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1、第43卷分析化學(FENXIHUAXUE)研究報告第9期2015年9月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1353～1359DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．150219多接收電感耦合等離子體質譜儀測定穩(wěn)定硅同位素張安余，張經張瑞峰薛云(華東師范大學生態(tài)與環(huán)境科學學院，華東師范大學河口海岸國家重點實驗室，上海200062)摘要建立了應用多接收電感耦合等離子體質譜儀(MC-ICP-MS)測定穩(wěn)定硅同位素比值的儀器分析方法。在干等離子體、中分辨率條件下，硅同位素高質量端受到C、N、0、H
2、等元素形成的多原子離子的干擾。樣品氣流量對Si的靈敏度穩(wěn)定性有重要影響，并且樣品氣流量增加會導致“NO的強度增大。中分辨率條件下，低質量數端si和si在約9mini．amu的質量范圍內保持穩(wěn)定，精度優(yōu)于0．04‰(1tr)。采用“標準一樣品”交叉法正校質量歧視時，為避免濃度效應對硅同位素測試的影響，要求標準和樣品之間硅濃度差異低于20％。溶液酸度和Cl基體含量不會對同位素測量造成顯著影響。通過優(yōu)化數據采集參數，Ssi和ssi的內精度(10-)可達到8ppm以內。標準物質長期分析結果顯示，Si和Si的長期穩(wěn)定性可達到0．06％o～0．10％。(
3、20-，rt=20)，標準物質GBW04421和GBW04422的測量值與推薦值吻合，表明本方法精確可靠。對淡水(河水、湖水)、半咸水、海水的分析結果表明，應用硅同位素可以示蹤天然水體中硅的生物地球化學過程。關鍵詞多接收；硅同位素；電感耦合等離子體質譜1引言硅(Si)是地球上豐度僅次于氧的第二大元素，約占地殼總質量的27．6％。自然界中硅循環(huán)過程(如硅酸鹽風化、硅藻的光合作用)與碳循環(huán)緊密相連，在不同時間尺度上影響控制著大氣CO分壓和全球氣候變化。Si具有三個穩(wěn)定同位素：Si(92．23％)、Si(4．67％)、Si(3．10％)。測定天然水
4、體(如河水、海水、地下水)中溶解態(tài)硅同位素組成，可以示蹤硅酸鹽化學風化、溶解態(tài)硅(DSi)生物礦化等硅的生物地球化學循環(huán)過程。最初，硅同位素組成是通過將si轉化為siF4氣體并用穩(wěn)定同位素質譜儀(IRMS)進行測量]。這種方法測量精度高，但氟化過程對實驗操作安全要求高，并且所需樣品量大，在分析DSi低濃度樣品(如表層海水)時受到限制。近年來，多接收電感耦合等離子體質譜法(MC—ICP．MS)的迅速發(fā)展使得人們可以利用更少的樣品量實現同位素的精確測量。在應用MC-ICP-MS分析硅同位素時，測量結果的精密度和準確度主要受到質譜干擾和儀器質量歧視
5、兩個因素的影響_5J。在ICP．MS中，。Si，si和。si受到來源于溶劑和大氣的c、H、0、N幾種元素所形成的多原子離子質譜干擾]，特別是采用濕等離子體進樣系統(tǒng)時，高強度的HN0會導致∞si無法準確測量J。ICP．Ms的儀器質量歧視主要由空間電荷效應和噴嘴效應導致，常用“標準一樣品”交叉法(Standard·sample—bracketing，SSB)進行校正。但是，樣品基體組成、待測元素濃度變化以及儀器設置上的差異均可引起質量歧視的變化。本研究系統(tǒng)討論了應用MC—ICP—MS測定硅同位素比值時多原子離子干擾、儀器參數、濃度效應、樣品酸度和
6、基體組成的影響，利用硅同位素標準物質評估了儀器分析精密度和準確度，并測定了典型水體環(huán)境中溶解態(tài)硅同位素組成。2015-03—18收稿；2015-05-20接受本文系國家重點基礎研究發(fā)展計~(973)項目(No．2011CB409801)資助十E·mail：yu8706@163．corn分析化學第43卷2實驗部分2．1儀器與試劑NEPTUNE多接收電感耦合等離子體質譜儀(ThermoFisherScientific公司)；Apex—IR去溶劑裝置，100p~L／minPFA微流同心霧化器(ElementalScientific，美國)；硅同位素
7、國際標準物質NBS28；硅同位素國家標準物質GBW04421和GBW04422(北京地質礦產研究所)；99．99％Na2CO，(國藥集團化學試劑有限公司)；30％Supra鹽酸(Merck，德國)；Milli—Q超純水(18．2MQ·cm，Millipore，美國)；Dowex50W—X8陽離子交換樹脂(SigmaAldrich公司，美國)。硅同位素標準溶液采用堿融法進行制備：準確稱取214．8mg硅同位素標準固體樣品和757．1mgNa：CO，固體，置于鉑金坩堝內混勻后950~C熔融lh；冷卻后，加入少量Milli．Q水并稍微加熱使其溶解；
8、將溶液轉移至容量瓶中，用Milli—Q水潤洗坩堝內壁5次，加入10mL濃HC1，用Milli．Q水定容至100mL，配制成1000mg／L標準儲備液；儲備液轉移至L
