胡圣虹-岩石圈地球化学-Geoanalysis-3.ppt

,第三讲元素分析及形态分析,仪器分析方法众多，对一个所要进行分析的对象，到底选择何种分析方法呢可从以下几个方面考虑所分析的物质是元素化合物有机物化合物结构剖析对分析结果的准确度要求如何样品量是多少样品中待测物浓度大小范围是多少可能对待测物产生干扰的组份是什么样品基体的物理或化学性质如何有多少样品，要测定多少目标物,选择分析方法的几种考虑,数据质量的可靠性,目标分析物元素、形态、同位素、有机物、结构分析方法AAS、AFS、XRF、ICP-OES、ICP-MS、GC、HPLC、GC-MS、LC-MS、TIMS、SEM、TEM..标准物质岩石、土壤、沉积物、植物重复样分析检查样,按被分析物质的含量划分，分为三类,常量成分分析（0.01痕量成分分析0.01-0.00001超痕量成分分析10mg,1ml微量样品分析0.1-10mg,0.01-1ml超微量样品分析MMADMAAsCAsB砷对小鼠的半致死量LD50为AsⅢ10mg/kg;对人体的是70-190mg高分离特性的色谱技术与高检测特性的ICP-MS技术的结合无疑是目前形态分析的首选技术,形态分析方法,高效的分离技术,高灵敏的检测技术,CEICSECGCHPLC,AASAFSAESICP-AESICP-MSESI-MS,,接口,高灵敏度、低检测限、宽动态线性范围和能跟踪多元素同位素信号等,,,HPLC-ICP-MS形态分析,,砷,有机锡,L.OreroIserte,A.F.Roig-Navarro∗,F.Hernandez.AnalyticaChimicaActa527200497–104,砷硒形态,GC-ICP-MS形态分析,,CE-ICP-MS,如何选择分析检测方法/数据质量应用研究工作者,分析仪器适用范围分析仪器或方法检出限样品介质及前处理方法标准物质分析结果重复样分析结果分析成本、效率,,,X荧光光谱XRF主量元素融饼SiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5压饼部分微量元素分析,原子荧光光谱AFS微量元素11种氢化元素As，Se，Hg，Sn，Te，Sb，Ge，Bi，Cd，Zn，Pb检出限0.011ng/ml,,,ICP-MS、ICP-AES与AAS方法检出限的比较（g/L）,,,哪一种技术更合适,容易使用程度分析试液中的总固体溶解量（TDS）线性动态范围（LDR）精密度样品分析能力运行的费用,容易使用程度,在日常工作中，从自动化来讲，ICP-AES是最成熟的，可由技术不熟练的人员来应用ICP-AES专家制定的方法进行工作。ICP-MS的操作直到现在仍较为复杂，尽管近年来在计算机控制和智能化软件方面有很大的进步，但在常规分析前仍需由技术人员进行精密调整，ICP-MS的方法研究也是很复杂及耗时的工作。GF-AAS的常规工作虽然是比较容易的，但制定方法仍需要相当熟练的技术。,FAAS、ICP-AESICP-MSGFAAS,,,分析试液中的总固体溶解量（TDS）,在常规工作中，ICP-AES可分析10TDS的溶液，甚至可以高至30的盐溶液。在短时期内ICP-MS可分析0.5的溶液，但在大多情况下采用不大于0.2TDS的溶液为佳。当原始样品是固体时，与ICP-AES，GF-AAS相比，ICP-MS需要更高的稀释倍数，折算到原始固体样品中的检出限就显示不出很大的优势了。,FAAS、ICP-AESGFAASICP-MS,,,线性动态范围（LDR）,ICP-MS具有超过105的LDR，各种方法可使其LDR开展至108。但不管如何，对ICP-MS来说高基体浓度会使分析出现问题，而这些问题的最好解决方案是稀释。因此，ICP-MS应用的主要领域在痕量／超痕量分析。GF-AAS的LDR限制在102～103，如选用次灵敏线可进行高一些浓度的分析。ICP-AES具有105以上的LDR且抗盐份能力强，可进行痕量及主量元素的测定，ICP-AES可测定的浓度高达百分含量，因此，ICP-AES可以很好地满足实验室主、次、微量元素常规分析的需要。,ICP-MSICP-AESFAAS、GFAAS,,,精密度,ICP-MS的短期精密度一般是1～3％RSD，这是应用多内标法在常规工作中得到的。ICP-AES的短期精密度一般为0.3～1％RSD，几个小时的长期精密度小于3％RSD。GF-AAS的短期精密度为0.5～5％RSD，长期精密度的因素不在于时间而视石墨管的使用次数。,FAAS、ICP-AESICP-MSGFAAS,,,样品分析能力,ICP-MS和ICP-AES的分析能力体现在其可以多元素同时测定上。ICP-AES的分析速度取决于是采用全谱直读型还是单道扫描型，每个样品所需的时间为2或6分钟，全谱直读型较快，一般为2分钟测定一个样品。GF-AAS的分析速度为每个样品中每个元素需3～4分钟，可以无人自动工作，可保证其对样品的分析能力。,ICP-MSICP-AESFAAS、GFAAS,,,运行的费用,ICP-MS运行费用要高于ICP-AES，因为ICP-MS的一些部件如涡轮分子泵、取样锥和截取锥以及检测器有一定的使用寿命而且需要更换。ICP-AES主要是雾化器与炬管的消耗，这和ICP-MS一样，其使用寿命是相同的。GF-AAS则主要是石墨管的使用寿命及其费用。这三种技术均使用Ar气，其消耗量是一笔相当的费用，ICP技术的Ar费用远高于GF-AAS。,FAAS、GFAASICP-AESICP-MS,,,分析性能比较,,