GB/T 31231-2014 水中锌、铅同位素丰度比的测定 多接收电感耦合等离子体质谱法

　　ICS 71. 040 N 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31231—2014

　　水中锌、铅同位素丰度比的测定多接收电感耦合等离子体质谱法

　　Determination ofzincand lead isotopicratiosin aqueoussolution—

　　Multiple-collectorsinductively coupledplasma massspectrometry

　　2014-09-30发布 2015-04-15实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31231—2014

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中华人民共和国科学技术部提出 。

　　本标准由全国仪器分析测试标准化技术委员会(SAC/TC481)归 口 。

　　本标准起草单位 : 中国计量科学研究院 、中国原子能科学研究院 、中国科学院地质与地球物理研究所 、中国科学院地球环境研究所 、中国地质科学院矿产资源研究所 。

　　本标准主要起草人 :周涛 、李红梅 、任同祥 、唐一川 、李力力 、谢烈文 、贺茂勇 、侯可军 、戴新华 、逯海 、王军 。

　　水中锌、铅同位素丰度比的测定多接收电感耦合等离子体质谱法

　　1 范围

　　本标准规定了多接收电感耦合等离子体质谱法分别测定水中锌 、铅同位素丰度比的方法 。

　　本标准适用于经过化学提纯后转化为硝酸水溶液的锌 、铅天然同位素丰度样品的测定 ,样品的检测范围为锌含量 5 ng/g ~ 3 000 ng/g、铅含量 0. 5 ng/g~ 500 ng/g。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 6379. 1 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第 1部分 :总则与定义

　　GB/T 6379. 2 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第 2 部分 :确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法

　　3 水中锌同位素丰度比的测定

　　3. 1 方法概述

　　采用多接收电感耦合等离子体质谱仪 ,水溶液进样 ,样品在等离子体中电离后 ,通过磁场分离 , 同时测定64Zn、66Zn、67Zn、68Zn、70Zn 等 5 个锌同位素的离子流强度 ,计算得到同位素丰度比值 ,仪器采用锌同位素丰度比标准物质校准 ,对样品中锌同位素丰度比进行精密测量 。

　　3.2 试剂和材料

　　3.2. 1 水 : 电阻率不小于 18. 2 MΩ · cm 的高纯水 。

　　3.2.2 硝酸(HNO3 ) :采用优级纯硝酸经二次蒸馏提纯后的硝酸 。

　　3.2.3 锌同位 素 丰 度 比 标 准 物 质 : 应 选 择 同 位 素 丰 度 比 值 与 样 品 同 位 素 丰 度 比 值 尽 量 接 近 的 标 准物质 。

　　3.2.4 硝酸水溶液 :用量筒量取 2 mL硝酸 ,转移至含 98 mL水的塑料洗瓶 ,混合均匀 ,配制 2%的硝酸水溶液 。

　　3.2.5 标准溶液 :用微量取样器移取锌同位素丰度比标准物质溶液 ,加入到刻度试管中 ,加 2%硝酸水溶液稀释 ,混合均匀 ,配制锌同位素丰度比标准溶液 ,处理过程中应避免同位素沾污 ,标准溶液浓度应与样品溶液浓度一致 。

　　3.3 仪器

　　3.3. 1 多接收电感耦合等离子体质谱仪

　　磁质谱 ,丰度灵敏度不大于 5×10-6 (质量数 237, 1 μg/L铀溶液) ,配有 5 个或 5 个以上的法拉第杯接收器 。

　　GB/T 31231—2014

　　3.3.2 试验用器皿

　　使用前应确认器皿空白值 ,锌 、镍 、镓等金属元素溶出量不影响检测 。

　　3.4 测定步骤

　　3.4. 1 样品溶液的制备

　　样品为水溶液样品,或经化学处理后转化为水溶液 ,使用 2%硝酸水溶液调整样品的浓度适于质谱仪检测 。

　　3.4.2 空白溶液的制备

　　样品若用 2%硝酸水溶液调整浓度 ,可使用 2%硝酸水溶液作为空白溶液 。

　　3.4.3 同位素丰度比测量

　　使用仪器软件编制锌同位素丰度比测量方法 ,测量组数(block)设为 5~ 10,每组测量 10个数据 , 同位素比值数据结果设定为66Zn/64Zn,67Zn/64Zn,68Zn/64Zn,70Zn/64Zn。

　　根据设定的方法 ,依次测量空白溶液 、锌同位素丰度比标准溶液 、空白溶液 、待测样品,记录各同位素丰度比的测量数据 。标准溶液或样品溶液在测量后采用 2%硝酸水溶液清洗 ,清洗后仪器本底计数的变化应不影响样品测量结果 ,在标准溶液和样品溶液测量时应扣除空白溶液的计数 。

　　测量空白时 ,通过磁场扫描注意观察仪器在 64、66、67、68、70各质量数上的本底计数是否正常 ;测量样品时 ,观察其中是否含有较高浓度的干扰元素的同位素 ,如 Ni-64、Ge-70等 ,否则应在测量之前进行化学分离等工作 。

　　3.4.4 结果计算

　　结果按式(1)计算 :

　　R校 正 =R测 ……………………………( 1 )

　　式中 :

　　R校 正 — 样品中同位素丰度比的校正值 ;

　　R测 — 样品中同位素丰度比扣除空白后的测量值 ;

　　RCRM-真 — 标准物质证书上的同位素丰度比值 ;

　　RCRM-测 — 标准物质丰度比扣除空白后的测量值 。

　　3.4.5 平行试验

　　按照 3. 4. 3,对同一样品进行 6次平行试验测定 。

　　3.5 精密度

　　精密度数据按照 GB/T 6379. 1 和 GB/T 6379. 2 的规定确定 。

　　3.5. 1 重复性

　　在重复性条件下 ,获得的 6次独立测量结果的相对标准偏差不超过重复性限 r,见表 1。如果 6 次测定值的相对标准偏差超过重复性限 r,应舍弃试验结果并重新完成 6次单个试验的测定 。

　　3.5.2 再现性

　　在再现性的条件下 ,获得的 6次独立测试结果的相对标准偏差不超过再现性限 R,见表 1。

　　表 1 锌同位素丰度比测量重复性和再现性(锌含量 5 ng/g~3 000ng/g)

　　3.5.3 重复性与再现性参考值

　　表 2列出了 m 在不同范围时的 r 与 R 值 ,供参考 。

　　表 2 m 在不同范围时的 r 与R 值

　　3.6 试验报告

　　试验报告应包括以下内容 :

　　a) 鉴别样品 、实验室和分析日期等资料 ;

　　b) 注明使用的标准物质 ,样品分析结果及其表示 ;

　　c) 测定中观察到的异常现象 ;

　　d) 对分析结果可能有影响而本标准未包括的操作或者任选的操作 ;

　　e) 注明使用的本标准编号 。

　　4 水中铅同位素丰度比的测定

　　4. 1 方法概述

　　采用多接收电感耦合等离子体质谱仪 ,水溶液进样 ,样品在等离子体中电离后 ,通过磁场分离 , 同时测定204Pb、206Pb、207Pb、208Pb等 4个铅同位素的离子流强度 ,得到同位素丰度比值 ,仪器采用铅同位素

　　丰度比标准物质校准 ,对样品中铅同位素丰度比进行精密测量 。

　　4.2 试剂和材料

　　4.2. 1 水 : 电阻率不小于 18. 2 MΩ · cm 的高纯水 。

　　4.2.2 硝酸(HNO3 ) :采用优级纯硝酸经二次蒸馏提纯后的硝酸 。

　　4.2.3 铅同位 素 丰 度 比 标 准 物 质 , 应 选 择 同 位 素 丰 度 比 值 与 样 品 同 位 素 丰 度 比 值 尽 量 接 近 的 标 准物质 。

　　4.2.4 硝酸水溶液 :用量筒量取 2 mL硝酸 ,转移至含 98 mL水的塑料洗瓶 ,混合均匀 ,配制 2%的硝酸水溶液 。

　　4.2.5 标准溶液 :用微量取样器移取铅同位素丰度比标准物质溶液 ,加入到刻度试管中 ,加 2%硝酸水溶液稀释 ,混合均匀 ,配制铅同位素丰度比标准溶液 ,处理过程中应避免同位素沾污 ,标准溶液浓度应与样品溶液浓度一致 。

　　4.3 仪器

　　4.3. 1 多接收电感耦合等离子体质谱仪

　　磁质谱 ,丰度灵敏度不大于 5×10-6 (质量数 237, 1 μg/L铀溶液) ,配有 4 个或 4 个以上的法拉第杯接收器 。

　　4.3.2 试验用器皿

　　使用前应确认器皿空白值 ,铅 、汞等金属元素溶出量不影响检测 。

　　4.4 测定步骤

　　4.4. 1 样品溶液的制备

　　样品为水溶液样品,或经化学处理后转化为水溶液 ,使用 2%硝酸水溶液调整样品的浓度适于质谱仪检测 。

　　4.4.2 空白溶液的制备

　　样品若用 2%硝酸水溶液调整浓度 ,可使用 2%硝酸水溶液作为空白溶液 。

　　4.4.3 同位素丰度比测量

　　使用仪器软件编制铅同位素丰度比测量方法 ,测量组数(block)设为 5~ 10,每组测量 10个数据 , 同位素比值数据结果设定为204Pb/206Pb,207Pb/206Pb,208Pb/206Pb。

　　根据设定的方法 ,依次测量空白溶液 、铅同位素丰度比标准溶液 、空白溶液 、待测样品,记录各同位素丰度比的测量数据 。标准溶液或样品溶液在测量后采用 2%硝酸水溶液清洗 ,清洗后仪器本底计数的变化应不影响样品测量结果 ,在标准溶液和样品溶液测量时应扣除空白溶液的计数 。

　　测量空白时 ,通过磁场扫描注意观察仪器在 204、206、207、208各质量数上的本底计数是否正常 ;测量样品时 ,观察其中是否含有较高浓度的干扰元素的同位素 ,如 Hg-204等 ,否则应在测量之前进行化学分离等工作 。

　　4.4.4 结果计算

　　结果按式(1)计算 。

　　4.4.5 平行试验

　　按以上步骤 ,对同一样品进行 6次平行试验测定 。

　　4.5 精密度

　　精密度数据按照 GB/T 6379. 1 和 GB/T 6379. 2规定确定 。

　　4.5. 1 重复性

　　在重复性条件下 ,获得的 6次独立测量结果的相对标准偏差不超过重复性限 r,见表 3。如果 6 次测定值的相对标准偏差超过重复性限 r,应舍弃试验结果并重新完成 6次单个试验的测定 。

　　4.5.2 再现性

　　在再现性的条件下 ,获得的 6次独立测试结果的相对标准偏差不超过再现性限 R,见表 3。

　　表 3 铅同位素丰度比测量重复性和再现性(铅含量 0.5 ng/g~500ng/g)

　　4.5.3 重复性与再现性参考值

　　表 4列出了 m 在不同范围时的 r 与 R 值 ,供参考 。

　　表 4 m 在不同范围时的 r 与R 值

　　4.6 试验报告

　　试验报告应包括以下内容 :

　　a) 鉴别样品 、实验室和分析日期等资料 ;

　　b) 注明使用的标准物质 ,样品分析结果及其表示 ;

　　c) 测定中观察到的异常现象 ;

　　d) 对分析结果可能有影响而本标准未包括的操作或者任选的操作 ;

　　e) 注明使用的标准编号 。