主题：硅酸盐岩石-钡、铍、铋等37个元素的测定

1  范围
本方法适用于岩石、土壤，水系沉积物类型样品中37个主、次、痕量元素的同时测定，表1列出痕量元素的测定下限。

表1  各元素测定限(mg/g)
元素    测定限    元素    测定限    元素    测定限    元素    测定限
Ba    0.06    Gd    2.7    Sm    2.4    Ca   
Be    0.6    La    2    Sr    0.15    Fe   
Bi    10    Li    0.3    Ta    9    K   
Cd    0.9    Mo    4    Th    3    Mg   
Ce    10    Nb    12    V    1.2    Mn   
Cs    1    Nd    5.7    Y    0.24    Na   
Cr    3.6    Ni    4    Yb    0.3    Ti   
Cu    1.4    P    65    Zn    0.6       
Dy    1.2    Pb    13    Zr    1       
Ga    6.5    Sc    0.1    Al           
2  原理
采用多种酸在不同温度下，较长时间的分解试样。利用ICP光源温度高，检测限低，稳定性好，线性动态范围宽，基体效应少的特点。在60+1通道的分光计和带有自动背景校正，元素间相互干扰校正软件包的计算机，实现了同时测定37个主、次、痕量元素，除个别元素外，分析结果都很好。
3  试剂和材料
3.1  盐酸，硝酸，氢氟酸，高氯酸，王水(VHNO3+VHCl=1+3)。
3.2  聚四氟乙烯坩埚。
3.3  铝电热板(铝板厚25mm，上面有50个坩埚形圆的凹槽，深约20mm)。
4  仪器
4.1  ICP直读光谱仪，0.75mm，光栅刻线2400/mm，通道数60+1，PDP11/23计算机，有光谱移位器，有自动背景校正和进行元素相互间干扰校正系统。
4.2  射频发生器，功率2500W，频率27.12MHZ。
4.3  高盐雾化器，附有蠕动泵，氩气流量：冷却气17L/min，载气0.4L/min，试液提升量3mL/min。积分时间7s。
5  试样的制备
将样品粉碎至粒度74mm，在烘箱内105℃烘2h，待用。
6  操作步骤
6.1  试样溶液的制备
移取0.1g试样(精确至0.0001g)，置于聚四氟乙烯坩埚中，加3mL盐酸，2mL硝酸，在特制铝电热板上加热，于110℃保持1.5h。向坩埚中加3mL氢氟酸，1mL高氯酸，加盖，在电热板上利用余热放置过夜。然后在130℃加热分解2h，打开坩埚盖，于150℃赶去氢氟酸至高氯酸白烟冒尽。加1.5mL VHCl+VH2O=1+1盐酸，0.5mL VHNO3+VH2O=1+1硝酸，溶解盐类后移入10mL比色管，用水稀至刻度，此时的酸度为王水（1+9）的溶液。摇匀待用。
6.2  标准溶液的制备
采用光谱纯金属或盐配制单个元素的标准贮备液，然后根据相互有化学或光谱干扰的一些元素不能放在一起的原则，组合成7组酸度为王水（1+9）的标准溶液(见表2)。

表2  标准溶液分组及元素浓度
编号    元素    浓度(mg/mL)
1    王水（1+9）(含所有痕量元素)    0.01
2    Al    500
    Fe  Ca  Mg  K    250
    Ti  Na    100
3    Ba  Bi  Co  Mn  Pb  Sr  Zn    10
4    Be  Li  Ni  Mo  Th  Zr    10
5    Cd  Cr  Cu  P  Sc     10
6    Ce  Ga  La  Nb  Ta  V  Y    10
7    Dy  Gd  Nd  Sm  Yb    5

6.3  分析线，背景扣除情况及干扰元素校正因数见表3。

表3  分析线、背景扣除情况及干扰元素校正因数
元素波长(nm)    背景扣除情况    干扰元素校正因数K值
Al 308.215       
Ba 493.409       
Be 234.261    扣左除    Fe 0.00027
Bi 223.061    扣右边    Fe 0.00008,Mg 0.00007
Ca 317.933       
Cd 228.802    扣左边   
Ce 418.659    扣右边    Zr 0.0346, Ti-0.0087
Co 228.616    扣两边    T 0.0014
Cr 267.716    扣右边   
Cu 324.754    扣右边    Nb 0.0103, Mo 0.00078, Fe 0.00017
Dy 353.171    扣右边    Mn 0.00275, V-0.0017, Ce 0.0012
Fe 259.940       
Ga 294.364    扣右边    Mn –0.0094, Ti –0.0034, Fe 0.0002
Gd 364.619    扣右边    Ce-0.022, Ti 0.0014, Cr 0.00034
K 766.490       
La 379.477    扣右边    Ce 0.0052, Fe 0.0002
Li 670.784       
Mg 279.079       
Mn 257.610    扣右边    Fe-0.00032
Mo 202.030    扣左边    Fe-0.00019
Na 588.995       
Nb 271.662        Mo 0.015, Zr 0.0079, Fe 0.006 Mn 0.0045, Mg 0.0029, Ti 0.0028
Nd 386.341    扣右边    Th 0.188, Nb-0.0268, Ce-0.008 Ti-0.0038, Mn 0.0025
Ni 231.204    扣左边   
P 214.914        Al 0.0037, Mg 0.0019, Fe 0.0019
Pb 220.353    扣右边    Nb 0.017, Cr-0.0013, Al 0.00075 Ti 0.00052
Sc 361.384       
Sm 442.434    扣右边    Cr0.0009, Ti 0.00043, Nb-0.0003
Sr 421.552       
Ta 240.063    扣左边   
Th 401.913    扣左边    Ce 0.0542
Ti 334.941       
V 292.402    扣左边    Cu 0.00195, Mo-0.0056
Y 371.030       
Yb 328.937    扣左边   
Zn 231.856    扣左边    Cu 0.00458
Zr 343.823    扣两边   
待仪器稳定后，使软件进入程序，先用标准两点法进行标化，然后分析试样，每隔10个试样，加测一次监控样，对分析过程的质量进行监控。通过软件对原始数据进行背景扣除，谱线干扰校正和稀释因数换算后，由打定机打出分析结果。
7  精密度
经三周内10次独立分析GBW07301-GBW07308标准物质的分析结果统计，主要元素及次要元素的RSD为2%~5%，痕量元素为5%~10%，在接近测定限时约为20%。
8  几点补充说明
8.1  此法用混合酸溶解样品，是为了适应大批样品的多元素同时测定；但对于样品中如含有刚玉，尖晶石，铬铁矿，锆石等难溶矿物，则溶解不完全。
8.2  酸分解样品的优点是操作简便，大量SiO2除去，盐量减少，但Zr往往分解不完全，使测定结果偏低；Al，Nb，Cr等元素因赋存状态不同，分析结果也可能偏低。
8.3  当干扰元素对分析元素的激发是负影响时，校正因数K值为负值。
9  参考文献
9.1    岩石矿物分析编写组. 岩石矿物分析[M]第二分册(第三版).北京：地质出版社,1991，242~244.
9.2    殷宁万等.化探样品的等离子体直读光谱分析