迁徙及浸洗特性等 ;阐明了燃烧过程中痕量元素形态转变的机理是 :高温下蒸发的金属在下游低温区成核或凝结 ,这些元素与飞灰颗粒一道形成悬浮烟雾 ,上述已蒸发组分向固态或液态形式的转变决定了痕量元素最终的变形和分布行为 ;最后 ,文中简单介绍了痕量元素的控制方法和技术并探讨了痕量元素研究的若干方向。

燃煤电厂排放细微灰粒中痕量元素的分布与富集规律

本文测定了武汉市青山热电厂５＾＃锅炉在两种不同燃烧工况条件下，除尘器入口烟道灰的四种不同粒径灰粒中的Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｃｒ和Ｂｅ等七种痕量元素的含量。发现大部分元素有在细微粒子中富集的倾向，富集程度与颗粒物粒径大小、元素性质、元素存在形态及燃烧工况条件有密切关系。这种富集倾向可用痕量元素在燃烧过程中的蒸发－凝集作用来解释。

痕量元素在煤粉炉中排放特性的研究

该文分析了Cr、Pb、Mn、As、Se、Hg、Cd、Zn 8种痕量元素在煤粉炉中的排放特性,得出表征痕量元素排放特性的6种数值。并根据这些数值,将元素分成3类:第1类元素:Hg;第2类元素;Pb、Zn和Cd;第3类元素:Mn;Se介于第1类元素和第2类元素之间,Cr同时具有第1类和第3类元素性质。研究还发现:除Mn外,其它元素在飞灰中的富集程度随粒径减小而增加;Cr、 Cd、Zn在飞灰中的相对富集程度与各自熔点成反比;Pb对烟气中活性原子Cl的亲和力大于Cd;飞灰对各痕量元素吸附机理不同;痕量元素主要分布于电除尘器飞灰和气相中;烟气中Mn和Cr含量均超过我国和欧盟关于垃圾焚烧控制标准。

燃煤锅炉颗粒物粒径分布和痕量元素富集特性实验研究

文中用基于空气动力学直径分级的8级Andersen撞击器对煤粉锅炉排放的飞灰进行了现场采样,给出了电除尘器入口和出口的气溶胶颗粒物粒径分布.使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES),测定了不同粒径颗粒物上8种痕量元素As、Pb、Cr、Cd、Ni、Co、Cu、Zn的含量.结果表明,电除尘器入口烟气中飞灰粒径在0.7～17.5μm范围内呈单峰分布,峰值在7.48～10.97μm,而除尘器出口排放的颗粒物在1～10μm之间分布则比较平缓,PM2.5的质量份额明显增加.上述痕量元素在小粒径的飞灰上有明显的富集,同一粒径上的富集程度正相关于它们的挥发性,Cu、Cr、Co、Ni的相对富集倍数为4～6倍,挥发性最强的As的相对富集倍数接近30倍.此外,痕量元素的质量粒径频度分布在1～10μm有细微的双峰.

微波消解-ICP-MS测定人体血浆中30种痕量元素

建立了微波消解-ICP-MS测定人体血浆中30种痕量元素的方法。血浆样品经过微波消解,在优化ICP-MS仪器工作参数后,以双内标铑(Rh)和铼(Re)进行校正。测定的结果表明,30种痕量元素的检出限为0.01～0.68ng·mL-1,回收率为85%～119%,相对标准偏差(RSD)为1.7%～10.2%。用该方法对国家标准物质牛血清成分(GBW09131)进行测定,其元素浓度均在标准值范围内。因此微波消解-ICP-MS方法快速、简便、准确,适于人血浆等生物样品中多种痕量元素的测定。

应用带八级杆碰撞/反应池(ORS)的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定大洋海水中的痕量元素

采用带八级杆碰撞 /反应池 (ORS)的电感耦合等离子体质谱 (ICP MS)同时测定海水中的多种痕量元素 .在碰撞池中引入氢气或者氦气 ,消除海水基体盐分带入的分子离子 ,例如ArCl+,ArNa+等对超痕量As,Cu等的干扰 .可以直接同时测定稀释海水中的多种痕量元素 ,如V ,Cr,Mn ,Fe ,Co,Ni,Cu ,Zn ,As,Cd ,Pb和U .除了样品稀释外不需要任何预处理与富集工作 ,用海水标准参考样品NASS 5进行方法验证 ,大多数元素的测定误差在 1 5 %以内 .

煤气化过程中痕量元素迁移规律与气化温度的关系

在一台常压流化床气化炉上,维持流化风量7Nm3/h、蒸汽量1.32kg/h、给煤量3.17kg/h、静止床层高度400mm等气化参数不变,详细研究了痕量元素迁移规律与气化温度之间的关系。结果表明:气化温度对痕量元素迁移规律的影响比较复杂,并非气化温度的升高都能促进所有痕量元素挥发,元素及其化合物的熔、沸点对元素挥发影响很大,但不是唯一决定因素。痕量元素在高、低温焦中受气化温度影响变化趋势相同,即随着气化温度的升高,As、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Ni、Pb、Se的相对富集系数增加,Zn的相对富集系数减小,Mn、Hg、V、Sr的相对富集系数变化很小。相对于高温焦,低温焦中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Pb、Se、Zn具有较高的相对富集系数。底渣中大部分痕量元素(As、Cd、Co、Cu、Mg、Ni、Pb、Se)的相对富集系数随着气化温度的升高而减小。