多接收电感耦合等离子体质谱法高精密度测定汞同位素组成.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第7期2010年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry929～934DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．00929多接收电感耦合等离子体质谱法高精密度测定汞同位素组成尹润生，冯新斌FoucherDelphine。侍文芳赵志琦王静(中国科学院地球化学研究所，环境地球化学国家重点实验室，贵阳550002)(中国科学院研究生院，北京100039)(DepartmentofChemistry，TrentUniversity，1600WestBank，Drive，Peterb

2、orough，Ontario，K9J7B8，Canada)摘要采用多接收等离子体质谱(MC．ICP．MS)方法高精度测定了Hg同位素组成。本方法借助在线进样系统，最大程度上克服了同位素干扰和基体效应；采用同位素内标法和样品一标准交叉法以消除仪器自身的质量分馏；通过实验条件(如测定时间、进样量等)的优化，方法的内精度显著提高。研究表明：为保证汞同位素组成的高精度测定，汞最低进样浓度为2g／L时，内精度<0．02％0(RSD)。运用本方法对汞标准NISTSRM3133和UM—Almad6n实验室内标样长达7个月的测定，结果表明，本方法外精度<0．06％0(2SD)。此外，

3、对一系列环境样品的同位素组成进行了测定，样品的外精度<0．10％o(2SD)。测定样品Hg变化范围为一3．48‰～0．63％。，幅度达4．11‰。关键词汞；同位素比值；多接受杯电感耦合等离子体质谱1引言稳定同位素地球化学是地球化学和同位素示踪研究的重要理论支柱之一¨。近年来，非传统元素(Li，Mg，Fe，Cu，Zn，Se，Cr，Cd，Mo，T1)稳定同位素研究正成为地球化学基础研究领域备受关注的研究方向¨’。计算地球化学的新理论——核场振动效应和核自旋效应，都表明重同位素可能发生较大的分馏。汞是重要的有毒污染物，具有极强的挥发性，在自然界中有。Hg(0．15％)，Hg

4、(9．97％)，Hg(16．87％)，ooHg(23．10％)，叭Hg(13．18％)，o2Hg(29．86％)和o4Hg(6．87％)7个稳定同位素，同位素之间相对质量差达4％。汞是亲硫元素，可以以无机形式(Hg。，Hg(I)，Hg(11))和有机形式(如MeHg等)存在，其形式影响其在环境中迁移、循环、生物有效性和毒性。同时，汞形态转化的生物与非生物反应都能导致汞同位素的质量分馏。。～．副和非质量分馏。目前，初步建立的汞同位素体系已明确汞同位素可以作为汞污染源和生物地球化学反应及其发生程度的示踪剂。。。然而，汞同位素分析技术上的困难限制了它作为示踪剂的推广应用。自

5、20世纪初，研究者采用比重法¨引、中子活化(NAA)¨、气体质谱仪、Q．ICP．Ms法、ICP．TOF．Ms法¨和Single．collectorICP—MS法o-等技术测定汞的同位素组成。但由于自然界汞含量低，造成上述分析的精度较差¨。直到本世纪初，Lauretta等¨首次用MC—ICP．MS实现了汞同位素组成的高精度测定。目前，已有对陨石¨、岩石J、煤¨川、土壤和沉积物¨J、水生系统_9J、微生物等样品中Hg同位素组成测定的报道，显示Hg同位素在环境及地质过程研究中有着很好的应用前景。汞同位素测定方法多着重探讨对环境样品汞同位素测定进样方式的选择，而对实验条件优化

6、的细节讨论较少，影响了汞同位素测定的精确度。本实验借助连续流进样系统，实现了汞同位素的高精度测定。通过对NuPlasma型MC—ICP—MS实验参数的优化，提高了汞同位素测定的内精度，而且同位素测定的长期重现性优于0．06％0(2SD)，证明本方法稳定可信。运用本方法测定UM—Almad6n实验室内标样，与文献[20]的测定结果具有很好的一致性。测定环境样品的艿∞Hg为一3．48％e～0．63％。。本方法为汞同位素在环境地球化学中的应用与发展奠定了基础。2010-01-25收稿~2010-03—12接受本文系国家自然科学基金(No．40825011)资助项目E—mai

7、l：fengxinbib@rip．skleg．en930分析化学第38卷2实验部分2．1质谱仪与氢化物系统分析测试实验在中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室完成，所用仪器为英国NuInstruments公司的Nuplasma型多接收电感耦合等离子体质谱仪。进样系统采用连续流进样系统，极大改善了因直接高温加热样品释放汞所带来的不确定性]。氢化物系统如图1所示。样品与SnC1溶液还原生成Hg。气体被引入等离子源，最大程度克服了同位素干扰和基体效应。利用Apex—Q雾化器(CETACTechno1ogies，Omaha，USA)产生的11离子