典型农耕区黑土和沼泽土团聚体颗粒中重金属的分布特征解析

了解重金属在土壤中的富集特征是其风险评价和土壤修复的基础。分别以黑龙江省典型的农耕黑土和沼泽土为研究对象,采用干筛法获得>4 000、4 000～2 000、2 000～1 000、1 000～250、250～53和<53μm 6个粒级的土壤团聚体颗粒组。利用等离子质谱(ICP-MS)测定了本土和各级团聚体颗粒中Cr、Cd、As和Pb的含量,并对其颗粒组分布特征及对有机碳的响应进行了解析。研究表明,2种土壤中的重金属Cr、Cd和Pb的富集因子均大于1,而As则存在明显的流失。除了黑土中的As和Pb外,其他重金属随着团聚体粒径的增加而呈现富集减弱的趋势。其中,Cr和Cd主要趋向分布在粉-黏团聚体(<53μm)颗粒中;Pb在黑土中易赋存于1 000～2 000μm大团聚体中,在沼泽土中则富集于53～250μm的微团聚体中;As不但趋向被吸附在53～250μm的微团聚体中,而且在黑土中也容易被吸附在>1 000μm的大团聚体中。金属质量负载计算表明,大粒径颗粒组对土壤中重金属含量的总体贡献较大。土壤中有机碳含量均随着团聚体粒径减小而升高,Cr和Cd分布与颗粒有机碳含量正相关,黑土中As的分布与颗粒中有机碳含量负相关而在沼泽土中呈弱正相关,Pb的分布则与有机碳含量均无明显的相关性。

交流电弧直读光谱法快速测定地质样品中银、锡、钼、硼和铅

银、锡、钼、硼和铅是地球化学普查中非常重要的元素,在1∶50 000和1∶200 000化探扫面中也是不可缺少的。依据常规地球化学样品分析系统配套方案的分析方法,一般采用包括摄谱、洗像、议谱、测光和数据处理等过程的传统发射光谱法来测定这5种元素,尤其是银、锡、硼[1-4]。然而,该法存在分析流程长、效率低等弊端,对操作者的技术素质要求较高。

高频燃烧-红外碳硫仪测定岩心钻探样品中碳硫

应用HW-2006型高频燃烧-红外碳硫仪分析测定了岩心钻探样品中的碳和硫,以纯铁屑、锡粒和钨粒为助熔剂,通过条件实验优化了样品称样量,助熔剂的种类、加入顺序和用量以及分析时间。该方法测定岩心钻探样品中碳和硫的检出限分别为0.004 6%和0.001 8%,相对标准偏差（RSD）为0.47%-3.29%,加入标准物质回收率为87.57%-107.51%,其精密度和准确度满足地球化学普查的要求。该方法具有操作简便、快速、稳定性好等特点,适用于大批量钻探岩心样品的分析测试。

直接粉末进样-能量色散X射线荧光光谱法测定地质样品中多种组分

为提高现场快速分析的能力,充分发挥小型实验室设备的功能,实验采用能量色散X射线荧光光谱仪,直接使用粉末样品分析常规地质样品中的多种组分。用理论α系数和康普顿内标校正基体效应和谱线重叠干扰,直接将粉碎加工到200目(74μm)的样品放在液体塑料盒中进行测量。对地质样品标准物质进行样品用量试验表明,样品用量大于3.0g时,测量结果趋于稳定或者在认定值的准确度控制范围内变动,实验时选取4.0g作为样品用量。精密度试验表明,除组分La、Ce、Sn、W、U和Na_2O的相对标准偏差(RSD,n=12)大于10%外,其他组分的RSD都小于10%,尤其是组分Ti、Mn、Co、Rb、Sr、SiO_2、K_2O、CaO和Fe_2O_3的RSD都在1%以下。通过对未参加回归的标准物质的验证,参照《地球化学普查(比例尺1∶50 000)规范样品分析技术要求补充规定》,该法对常规地质样品可定量分析Ti、V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Th、U、K_2O、CaO和Fe_2O_3等19种组分,近似定量分析Ce和W,半定量分析Cr、La、Sn、SiO_2和Na_2O。由于将样品放入液体塑料盒中进行测量,无需压片制样设备,该法适合野外现场分析应用。

X射线荧光光谱法测定钻探岩心样品中的主次量元素

利用X射线荧光光谱仪,借助粉末压片制样测定了钻探岩心样品中Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、Nd、Yb、Hf、Ta、Pb和Th等33种主次量元素,研究了元素基体校正、谱线重叠校正和方法检出限、精密度、准确度。结果表明,该方法除Mo的检出限0. 8μg/g超出地球化学普查要求检出限0. 5μg/g外,其它元素都在要求范围内;绝大多数主、次量元素的精密度(RSD,n=12)均小于5%,主量和次量(除Mo外)元素的准确度分别小于0. 07和0. 11,方法精密度和准确度都满足地球化学普查的要求。该法具有操作简单、多元素分析、非破坏性测定等特点,适用于大批量钻探岩心样品的分析生产。

北京市石景山区夏季雨水和大气中PCBs的特征解析

利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对北京市石景山城区夏季雨水和大气中多氯联苯(PCBs)的分布特征进行了解析.结果表明,雨水中主要为溶解态PCBs,比例高达65.23%.大气中的PCBs以气态为主,占67.70%.研究表明,雨水对大气中颗粒态和气态PCBs的清除系数相当,分别为6.00×104和5.37×104.8种类二噁PCBs同类物的毒性当量总和在大气气相、颗粒相和雨水中分别为0.36pg/m3、0.02pg/m3和0.29ng/L.北京石景山地区8种类二噁PCBs同类物对成人呼吸暴露值为0.08pg/(kg.d),说明北京石景山地区人群呼吸暴露风险比较低.

应用同步辐射X近边吸收谱法研究大气超细颗粒物中氯形态

建立了X射线近边吸收光谱法(1sXANES)测定大气颗粒物中无机氯和有机氯形态及含量的分析方法及质量控制体系。在储存环能量为1.5 GeV和光子能量为2.82 keV条件下,利用束流强度在300～150 mA的同步辐射光激发分析无机氯、链烃代有机氯和芳香烃代有机氯标准样品以及≤0.2μm的大气颗粒物样品。通过对标准品谱图的拟合计算,得到该方法无机氯、链烃代有机氯和芳香烃代有机氯最低检出限,分别为5.4,8.7和1.7μg/g。对已知无机氯和有机氯浓度的试样检出率均达到或接近95%,重复测定3-氯丙酸标准品(n=6),得到本方法的相对标准偏差(RSD)为0.9%。应用本方法可以实现定量无损地测定微量样品中氯的形态和含量,对城市大气颗粒物中氯的测定发现,颗粒物中无机氯和芳香烃代有机氯含量分别为110和12 ng/m3,链烃代氯的含量低于检出限。应用本方法对北京某地区大气颗粒物中氯元素形态进行测定,确定氯的主要存在形式是无机氯和芳香烃氯。

成都东郊稻田土中砷形态垂直分布特征和生物有效性研究

以成都东郊深度20 cm的浅层水稻土为研究对象,取1 cm厚分割样品,采用连续浸提法进行砷形态的垂直分布特征和生物有效性研究。结果表明:水稻土中砷的含量为15.37 mg/kg,以残渣态为主(74.43%),而可交换态(包含水溶态)砷所占比例最低(仅占0.46%)。可交换态和铁锰氧化物结合态与其它3种赋存形态(碳酸盐结合态砷、有机物结合态砷和残渣态砷)无明显相关性,其它3种赋存形态间呈极显著正相关性。随着土壤深度增加,可交换态砷与迁移性砷呈增加变化,碳酸盐结合态砷和铁锰氧化物结合态砷呈先增大后减小变化,总砷、有机物结合态砷和残渣态砷呈降低变化,此外,砷的生物有效性也随之减小。

固体进样-CCD光电直读发射光谱法测定地球化学样品中微量银、硼和锡

为获得样品全谱信息,提高了分辨率和灵敏度,节约材料和试剂,采用升级的CCD-1型光电直读发射光谱仪,以焦硫酸钾、氟化钠、氧化铝、碳和二氧化锗的混合物作为光谱缓冲剂,当样品与光谱缓冲剂比例为1∶1时混匀后在下电极中压实,并通过对下电极开侧孔的方式解决摄谱过程中冒样的问题,同时对上电极规格选择问题进行了考察,并优化了激发电流和曝光时间,建立了固体进样-CCD光电直读发射光谱法测定地球化学样品中微量银、硼和锡的分析方法。结果表明,在预燃阶段选择激发电流为5 A,持续3 s,在激发阶段选择激发电流为14 A,持续35 s,利用自带SpecDirect软件可准确校正干扰谱线,自动扣除背景,并能实时观察样品基线波动。选用合成硅酸盐光谱分析标准物质绘制校准曲线,考察的6种国家一级标准物质中银、硼和锡的检出限(3 S)分别为0.01、0.55、0.12 mg/kg,相对标准偏差(n=12)依次为2.4%~8.7%、5.8%~9.4%、5.2%~8.7%,测定值与标准值相符,方法各项指标均满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T0130.4—2006)的要求。

成都市郫都区唐昌镇土壤重金属污染及风险评价

在成都市郫都区唐昌镇采集788个表层土壤样品,对其pH、Cu、Pb、Zn、Ni、Hg等参数进行了分析测试,并采用地积累指数法、单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态指数法对研究区重金属污染进行综合评价。结果表明,研究区土壤中Ni比较清洁;Cu、Pb、Zn总体来说污染较小,仅个别样点存在污染情况,这些样点附近均存在工业区;Hg存在轻度—中度污染情况;大部分区域重金属污染潜在风险程度较低,强风险区域少,这主要是由于Hg潜在风险程度高的缘故,Hg的作用占主导地位,需加强管控,降低潜在生态风险程度。

利用准确度和精密度评估X射线荧光光谱法测定地质样品中12种元素的不确定度

本文针对准确度和精密度,对X射线荧光光谱法测定地质样品中的12种元素进行不确定度评定。通过统计27个地质样品中各元素准确度和精密度分别引入的相对标准不确定度,合成总相对标准不确定度;采用“不确定度分量评估模式”统计12种元素的总相对标准不确定度。结果表明:两种模式的评估结果具有较好的相似性。同时,通过“实验室测量审核结果公式”,验证了利用准确度和精密度统计总相对不确定的方式具有合理性。

四川成都市唐昌镇土壤硒分布特征及影响因素

硒是人体必须的微量元素之一,食用含硒农产品是人体获取硒元素的重要途径。调查土壤硒的含量特征、划定富硒区、查明硒空间分布和迁移富集的影响因素,对富硒土地资源利用和富硒农产品开发具有重要意义。本文选择成都市唐昌镇采集土壤样品,采用原子荧光光谱法(AAS)和电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)等方法测定土壤中的Se、As、总有机碳(TOC)等组分含量和pH值,运用方差分析、相关性分析、地理探测器等方法对土壤硒含量、分布特征及影响因素进行探讨。结果表明:①研究区土壤硒含量范围为0.082~1.10mg/kg,平均含量为0.337mg/kg,分别是成都市、四川省和全国土壤硒平均含量的1.47、4.02和1.16倍;②全镇99.2%的土壤硒呈足硒及富硒状态,且土壤硒含量随着深度增加总体呈降低趋势,空间分布上,高硒区整体呈北西向带状分布于战旗、柏木、大云和竹林等村落;③相关性分析表明土壤Pb、Cr、Ni、Cd、Hg、As、总钾(TK)、总氮(TN)、pH、TOC和海拔高度对土壤硒的富集迁移均有极为显著(P<0.01)的影响,但影响程度不一;④地理探测器的因子探测发现,TOC对表层土壤硒的空间变异独立解释能力最大(0.29),Zn次之(0.18),第三是Cd(0.16);交互探测发现,土壤TOC与其他17种影响因子交互作用的解释程度均在0.30以上,是表层土壤硒空间分异的主导因素。

五酸溶样-电感耦合等离子体质谱法同时测定地质样品中的稀土 等28种金属元素

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定大批量地质样品中的稀土和钴铪铟锰铌钽铊铬镉镓锗钒锡等金属元素,主要采用三酸或四酸溶解样品。由于地质样品组分复杂,稀土等金属元素含量低,各元素性质差异大,三酸或四酸溶样经常出现易挥发元素如钒铬镉镓锡的测定结果不稳定、镧铈镨钕等稀土元素溶解不完全的问题。本文在盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸四酸基础上引入硫酸,形成盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸-硫酸五酸溶样体系,用于水系沉积物、土壤和岩石等不同类型地质样品的一次敞口溶解,采用在线加入185 Re和103 Rh内标方式,建立了应用ICP-MS同时测定稀土等28种金属元素的方法。钒铬镉镓锡元素的准确度提高了1.4%~14.6%,镧和铈元素的准确度提高了0.2%~8.9%。该方法应用于分析水系沉积物、土壤、岩石标准物质(分别为GBW07301a、GBW07408、GBW07107),其测定值与认定值相一致,相对标准偏差(RSD)为1.14%~9.84%,准确度(△lgC)均≤0.1。该方法分析过程较简单,结果准确可靠,可满足测定大批量地质样品中稀土和钴铪铟锰铌钽等金属元素含量的要求。

电感耦合等离子体质谱仪测定地质样品中15种稀土元素——3种前处理方法的比较

采用偏硼酸锂熔融法、四酸体系(HCl-HNO3-HF-HClO)敞开酸溶法及五酸体系(HCl-HNO3-HF-HClO-H2SO4)敞开酸溶法分别对地质样品进行前处理,ICP-MS直接测定样品中La、Ce等15种稀土元素含量。结果表明采用偏硼酸锂熔融法处理样品测试结果中GSD-1a的89Y、157Gd、163Dy等元素结果准确度lg C值大于0.11,不符合地球化学普查规范(1∶50000)的要求,偏硼酸锂熔融法会使溶液盐度增加,而含盐量过高会影响ICP-MS测试结果;四酸体系测试结果准确度及精密度都不如五酸体系,加入硫酸后更有利于地质样品的溶解,同时加入硫酸可以减少易挥发元素在样品分解时的挥发,从而使得测定结果更准确。

四川成都唐昌镇表层土壤元素地球化学特征及质量评价

土壤质量状况直接关系到农产品安全和人类健康,是农业种植和土地规划重要的参考依据。四川成都唐昌镇作为成都市重要的菜篮子基地,农业种植发达,目前该地区土壤质量状况尚不清楚。为了准确掌握当前唐昌镇农业种植区表层土壤元素含量特征和质量等级,本文通过开展1∶5万土壤质量地球化学调查,采集表层土壤810件,采用X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法等方法测定了N、P、K、As、Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、Se等元素含量和pH值,进行土壤养分等级、土壤环境质量等级、土壤地球化学综合等级评价。结果表明:(1)与全国表层土壤相比,研究区表层土壤略富集Zn、Pb,较富集Se,强烈富集N、P、Cd、Hg,土壤总体呈弱酸性。(2)土壤养分综合等级以二等较丰富为主,面积占比88.0%,土壤肥力较丰富;土壤8项重金属元素环境质量等级中的一等土壤面积占比均大于96.0%,综合环境质量等级以一等清洁型为主,占比达98.06%。土壤综合质量以一等优质级为主,占比85.85%。(3)区内富硒土壤面积2.49km~2,占比3.7%,零星分布于研究区中部;富铜土壤面积63.13km~2,占94.0%;富锌土壤面积63.31km~2,占比94.17%。综上所述,唐昌镇地区表层土壤养分较丰富,土壤环境整体清洁,土壤综合质量属优质级。

偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地质样品中二氧化硅等12个成分量

使用热解石墨坩埚作为熔样器皿,地质样品经无水偏硼酸锂熔剂熔融分解,用王水溶液经过超声波振荡溶解熔盐。为了消除基体效应和仪器波动的影响,分取溶液后加入一定量的内标镉。用电感耦合等离子体原子发射光谱法对6个国家一级标准物质GBW07301a、GBW07365、GBW07408、GBW07452、GBW07107、GBW07121进行分析测定,方法精密度(RSD)<2%,准确度(RE)<7%,能够满足样品分析中各元素定量分析的要求。

高稀释比熔融-X射线荧光光谱法分析硅酸盐岩石样品中18种组分

选取土壤、水系沉积物、岩石、超基性岩、黏土等标准物质,应用混合溶剂与样品质量比为14∶1的高稀释比方法熔融制备测试样品,拟合校准曲线,建立X射线荧光光谱(XRF)同时测定硅酸盐岩石样品中18种组分(SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TFe_(2)O_(3)、MgO、CaO、K_(2)O、Na_(2)O、TiO_(2)、BaO、MnO、P_(2)O_(5)、Cr_(2)O_(3)、V_(2)O_(5)、Rb、Sr、Zr、Cu、Ni)的快速分析方法.应用帕纳科Eagon2全自动高频电感熔样机,称取7.0000 g(45Li_(2)B_(4)O_(7)+10LiBO_(2)+5LiF)混合溶剂与0.5000 g样品混合均匀,分别加入氧化剂饱和硝酸铵溶液2滴,脱模剂饱和溴化锂溶液4滴,于700℃先预氧化4 min,再1120℃熔融9 min制备样片,自然冷却至室温.此熔样方法能保证样品中待测组分熔化完全,并制得表面光滑平整的样片.用国家标准物质验证,测试结果的准确度和精密度均符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130—2006)要求.

X射线荧光光谱法测定地质样品中20种元素的不确定度评定

对X射线荧光光谱法测定地质样品中P、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Zr、Ba、Pb、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、MgO、CaO、Na_(2)O和K_(2)O等20种元素和组分的不确定度进行了评定。分析结果的不确定度由样品制备过程、仪器测量过程、标准物质和工作曲线校正4个部分引入的不确定度分量组成。通过对各个不确定分量统计量化,合成得到分析结果的合成不确定度和扩展不确定度。统计结果表明,标准物质和工作曲线校正引入的不确定度是分析结果不确定度的主要来源。

碱熔-ICP-OES和XRF测定硅酸盐样品中主量元素的比较

通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)和x射线荧光光谱法(XRF)分别测定硅酸盐样品中主量元素(SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TFe_(2)O_(3)、MgO、CaO、K_(2)O、Na_(2)O、MnO、P_(2)O_(5)、TiO_(2)),对样品制备、基体效应的校正、方法的检出限、精密度和准确度等实验进行了比较。ICP-OES采用无水偏硼酸锂高温熔融分解样品,王水溶液振荡溶解提取,各元素选用干扰较少的分析线进行测定。XRF采用超基性岩、黏土和部分国家一级的水系沉积物、土壤、岩石标准物质熔融制样,绘制校准曲线,使用基本参数法(FP)校正基体效应。结果表明,ICP-OES法比XRF测定线性范围宽(SiO_(2)除外),检出限低,但XRF分析效率高,操作便捷,成本低,绿色环保,结果理想,是目前大批量硅酸盐样品快速测定的可靠方法。

检验检测实验室数字化建设与实践探索

随着电子信息技术和计算机网络技术的迅猛发展,检验检测实验室的数字化转型有了全新的可能。我国的数字化实验室建设仍处于起步阶段,对于数字化实验室的建设要求、功能特点、业务形态没有清晰的认识和成熟的经验可循。本文结合检验检测行业的发展趋势以及数字化实验室的功能特点,分析了实验室数字化转型过程中存在的主要问题,并以“自然资源综合调查指挥中心”为例,介绍了其在数字化实验室建设方面的实践探索,旨在更清晰地阐明数字化技术对检验检测实验室的赋能方式,为检验检测实验室向智能化、数字化转型发展提供引领与借鉴。