环境介质中微量铀的分析方法

A. 海水中微量元素的分析方法主要有哪些

灵敏度足够高的海水微量元素的直接测定法不多，加上海水中有大量基体盐类存在，不易得到可靠的结果，常先用分离富集方法，消除干扰，并提高待测微量成分的浓度，然后进行测定。 富集分离法 常用的方法有：溶剂萃取法、离子交换法、共沉淀法和冻干法等。 ① 溶剂萃取法。 例如吡咯烷基酸铵-甲基异丁基酮，可用于萃取海水中的镉、铜、镍、铅、锌、银、钴、铁等元素，供原子吸收光度法测定用。 ② 离子交换法。纤维素交换法，可富集海水中的钴、铬、铜、铁、钼、镍、铅、锌、铀等元素，供X射线荧光法和中子活化法测定用；螯合树脂交换法，可富集镉、铬、铜、铁、锰、镍、铅、锌等元素，供原子吸收分光光度法测定用。 ③ 共沉淀法。用分光光度法、原子吸收法或中子活化法测定海水中微量元素之前，可用共沉淀法富集分离。例如用氢氧化铁为沉淀剂，分离海水中的砷、铕、镧、钌、锡、钽等成分之后，再用中子活化法测定它们的含量。 ④ 冻干法。可用于中子活化法测定海水中多种元素之前的富集，但不能分离出干扰元素。

B. 环境水样中含碳污染物的分析方法主要有哪些

环境水样中含碳污染物的分析方法主要有哪些

目前多以化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD），总有机碳（TOC）等综合指标，或挥发酚类、石油类、硝基苯类等类别有机物指标，来表征有机物质含量
测定废（污）水的化学需氧量，我国规定用重铬酸钾法。其他方法有库仑滴定法、快速密闭催化消解法、氯气校正法等。
生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量.五天培养法;微生物电极法,测定BOD 的方法还有库仑法、测压法、活性污泥曝气降解法等。
总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD5或COD更能反映有机物的总量.目前广泛应用的测定TOC的方法是燃烧氧化-非色散红外吸收法
挥发酚:
酚的主要分析方法有容量法、分光光度法、色谱法等。目前各国普遍采用的是4-氨基安替吡林分光光度法；高浓度含酚废水可采用溴化容量法。无论溴化容量法还是分光光度法，当水样中存在氧化剂、还原剂、油类及某些金属离子时，均应设法消除并进行预蒸馏。如对游离氯加入硫酸亚铁还原；对硫化物加入硫酸铜使之沉淀，或者在酸性条件下使其以硫化氢形式逸出；对油类用有机溶剂萃取除去等。蒸馏的作用有二，一是分离出挥发酚，二是消除颜色、浑浊和金属离子等的干扰
硝基苯类:常见的硝基苯类化合物有硝基苯、二硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯、二硝基氯苯等。它们难溶于水。废掘谈水中一硝基和二硝基苯类化合物常采用还原-偶氮分光光度法；三硝基苯类化合物采用氯代十六烷基吡啶分光光度法
石油类:
重量法:以硫酸酸化水样，用石油醚萃取矿物油，然后蒸发除去石油醚，称量残渣重，计算矿物油含量
红外分光光度法:方法测定要点是：首先用四氯化碳直接萃取或絮凝富集萃取（对石油类物质含量低的水样）水样中的总萃取物，并将萃取液定容后分成两份，一份用于测定总萃取物，另一份经矽酸镁吸附后，用于测定石油类物质
非色散红外吸收法:石油类物质的甲基（-CH3）、亚甲基（-CH2-）对近红外区2930 cm-1（或3.4μm）光有特征吸收，用非色散红外吸收测油仪测定.测定时，先用硫酸将水样酸化早猜，加氯化钠破乳化，再用四氯化碳萃取，萃取液经无水硫酸钠层过滤，滤液定容后测定
苯系物:根据水样中苯系物含量的多少，可选用气相色谱法（GC）或气相色谱-质谱法（GC-MS）测定
挥发性卤代烃:测定水样中卤代烃的方法有顶空气相色谱法（HS-GC）、吹脱捕集气相色谱法（P&T-GC）和顶空气相色谱-质谱法（HSGC-MS）。
氯苯类化合物:采用气相色谱法可对水样中各种氯苯化合物分别进行定性和定量分析
挥发性有机污染物:其主要测定方法有气相色谱法和气相色谱-质谱法

常见污染物的分析方法有哪些？

常规的分析方法：可见分光光度法、容量法、重量法

环境中各主要污染物分析检测方法及原理

水中主要为：营养物质，重金属，放射性物质，毒性物质。
大气中主要为：CO N氧化物 S氧化物 等
污染还分为 固体废弃物污染 噪声污染

股指期货分析方法主要有哪些

股指期陆散型货分析主要包括股指期货基本面分析方法和股指期货技术分析方法，其中股指期货基本面分析方法设计的方面比较广。
除了需要对国际形势把握和对国家政策的把握分析外，还需要相关的基本面统计资料，而股指期货技术分析方法相对比较简单，只要利用市场的交易资料进行统计分析变可以进行，因此，股指期货投资者大部分选用股指期货技术分析方法来进行股指期货的交易。
股指期货基本面的分析主要包括：经济、政策、供求三个方面。经济是股市的基础，经济增长，会引起股指上涨;经济下滑，会引起股指下跌;经济出现拐点，股指走势也会出现拐点。在经济的基础上，政策发挥着重要的作用。股市上涨幅度过大， *** 会出台利空政策，抑制股市上涨，股市一般会见顶，进入下跌周期;股市下跌幅度过大， *** 会出台利好政策，股市一般会出现较大的反弹行情。资金或股票供应量也是影响股指走势的重要因素。资金供应量增加，市场的购买力增强，会形成供不应求的局面，引起股指上涨;资金供应量减少，市场的购买力下降，会引起股指下跌。同样的，股票供应增加，形成供大于求的局面，会引起股指下跌;股票供应减少，形成供不应求的局面，会引起股指上涨。基本面的变动，成为股指走势变化的重要基础。
股指期货技术分析主要是：主要利用市场价格统计来分析，比如：
1.趋势指标MACD：
MACD(Moving Average Convergence and Divergence)是Geral Appel
于1979年提出的，它是一项利用短期(常用为12日)移动平均线与长期(常用为26日)移动平均线之间的聚合与分离状况，对买进、卖出时机作出研判的技术指标。MACD还有一个辅助指标——柱状线(BAR)。MACD是从双移动平均线发展而来的，但比移动平均线使用起来更为方便和有效。
2.均线系统
美国佬葛南维教授所创的移动平均线八项法则，历来被平均线使用者视为至宝。而移动平均线也因为它，才能淋漓尽致地发挥道氏理论的精髓。八项法则中四条用来研判买进时机，四条研判卖出时机，在运用过程中应灵活使用，不可死记硬背、生般硬套。

进入环境中的有机污染物的降解主要有哪几种方式？

有机污染物在水体中的迁移转化主要是由自身的理化性质与水环境性质共同决定,其中与溶解性有机质的相互作用起着重要的作用.有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化.

海水中微量元素的分析方法主要有哪些

灵敏度足够高的海水微量元素的直接测定法不多，加上海水中有大量基体盐类存在，不易得到可靠的结果，常先用分离富集方法，消除干扰，并提高待测微量成分的浓度，然后进行测定。 富集分离法 常用的方法有：溶剂萃取法、离子交换法、共沉淀法和冻干法等。 ① 溶剂萃取法。 例如吡咯烷基酸铵-甲基异丁基酮，可用于萃取海水中的镉、铜、镍、铅、锌、银、钴、铁等元素，供原子吸收光度法测定用。 ② 离子交换法。纤维素交换法，可富集海水中的钴、铬、铜、铁、钼、镍、铅、锌、铀等元素，供X射线荧光法和中子活化法测定用；螯合树脂交换法，可富集镉、铬、铜、铁、锰、镍、铅、锌等元素，供原子吸收分光光度法测定用。 ③ 共沉淀法。用分光光度法、原子吸收法或中子活化法测定海水中微量元素之前，可用共沉淀法富集分离。例如用氢氧化铁为沉淀剂，分离海水中的砷、铕、镧、钌、锡、钽等成分之后，再用中子活化法测定它们的含量。 ④ 冻干法。可用于中子活化法测定海水中多种元素之前的富集，但不能分离出干扰元素。

颗粒污染物控制的方法和装置主要有哪些？

颗粒污染物是指悬浮于空气中的微粒。在冶金、机械、建材、轻工、电力等许多行业的生产过程中，都会产生大量的烟尘，如果不采取有效的控制措施，将污染车间及大气环境人体健康和工农业生产造成极大的危害。
1.改善能源结构。
2.提高能源利用率和利用水平，改进工艺装置和生产操作方法，从根本上防止和减少有害物的产生
3.采用通风和稀释等方法控制有害物浓度
4.采用烟尘控制装置及措施控制烟尘排放
5.建立严格的检查管理制度
针对颗粒污染物粒径性质，最常用的就是袋式除尘器（过滤）、旋风式除尘器（干法）、泡沫除尘器（溼法）、静电除尘等。

汽车排除的尾气中主要有哪些污染物

汽车尾气中含有一氧化碳、氧
化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更
大。 铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。农村居民，一般从空气中吸入体内的铅量每
天约为一微克；城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后，主
要分布于肝、肾、脾、胆、脑中，以肝、肾中的浓度最高。几周后，铅由以上组织转移到骨
骼，以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约90％～95％的铅积存于骨骼中，只有少量铅存
在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定，当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸
碱类药物而破坏了酸碱平衡时，铅便由骨中转移到血液，引起铅中毒的症状。铅中毒的症状
表现很广泛，如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖
气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等；重症中毒者有明显的肝脏损害，会出现黄
疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。 1943年，在美国加利福尼亚州的洛杉矶市，250万辆汽
车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下发生化学
反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学
烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多人!!!1．发动机的充气系数下降

中国石油大学华东 环境学导论 污水中的污染物主要有哪些

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C. 铀、钍-铅法及铅同位素地球化学

（一）铀、钍-铅法

铀、钍都为第七周期锕系元素，克拉克值分别为2.7×10^-6及9.6×10^-6，在内生成矿作用中铀、钍都呈四价离子。离子半径U⁴⁺为0.097nm，Th⁴⁺为0.102nm，两者电价相同，半径又非常相近。因此，铀、钍一般紧密共生，含铀矿物一般都含钍，只是在表生作用下，钍仍然是Th⁴⁺，而铀易氧化为六价状态，形成［UO₂］²⁺离子，此时铀、钍发生分离。

铀有²³⁵U、²³⁸U、²³⁴U三种同位素，都具有放射性，其中²³⁸U/²³⁵U=137.88。钍只有一种同位素²³²Th。²³⁸U、²³⁵U和²³²Th衰变反应如下：

地球化学原理（第三版）

²³⁸U、²³⁵U和²³²Th的衰变常数分别为：λ₁=1.55125×10^-10a^-1、λ₂=9.8485×10^-10a^-1、λ₃=4.9475×10^-11a^-1。

自然界铅同位素主要有四种：²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb，它们都是稳定同位素，其中²⁰⁴Pb是惟一的非放射性成因的铅同位素。

铀、钍-铅方法的年龄计算基本公式为：

地球化学原理（第三版）

前面两公式相除，又可获得

地球化学原理（第三版）

这样每一种铀钍矿物同时可得到四个年龄，彼此可作为年龄测定的内部检查，这是此方法的最大优点。

铀、钍-铅法一般采用单矿物样品，最广泛使用的是锆石，其它几种常用的矿物有：沥青铀矿、独居石、榍石、磷灰石、钍石等。

每种矿物的初始铅，即非放射性成因铅的混入量，一般根据²⁰⁴Pb测定值及其同时代矿物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb等比值扣除。

铀钍铅法测定一种矿物可以同时得到四个年龄，在很好的封闭体系中，四个年龄应是一样的，这称为一致年龄或和谐年龄。例如我国内蒙古伟晶岩中的独居石年龄（Ma）：²⁰⁶Pb/²³⁸U=1730，²⁰⁷Pb/²³⁵U=1700，²⁰⁸Pb/²³²Th=1770，²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb=1680。这几个年龄数据基本上是一致的，平均为1720±39Ma。

当年龄值不一致时，年龄选择如下：①当 Th≫U 时，取²⁰⁸ P b/²³² Th年龄；②当U≫Th时，老年龄矿物（大于 1000Ma）取²⁰⁷ Pb/²⁰⁶ Pb年龄或²⁰⁷ Pb/²³⁵ U 年龄；③小于 1000Ma 的矿物，取²⁰⁶ P b/²³⁸ U年龄。

矿物的不一致年龄标志了U-Pb体系的封闭性曾遭到破坏，由于²³⁵U/²³⁸U比值在地球中是一个常数，²³⁵U→²⁰⁷Pb，²³⁸U→²⁰⁶Pb计时体系是互相关联的。当有一组矿物，在某一时间发生铅丢失事件而具有不一致年龄时，则可通过U-Pb年龄的“一致曲线与不一致线”处理方法，恢复矿物形成的真正年龄，还可以测定发生铅丢失事件的年龄。这是U-Pb法特有的优点，即能在封闭体系遭到破坏时还能恢复其真实年龄。此法为韦瑟里尔首创，亦称韦瑟里尔图解。

关于一致曲线，如果矿物的封闭体系未受破坏，则²⁰⁶Pb/²³⁸U及²⁰⁷Pb/²³⁵U所得两个年龄值应该是相等的，即：

地球化学原理（第三版）

也就是：

地球化学原理（第三版）

图3-5 辽北太古宙花岗岩系锆石不一致与一致曲线

以²⁰⁶Pb/²³⁸U和²⁰⁷Pb/²³⁵U为坐标，将得到U-Pb年龄的“一致曲线”（图4-4），曲线上每个点代表一个年龄值。一种矿物的铀铅同位素分析结果²⁰⁶Pb/²³⁸U及²⁰⁷Pb/²³⁵U值（已扣除初始铅），落在这条曲线上，即获得一致年龄。

当在某一时刻由于地质作用（变质作用、交代作用或现代的风化作用等）而发生了部分铅的丢失事件，则矿物²⁰⁶Pb/²³⁸U及²⁰⁷Pb/²³⁵U年龄值将不一致，投在图3-5上的坐标点将不落在一致曲线上。如果测定的不是单个矿物，而是同时生成、同时发生部分铅丢失的一组共生矿物，则在图上这些点将形成一条直线，并与一致曲线相交，其上交点为矿物形成的年龄，其下交点为发生铅丢失事件的年龄，亦即变质作用年龄。如果铅丢失发生于近代风化作用中，则下交点显然将经过图解的零点。

例如辽宁北部太古宙的云英闪长岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩的一组锆英石，构成一条很好的不一致线，其上交点2510Ma，其下交点为170Ma，说明整个岩系形成于太古宙末，而在中生代时遭受了不同程度的热扰动，这和地质情况是完全吻合的。这套花岗岩系包裹了鞍山群地层，并在南部为古元古代辽河群所覆盖，因而其形成时代应为太古宙末期，而本区大量中生代火山岩与花岗岩的产出，说明中生代时期确曾遭受了强烈的热扰动。

对于不一致线目前还有其它几个理论解释，如蒂尔顿1960提出了铅连续扩散理论，这个理论认为上交点能恢复矿物形成的年龄，而下交点是无意义的。

近十年来，锆石U-Pb同位素年代学研究取得了重要进展。首先是应用电子背散射成像和阴极发光技术，了解锆石内部的精细结构，研究不同成因的锆石环带，用微束分析技术测定不同结构部位的成分，再用SHRIMP（高灵敏度高精度离子探针质谱）技术原位测定其同位素年龄。

（二）铅同位素的地球化学

从地球形成到现代的历史发展过程中，由于铀、钍不断衰变为铅，因而²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb在不断增长，而²⁰⁴Pb保持总量不变。这样铅同位素组成随地质年代及体系中的U/Pb、Th/Pb比值的变化而不断变化。

地球原始铅同位素组成以陨石中陨硫铁的铅同位素比值来代表。泊特逊（Patterson，1995）首次公布了原始铅的组成，其后不同学者又作了多次修正。Tatsumoto1973的数据为：²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=9.307，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=10.294，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=29.476。

由于不同地点的铅发展体系的U/Pb比值不同，因此，近代铅的同位素比值在不同的地点是有较大变动的。目前一般以太平洋海泥中的铅同位素平均值为近代铅的代表，多伊等（Doe et al.，1974）的数据为²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.773，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.681，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.736。

根据地质历史过程中²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb不断增长的原理，在某一地质时代形成的方铅矿或其它脱离了U-Pb放射性系统的铅矿物，其铅同位素组成应为：

地球化学原理（第三版）

上述公式就是铅的原始增长公式，为铅同位素地球化学最基本的公式，表明一个脱离了U-Pb放射性系统的铅矿物中铅同位素比值决定于该矿物形成的时代，以及该矿物形成环境的U/Pb比值及Th/Pb比值。

前两个公式分别移项相除可得：

地球化学原理（第三版）

这就是原始等时线公式。它说明了一个脱离U-Pb放射性系统的铅矿物中²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb及²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb的比值只决定于矿物的形成时间，或者说在各种U/Pb比值系统中同时形成的矿物其²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb与²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb的比值是一样的，即是个常数。需强调指出，至今所讨论的都是指自地球形成到该矿物晶出的整个时间内，铅演化是在单阶段演化条件下进行的，原始增长公式也就是一次增长公式。

每一种方铅矿等铅矿物在测定了²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb及²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值后，代入原始增长公式，求出Φ值，即可获得该矿物的年龄：

地球化学原理（第三版）

此年龄称为原始等时线模式年龄，或Φ值年龄。这个公式的数学计算过程比较复杂，所以一般常用查表法（表3-3）。该表是霍姆斯-豪特曼采用老常数计算的，目前仍被广泛应用。例如我国辽宁北部红透山块状硫化物矿床中方铅矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=13.898，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=14.696，计算求得Φ，查表为2560Ma。

表3-3 与Φ值相对应的模式年龄（Ma）

在获得矿物的模式年龄后，代入原始增长公式，即可求得铅演化体系的μ值（²³⁸U/²⁰⁴Pb）、ν值（²³⁵U/²⁰⁴Pb）和ω值（²³²Th/²⁰⁴Pb）：

地球化学原理（第三版）

地球化学原理（第三版）

并进一步可以计算Th/U比值

地球化学原理（第三版）

利用正常铅的铅同位素所计算出来的²³²Th/²⁰⁴Pb比值通常变动在30～40之间，而²³⁸U/²⁰⁴Pb比值一般变化在8～10之间，所以正常铅来源区中Th/U比值在2.90到4.84范围内变动。这些数值与目前观测到的地球岩石的Th/U比值范围非常近似。

同位素地球化学研究中常用²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb^-206Pb/²⁰⁴Pb发展曲线图解来形象地表示铅同位素演化特点（图3-6），图中M点为地球原始铅，μ值（²³⁸U/²⁰⁴Pb）为8、9、10的三条曲线分别代表在不同的²³⁸U/²⁰⁴Pb比值条件下铅同位素的发展曲线。0×10²Ma、10×10²Ma、20×10²Ma、30×10²Ma等直线都是等时线。当一个方铅矿样品进行铅同位素分析后，将²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值投在图上，就能清楚地看出：在一次增长条件下，此铅在什么时间形成的，是在什么²³⁸U/²⁰⁴Pb体系中发展起来的。例如辽宁关门山矿区工业矿体中铅同位素（图3-6上1号点）具有约1800Ma的模式年龄，发展于²³⁸U/²⁰⁴Pb比值平均为8.3的U-Pb体系中，而该区不具工业价值的“苞米粒子”方铅矿（图3-6上的点2），其模式年龄为200Ma左右，发育于²³⁸U/²⁰⁴Pb比值平均为8.7的U-Pb体系中。红透山Cu-Zn矿床形成于约2600Ma前，发育于²³⁸U/²⁰⁴Pb比值平均为8.7的U-Pb体系中（图3-6中3号点）。

图3-6 铅同位素增长曲线

除了解决成矿年龄外，对比矿石铅及岩石普通铅的同位素特征是解决岩石与矿床成因关系的有效手段之一。辽东古元古代辽河群大理岩中有大量的铅锌矿床，并有1900Ma的花岗岩及200Ma左右的中生代花岗岩。产于沱沟铅锌矿床中的铅同位素为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb=0.978，附近的K-Ar年龄为1900Ma的伟晶岩长石铅为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb=0.965，考虑到长石铅没有进行微量铀校正，两者是非常接近的，是经历了同一铅同位素均匀化作用的产物，说明它们可能存在密切的成因关系；而另一种产于青城子铅锌矿床中的铅同位素为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb=0.870，附近的新岭花岗岩（K-Ar年龄220Ma）的长石铅为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb=0.874，则说明了青城子铅锌矿与中生代花岗岩的成因联系。矿床学的研究也证实了有两期成矿作用的存在。

20世纪80年代后期，铅同位素在示踪物质来源、圈定找矿靶区、判别构造环境等方面取得许多重要进展。在不同矿种与不同成因的矿床之间，矿石铅同位素组成存在着明显差异。例如，钨—锡矿的铅同位素组成具有钍—铀与铀—铅富集特征，大型金矿床与金矿带的矿石铅同位素组成比同一地区的其它矿种矿石具有更强的富钍—铀特征，而以铜为主的多金属矿床常具有贫钍—铀与贫铀—铅特征。利用铅同位素可示踪找矿靶区，例如陈好寿等（1994）在对广东玉水—银矢富铜多金属矿带中的玉水式铜矿床与银矢式铅锌矿床的研究中，采用²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb特征值作为找矿标志，把²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.150±0.150和²⁰⁶Pb/²⁰⁷PB=1.155±0.005作为玉水式铜矿的找矿标志，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.65±0.05和²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb=1.19±0.01作为银矢式铅锌矿的找矿标志，对若干预测区进行预测，其结果与物、化探预测结果一致。

还应指出许多铅同位素是经历了两个以上不同的²³⁸U/²⁰⁴Pb（μ值）系统发展的，此时铅同位素的演化公式为：

地球化学原理（第三版）

这是二次增长公式。如果经过两阶段发展的铅用原始等时线去求模式年龄，得到的结果将与地质的真实年龄完全不符，某些铅经过了富铀的发展阶段（μ值特大阶段），甚至可能算出负的年龄值，显然这是不符合事实的。这些铅都是异常铅，即经历了非正常U/Pb比值系统发展的铅。此时模式年龄没有地质年龄意义。如果模式年龄比真实地质年龄老，则表明铅发展过程经历了贫铀富铅的阶段，如果模式年龄比真实地质年龄新，直至出现负年龄则表明它经历了富铀贫铅的发展阶段。

D. 地球化学找矿中常用的分析测试方法

地球化学找矿分析中经常采用的分析测试方法归纳起来大致有如下几种。

1.比色分析

比色分析是在一定条件下，使试剂(显色剂)与试液中待测元素反应生成有色溶液，通过目估与标准有色溶液(又称标准色阶)对比，以确定待测元素的含量; 或者通过仪器(如光电比色计或分光光度计)测定有色溶液对某一波长的光的吸光度，来求得待测元素的含量。

用目估比较的方法一般称为目视比色法，只能达到半定量; 用光电比色法或分光光度计来测定的方法又称分光光度法，可以达到定量要求。

比色分析的优点是简便、快速且灵敏度较高，一般可检出 0.1 ～ 0.01μg/mL 的含量。目前，比较常用的野外痕金快速测定就是采用目视比色法(微珠法或泡塑法)来确定的，一般可达纳克级，满足野外快速找金的要求; 在化探扫面中 W，Cd 常采用分光光度法的方法来测定。

2.原子发射光谱分析

原子发射光谱分析的基本原理: 任何元素的原子都是由带正电的原子核和围绕它高速旋转的带负电的电子组成，最外层的电子称为价电子。在正常情况下，原子处在最低的能量状态，称为基态。当基态原子受到外加能量(热能、电能等)激发时，它的外层电子从低能级向高能级跃迁，此时原子处于激发状态。该状态下价电子不稳定，大约在 10^{－ 8}s内便要恢复到较低的能量状态或基态，同时以光的形式释放出多余的能量。由于各种元素原子结构是一定的，每种元素都能发射某些特征波长的谱线(如铜有 327.39nm，282.44nm，297.83nm，当然每条谱线的灵敏度有所差异)。根据元素有无特征谱线，就可确定该元素是否存在; 根据特征谱线的强度就可确定元素的含量。

在地球化学找矿分析中激发光源多采用电弧光源，近年来等离子光源(ICP)也逐渐盛行起来。原子发射光谱分析法是地球化学找矿分析中最普遍采用的多元素测定方法，较好的方法一次装样可完成近 20 种元素的测定，由于其测定过程多采用人工方式，缺点是在测定速度上稍微慢了些，另外就是干扰较多且不易掌握。目前在地球化学找矿分析中应用最好方法就是 Au，Ag 和 Pt 发射光谱分析法，特别是 Au 的发射光谱测定是化探扫面推荐的标准配套分析法。

3.原子吸收光谱分析

原子吸收光谱分析基本原理: 每一元素的原子具有吸收该元素本身发射的特征谱线的性能。分析某一元素时，用能产生该元素特征的光源(如以该元素制作的空心阴极灯)。当这种光源发射的光通过被测元素的基态原子蒸气时，光就被吸收。其吸收的量与样品中被测元素的含量成正比，通过测量光源发射的光通过原子蒸气被吸收的量即可测得元素的含量。

原子吸收系统分析的特点是灵敏度高(10^{－ 6}级)、准确度和精密度较高、分析速度快、分析范围广，可测定 70 多种元素。在地球化学找矿分析中常用在 Cu，Pb，Zn，Ni等元素的测定。近年来开始采用无火焰原子吸收光谱(石墨炉或钽舟电热原子化器)，它能达到更高的灵敏度(10^{－ 9}级)，但精度目前还不理想。

4.荧光分析

物质的分子或原子，经入射光照射后，其中某些电子被激发至较高的能级。当它们从高能级跃迁至低能级时，可发射出比入射波长更长的光，则这种光称为荧光。随着激发源的不同(如可以是紫外线、X 射线等)，又有不同的荧光分析方法。

(1)荧光光度分析

利用紫外线照射物质所产生的荧光强度来确定该物质的含量，在地球化学找矿分析中常用于铀含量的测定，灵敏度可达到(0.1 ～1)×10^{－ 6}。

(2)原子荧光分析

元素的基态原子蒸气，在吸收元素发射的特征波长的光线之后，从基态激发至激发态，当这些原子由激发态跃迁至基态时就发射出荧光，由此可借助测定荧光强度来测定试样中元素的含量。在地球化学找矿分析中常采用这些方法来测定 As，Sb，Bi，Hg 的含量。

(3)X 射线荧光分析

X 射线荧光分析基本原理: 当 X 射线(初级 X 射线)照射待测样品中的各种元素时，X 射线中的光子便与样品的原子发生碰撞，并使原子中的一个内层电子被轰击出来，此时原子内层电子空位，将由能量较高的外层电子来补充，同时以 X 射线形式释放出多余的能量，这种次级 X 射线叫作 X 射线荧光。各元素所发射出来的 X 射线荧光的波长取决于它们的原子序数，而其强度与元素含量相关，借此可确定存在的元素及其含量。

该方法谱线简单，易于识别，干扰较小，方法选择性高，不仅用于微量组分(10^{－ 6})的测定，也适用于高至接近 100% 的含量组分的测定，且具有相当高的准确度。该方法不损坏样品，故同一试样可重复进行分析。它非常适用于原子序数 5(B)，6(C)，8(O)，9(F)～92(U)的测定，但仪器价格比较昂贵。

5.极谱分析

极谱分析是一种特殊条件下的电解分析，它用滴汞电极被分析物质的稀溶液，并根据得到的电压电流曲线，以半波电位确定何种元素存在，以极限扩散电流确定元素的含量。该方法灵敏度一般可达1μg/L ～1mg/L。新的极谱技术可提高3 ～4 数量级，甚至提高6 个数量级(如催化极谱法测铂族元素)，相对误差约 2% ～ 5% ，一份试液(只几毫升)可同时测定几个元素，地球化学找矿中常用于 W，Mo 的测定。

6.离子选择性电极

离子选择性电极是一种电位分析法，简单地说是把一对电极(一个叫指示电极，其电位随被测离子浓度变化，另一个叫参比电极，电位不受溶液组成变化的影响，具恒定值，起电压传递作用)插入待测溶液，当把两电极连接起来，构成一个原电池时，两极间的电位差完全取决于溶液中待测离子的浓度(电位差和离子浓度的对数呈线性关系)。

为了测定各种离子，可以制作各种离子的指示电极，它的电极的膜电位只与溶液中该离子的浓度对数呈线性关系，故称为离子选择性电极，如氟离子选择性电极，其膜电位只与溶液中氟离子浓度有关。

该方法灵敏度高，有的达到 10^{－ 9}级，设备较简单，测定速度快。地球化学找矿中用于 F，Cl，Br，I 的测定。

实际应用中除上述介绍的主要方法外，还有诸如中子活化分析、等离子质谱分析法等方法，但这些方法所采用设备价格过于昂贵，应用面不广，这里不再介绍。

地球化学找矿中分析测试方法多种多样，但依靠单一的分析测试手段完成分析测试任务要求显然是不现实的，在实际生产中常常是采用多种分析测试手段组合的方式，这样无论从分析测试灵敏度、精密度和准确度，还是从经济效益、测试速度上才能达到最优。例如辽宁地矿局中心实验室在早期区域化探样品分析就采用了如下的组合方式(表 6 2)。

表6-2 辽宁地矿局中心实验室区域化探样品采用的分析方法

E. 钍的检验和测定方法

国家标准有的
本标准适用于各类食品中天然钍和铀的测定。天然钍测定方法测定限为1×10**-8g/g 灰。天然铀测定限为乙酸乙酯萃取-荧光计法2×10**-8g/g灰；三烷基氧膦(TRPO)苯取-荧光计法1×10**-7g/g灰；N235萃取-分光光度法1.5×10**-8g/g灰;目视荧光法4×10**-7g/g灰；激光荧光法为2.5×10**-8g/g灰。
2 引用标准
GB 6768 水中微量铀分析方法
GB 14883.1 食品中放射性物质检验 总则
3 天然钍测定方法-三烷基(混合)胺(N235)萃取-分光光度法
3.1 原理
三烷基(混合)胺(N235)是一种混合三烷基(主要辛基)叔胺，其性质与三正辛胺相似。
食品灰用硝酸和高氯酸浸取，溶液经磷酸盐沉淀浓集铀和钍，在盐析剂硝酸铝存在下以N235从硝酸溶液中同时萃取钍和铀，首先用8mol/L盐酸溶液反萃取钍，再用水反萃取铀,分别以铀试剂III显色,进行分光光度测定。本法可用于食品中铀和钍联合或单独检验。
3.2 试剂和材料
3.2.1 钍标准溶液：取0.600g硝酸钍[Th(NO3)4·4H2O]溶于50mL 5mol/L硝酸溶液中，转入500mL容量瓶，用0.5mol/L硝酸稀释至刻度，此贮备液用重量法标定。按标定结果用lmol/L硝酸将一定量贮备液准确稀释成1.00μgTh/mL的钍标准溶液。
标定：准确吸取30.0mL贮备液于烧杯中，加70mL水，加热至80℃左右，以酚酞作指示剂，用氨水沉淀钍，沉淀用无灰滤纸过滤,0.1％氨水洗涤几次后，放入已恒量的坩埚中烘干，炭化，900℃灼烧成二氧化钍，恒量，计算出准确钍含量。
3.2.2 10％N235萃取剂：将50mLN235(工业纯)，50mL乙酸乙酯、50ml丙酮混合后，或单用50mLN235，以环已烷稀释到500mL,再用2mol/L硝酸溶液萃洗平衡后待用。
3.2.3 硝酸铝溶液：500g硝酸铝中加少量水和33ml,氨水,加热溶解后用水稀释到500ml。
3.2.4 饱和硝酸铵溶液：用2mol/L硝酸溶液配制。
3.2.5 0.03%铀试剂Ⅲ-草酸饱和溶液：称取0.3g铀试剂Ⅲ,溶解于水中(若溶解不完全，可加少量氢氧化钠)，稀释至1000ml。使用前倒此溶液于小试剂瓶中，加入草酸至饱和。
3.2.6 8mol/L盐酸溶液：取333mL盐酸(优级纯)，用水稀释至500ml，加入约1g尿素。
3.3 仪器和器材
3.3.1 分光光度计: 72型或其他型号, 3cm比色杯。
3.4 钍工作曲线的绘制 在8个分液漏斗中各加入10mL1mol/L硝酸溶液, 分别吸入相当于0,0.3,0.5,0.7,1.0, 2.0,3.0,4.0μg钍的钍标准溶液, 按3.5.5～3.5.6条测定钍的吸光度作为纵坐标, 实标加入的钍量为横坐标作图。
3.5 测定
3.5.1 采样、预处理按GB14883.1规定进行。
3.5.2 称取1～2g(精确至0.001g)样品灰于60mL瓷蒸发皿中(大米、玉米和肉类等含钙少的样品灰按50mgCa/g灰的比例加入钙载体溶液)，加入10mL浓硝酸，在沙浴上缓慢蒸发至干。将蒸发皿转入高温炉500℃灼烧10min(样品灰灼烧后若呈黑色或灰色时，可重复酸浸取,再灼烧处理一次),取出冷却后加入10mL8mol/L硝酸,加热溶解后趁热过滤。用8mol/L 硝酸洗涤蒸发皿2～3次，再用热的稀硝酸洗涤蒸发皿和残渣2～3次。滤液和洗涤液合并于离心管中。
3.5.3 搅拌下滴加氨水于上述浸取液中，调节溶液pH＝9使生成白色沉淀，加热凝聚。冷却后离心，弃去上清液。沉淀用水洗涤一次，离心，弃去上清液。
3.5.4 滴加浓硝酸入离心管，使沉淀刚好溶解。将溶液转移入60mL分液漏斗中，用15mL硝酸铝溶液分2次洗涤离心管，洗涤液合并入分液漏斗。
3.5.5 加15mL10％N235萃取剂入分液漏斗，萃取5min，静置分相后弃去水相。用5mL饱和硝酸铵溶液萃洗一次。
3.5.6 萃洗后的有机相依次用5.0mL和3.5mL8mol/L盐酸反萃取，每次反萃取5min。二次反萃取液合并于10mL比色管，加入1.00mL0.03％铀试剂Ⅲ-草酸饱和溶液，用8mol/L盐酸稀释到刻度。摇匀后在分光光度计(波长665nm，3cm比色皿)以8.5mL 8mol/L盐酸代替样品液加显色剂作为零值，进行比色，测定钍的吸光度。从工作曲线上查出钍含量。有机相可用于测定铀(下接7.5.7条)。
3.5.7 化学回收率测定：准确称取1～2g样品灰(与样品分析的用灰量相等)于60mL瓷蒸发皿，加入钍标准溶液2.0mL和10mL硝酸，按3.5.2～3.5.6条与未加钍标准溶液的样品平行操作。根据测得的钍含量，按式(1)计算钍的化学回收率。
3.5.8 试剂空白值的测定：不用样品灰按以上测定程序，以8.5mL 8mol/L盐酸在比色管中加入显色剂后作为零值，在同样条件下测出吸光度作为试剂空白，应在计算结果中进行校正。
3.6 计算
A’-N
R=━━━....................................(1)
Ao
NM
A=━━━....................................(2)
WR
式中：A--食品中钍含量，μg/kg或μg/L；
A’--加入钍标准溶液的样品所测得的钍含量，μg；
Ao--加入钍的量，μg;
M--灰样比，g/kg或g/L；
N--样品测定时从钍工作曲线上查得的钍含量，μg；
R-一钍的化学回收率；
W--分析样品灰质量，g。
4 天然钍测定方法-PMBP萃取-分光光度法
4.1 原理 食品灰以王水浸取，草酸盐沉淀载带钍，1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5(简称 PMBP)萃取分离后，在6mol/L盐酸介质中，以铀试剂Ⅲ显色进行分光光度测定。
4.2 试剂和材料
4.2.1 钍标准溶液、铀试剂Ⅲ溶液同N235萃取-分光光度法(3.2)。
4.2.2 PMBP萃取剂：PMBP的0.3％二甲苯溶液。
4.2.3 草酸溶液：10％和0.8％两种溶液。
4.2.4 10％磺基水杨酸溶液。
4.2.5 10％酒石酸溶液。
4.2.6 抗坏血酸。
4.2.7 盐酸溶液:0.1mol/L和6mol/L两种溶液。
4.2.8 1:1氨水。
4.2.9 钙载体溶液：40mgCa/mL。
4.2.10 高氯酸。
4.2.11 王水：1体积硝酸与3体积盐酸混合。
4.3 仪器
4.3.1 分光光度计：72型或其他型号，3cm比色杯。
4.4 工作曲线的绘制
分别吸取相当于0,0.3,0.5,0.7,1.0,3.0,5.0,7.0,9.0,10.0μg钍的钍标准溶液于十个250ml烧杯中,加20ml 6mol/L盐酸溶液、 2mL钙载体溶液,加水至250mL,按4.5.3～ 4.5.5条操作。绘制吸光度值对于钍含量的工作曲线。
4.5 测定
4.5.1 采样、预处理按GB 14883.1规定进行。
4.5.2 浸取：称取0.5～2g(精确至0.001g)灰样于蒸发皿，用少量水将灰润湿，慢慢加入5ml王水，盖上表面皿，在电炉上缓缓蒸干，再放入高温炉中，于450℃灼烧0.5h，取出冷却。加入约20mL6mol/L盐酸溶液，加热至沸，使样品溶解。稍冷，以中速定性滤纸过滤，以热酸性水洗涤蒸发皿，再洗残渣至滤液无色。控制滤液体积在250mL左右。
4.5.3 浓集：往滤液中加入2g草酸，微热使溶。以1:1氨水调节pH至1左右，使生成草酸盐沉淀。若未出现白色沉淀，则在搅拌下逐滴加入2mL钙载体溶液，加热，以促使生成白色沉淀。加热陈化，冷却0.5h以上，离心，弃去上清液。用250mL1％草酸溶液洗沉淀，离心，弃去上清液。沉淀以高氯酸和硝酸各5～10mL溶解并转移至小烧杯中，小火蒸干。
4.5.4 萃取分离：蒸干物冷却后，加10mL水、5mL10％磺基水杨酸溶液、约0.1g固体抗坏血酸，用1:1氨水调节pH至1左右，倒入分液漏斗，用少许水洗烧杯并倒入同一漏斗。加15mL0.3％PMBP-二甲苯溶液，萃取2～3min，分层清晰后弃去水相。用10mL0.1mol/L盐酸溶液萃洗有机相，弃去水相。用15mL6mol/L盐酸溶液反萃取2～3min，静置分层清晰后，将水相放入25mL容量瓶中，再用2mL6mol/L盐酸溶液反萃取有机相一次，合并反萃取液。
4.5.5 于上述容量瓶中依次加入约0.1g抗坏血酸、1mL10％草酸溶液、1mL10％酒石酸溶液和2.00mL0.05％铀试剂Ⅲ溶液，以6mol/L盐酸溶液稀释至刻度。摇匀，放置15min后,以17mL6mol/L盐酸溶液代替样品液加显色剂作为零值，在665nm波长下测定钍的吸光度。从工作曲线上查出相应的钍含量。
4.5.6 化学回收率测定：在分析样品等量灰样中加入钍标准溶液2.00mL，按测定程序操作，测定吸光度，计算回收率。
4.5.7 试剂空白值测定：不用样品灰按以上测定程序，以17mL6mol/L盐酸溶液加入显色剂后作为零值，在同样条件下测出吸光度作为试剂空白，应在结果计算中进行校正。
4.6 计算 公式和符号同3.6条。
5 天然铀测定方法--乙酸乙酯萃取-光电荧光光度法
5.1 原理 食品灰经硝酸浸取，以硝酸铝作盐析剂，经乙酸乙酯萃取分离铀，氟化钠熔融烧球后， 用光电荧光光度计测定铀的含量。
5.2 试剂
5.2.1 乙酸乙酯。
5.2.2 硝酸。
5.2.3 过氧化氢。
5.2.4 4％氟化钠溶液：优级纯或分析纯。
5.2.5 80％硝酸铝溶液：称取400g硝酸铝[Al(NO3)3·9H2O]，溶于水中，稀释至500mL。配制后用等体积乙酸乙酯(或乙醚)萃取洗涤一次。
5.2.6 铀标准溶液：准确称取1.179g经850℃灼烧过的八氧化三铀(优级纯)，用10mL盐酸和3mI过氧化氢加热溶解，蒸至近干。再加入20mL水，使完全溶解后转入10
天然钍测定方法测定限为1×10**-8g/g 灰。

F. 环境分析方法的方法

主要方法有化学分析法，仪器分析法，生物分析法和分子生物学检验法。其中化学分析法分为质量分析法、 滴定分析法。仪器分析法分为光学分析法、电化学分析法、 色谱分析法、质谱分析法等。 重量分析法，定量分析中的一种经典方法。18世纪中叶，罗蒙诺索夫首先使用天平称量法，对物质在化学变化中量的改变进行了测定，并证明了质量守恒定律，实际上为定量分析中的重量分析法奠定了基础。重量分析法要求有精密的分析天平，19世纪分析天平称量准确度达0.1毫克；20世纪出现了微量分析天平和超微量分析天平，称重的准确度分别达到 0.001和0.0001毫克，扩大了重量分析的应用范围。
重量分析法是准确地称量出一定量试样，然后利用适当的化学反应把其中欲测成分变成纯化合物或单体析出，采用过滤等方法与其他成分分离，经干燥或灼烧后称量，直至恒重，求出欲测成分在试样中所占比例。除了这种直接测定法外，还可采用间接测定法，即将试样中欲测成分挥发掉，求出挥发前后试样重量差，从而求得欲测成分的含量。重量分析法根据所用分析操作的方法分为沉淀法、均相沉淀法、电解法、气体发生（吸收）法和萃取法等。在环境污染物分析中，重量法常用于测定硫酸盐、二氧化硅、残渣、悬浮物、油脂、飘尘和降尘等。重量分析法广泛应用于化学分析。随着称量工具的改进，重量分析法也不断发展，如近年来用压电晶体的微量测重法测定大气飘尘和空气中的汞蒸汽等。 容量分析法，又称滴定法，是一种经典的方法。19世纪初期，L.盖吕萨克提出了气体定律，奠定了气体容量分析方法的理论基础。后来，他把测量气体和液体体积的分析方法应用于实际。容量分析法是利用一种已知浓度的试剂溶液（称为标准溶液）与欲测组分的试液发生化学反应，反应迅速而定量地完成（即达到反应终点）后，根据所用标准溶液的浓度和体积（从滴定管上读取）及其当量关系，算出试液中欲测组分的含量。终点的鉴定除利用指示剂的变色目视鉴定外，还可应用各种仪器的方法来鉴定，如电位滴定法、光度滴定法、高频滴定法、电流滴定法、电导率滴定法、温度滴定法等。近年来在容量分析中已采用各种型式的自动滴定仪。
容量分析的优点是操作简便，迅速、准确，费用低，适用于常规分析。根据所利用的反应种类，容量分析法可分为中和滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、络合滴定法等。在环境污染分析中，容量分析法应用于生化需氧量、溶解氧、化学需氧量等水污染常规分析指标分析，以及挥发酚类、甲醛、氰化物、氟化物、硫化物、六价铬、铜离子、锌离子等污染物的分析。 根据试液颜色深浅的程度，把试液与颜色深浅程度不同的已知标准溶液相比较，来确定物质含量的方法。
1729年P.包盖尔提出了包盖尔定律，即组成相同的呈色溶液，如液层厚度相等时，则色的强度相同。1760年J.H.朗伯特提出与包盖尔定律近似的朗伯特定律，即浓度相同的呈色溶液，色的强度与液层的厚度成比例。1852年A.比尔提出了比尔定律，即液层厚度相等时，色的强度与呈色溶液的浓度成比例。这些定律奠定了比色分析法的理论基础。1854年J.迪博塞克和J.奈斯勒等将这些理论应用于定量分析化学领域。1873年C.维洛特首先应用分光光度法以进行光度分析。光度法不像比色法那样比较呈色溶液颜色的强度，而是测定呈色溶液的透光度或吸光度。1874年Н。Г。叶戈罗夫首先将光电效应用于比色分析，他所设计的光电光度计就是现代光电比色计的雏型。1894年出现了浦夫立许光度计；1911年出现了贝尔格光电比色计；1941年出现了贝克曼DU型分光光度计。后来又出现自动记录的分光光度计、示波器分光光度计、双波长分光光度计和数字显示分光光度计等。光度法的灵敏度和准确度不断提高，应用范围也不断扩大。
比色分析法如以肉眼观察比色管来比较溶液颜色的深浅以确定物质含量的，称为目视比色法。利用光电池和电流计来测量通过有色溶液的透射光强度，从而求得被测物质含量的方法叫作光电比色法；所用的仪器称为光电比色计。 比色法和分光光度法以朗伯特－比尔定律（亦称光的吸收定律）为基础，即溶液的吸光度与溶液中有色物质的浓度及液层厚度的乘积成正比例。其数字关系式为lg（Io/I）=K·C·L。式中Io为入射光的强度；I为透射光的强度；L为光线通过有色溶液的液层厚度；C为溶液中有色物质的浓度；K为常数（对于某种有色物质在一定波长的入射光时，K为一定值），称为消光系数（也称吸光系数）。K值的大小随L和C的单位而改变，如果L以厘米表示，C以摩尔/升为单位，则此常数称为摩尔吸光系数（或摩尔消光系数），常以ε表示。
比色分析法的主要优点是准确、灵敏、快速、简便而费用又低。测定物质的最低浓度一般可达每升10-10克，如经化学法富集，灵敏度还可提高2～3个数量级。测定的相对误差通常为1～5%。
比色分析法和分光光度法在环境污染分析中已被普遍采用，但污染物必须先与显色试剂作用转化成有色化合物后才能进行测定。目前已研制出各种效果良好和非常灵敏的有机显色剂。金属离子、非金属离子和有机污染物均可用这种方法测定。 利用化学物质在紫外光区的吸收与紫外光波长间的函数关系而建立起来的分析方法。紫外光谱的波长范围可分为近紫外区（200～400纤米）和远紫外区（10～200纤米），前者常用于化学分析，后者因空气吸收波长在 200纤米以下的紫外线，测量须在真空中进行，所以在分析上较少应用。
分子吸收紫外辐射常是其外层电子或价电子被激发的结果。电子愈易激发，则吸收峰的波长就愈长。
紫外分光光度计一般用氢灯做辐射源，用石英棱镜或光栅做单色器，用光电倍增管做检测器。吸收池的材料一般为石英或硅石，长度为 1～10厘米。若用氘代替氢，其发射强度在紫外区短波长处可增加三倍。
简单的无机离子和它的络合物以及有机分子，可在紫外光谱区进行检定和测量。有效的溶剂有水、饱和碳氢化合物、脂族醇和醚。能吸收紫外辐射的有机化合物至少要含有一个不饱和键，如C=C,C=O,N=N以及S=O，以起发色团的作用。吸收峰的波长随着发色团的不饱和程度的增大而增长。一些化合物及其最大吸收波长如右表所示。
紫外分光光度法在环境污染分析方面的应用主要有以下几方面：①在大气污染分析中真空紫外线气体分析仪已应用于分析汽车废气；紫外气体分析仪可应用于分析臭氧、二氧化氮、氯气。气态氨在190～230纤米波长上有几条强烈的吸收带，可用于直接测定氨气的浓度。②某些多环芳烃和苯并（a）芘在紫外区有强吸收峰，常用此法测定。③某些含有共轭体系的油品在紫外光区具有特征吸收峰，故可用此法测定油类污染。④此法还可用于测定食物、饮料、香烟、水质、生物、土壤等试样中可能含有的致癌物质，以及残留农药、硝酸盐和酚等。⑤此法也可与色谱分析联用，待测试样先经色谱柱，然后让色谱柱洗脱液流经紫外分光光度计的吸收槽以检测试样所含的痕量污染物。近年来迅速发展起来的高速液相色谱仪均配备有紫外检测器。 也叫红外光谱分析法，是一种仪器分析方法。物质在红外光照射下，只能吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光线，因此不同物质只能吸收一定波长的入射光而形成各自特征的红外光谱，而对一定波长红外线吸收的强弱则与物质的浓度有关。根据这一原理可进行物质定性、定量分析及复杂分子的结构研究。
在环境分析化学中，红外分光光度法主要用于 450～1000厘米-1红外区有吸收的气体、 液体和固体污染物。在测定大气污染时，采用多次反射长光程吸收池和傅里叶变换红外光谱仪，可测ppm至ppb级浓度的易挥发性气体（乙炔、胺、乙烯、甲醛、氯化氢、硫化氢、甲烷、丙烯、苯、光气等）。在大气中发现的一种新化合物过氧乙酰硝酸酯，就是经过红外光谱法和质谱法的鉴别后确定的。用红外光谱法还发现了美国洛杉矶空气中有臭氧存在。用傅里叶变换红外光谱可测定水中浓度在1ppb以下的有机污染物和农药。与质谱法相比，红外光谱法可以很容易地区分污染物的各种异构体。红外光谱法是鉴别水中石油污染的主要方法之一。红外光谱法可用于大气污染化学反应的测定。气相色谱－红外光谱联用技术可以测定低沸点、易挥发的有机污染物。由于利用了气相色谱的分辨能力，突破了红外光谱法原来只适用于纯化合物的限制，因此气相色谱-红外光谱联用也能应用于混合物的测定。 利用元素的原子蒸汽（火焰或石墨炉产生）吸收锐线光源（空心阴极灯或无极放电灯）的光进行定量分析的方法。主要优点：①选择性好，干扰少，在分析复杂环境样品时容易得到可靠的分析数据。②仪器操作简便，费用较低。③灵敏度高，可用于微量样品分析。用火焰原子吸收法可测定样品含量至毫克每升级，用石墨炉法可测至微克每升级，灵敏度高于高频耦合等离子体法。④测定含量范围广，既能进行痕量元素分析，又能测定基体元素的含量。稳定的原子吸收分光光度计，其准确度能达到0.1～0.3%，可与经典容量法相比拟。
原子吸收光谱法加测汞和氢化物发生器等附件，测定灵敏度可比石墨炉更高，汞、砷、硒、碲、铋、锑、锗锡、铅的测定范围可提高1～2个数量级。原子吸收光谱法已广泛用于测定水、飘尘、土壤、粮食以及各种生物样品中的重金属元素。用原子吸收光谱法测定的元素已达七十多种。原子吸收光谱法中以火焰法比较成熟，使用最多，但对于环境样品，分析灵敏度还不够高。石墨炉法虽不够成熟，却是一种灵敏度很高的分析手段。
原子吸收光谱法的缺点是：①测定每种元素都要更换专用的灯，不能同时作多元素分析。②各种干扰作用比高频耦合等离子体法更大。③对共振线位于真空紫外区的元素测定有困难。④对固体样品的测定比较困难。⑤对某些高温元素如铀、钍、锆、铪、铌、钽、钨、铍、硼等的测定灵敏度太低。 利用原子蒸汽在电或热的激发下产生的光谱，通过光谱仪照相记录或光量计直接读数的定量分析方法。主要特点是能一次同时测定多种金属元素，选择性好，干扰少，能直接分析液体和固体样品，适合于定性和多种元素定量分析。分析范围液体为毫克/升到微克/升，固体分析灵敏度为1%至0.001%。采用化学分离富集后再行测定，可提高灵敏度 1～2个数量级。在环境保护中可用于分析水、飘尘、土壤、粮食以及各种生物样品等。缺点是要用照相干板记录，分析周期长；对于超痕量元素的定量分析，灵敏度不够；直接分析固体样品时，误差较大。
传统的发射光谱分析，是用溶液干渣法分析溶液，碳槽粉末法分析固体；以交流电弧或直接电弧作为激发光源；使用中型石英光谱仪或光栅光谱仪，照相干板记录。基体影响将使分析误差加大。最近，在溶液干渣法中引入锂盐为缓冲剂，使基体影响减少，分析准确度大大提高，因而发射光谱法在一定程度上成为一种通用的定量分析方法。碳槽粉末法由于工作曲线斜率低，误差大，还未能成为通用的定量分析方法。
近年来，发展了直流和高频耦合等离子体光源，结合使用光电记录，提高了分析的精度、灵敏度和速度，减少了基体效应，有较好的再现性，较宽的线性动态范围，并可同时测定多种元素，是一种新的分析手段。但高频耦合等离子体为光源的仪器价格昂贵，氩气消耗量大，分析成本高，对于环境样品的分析灵敏度不够。直流等离子体光源的灵敏度虽不及高频耦合等离子体光源，但仪器价格低，氩气消耗小，对人体健康影响小，所以近年来发展很快。 X射线荧光分析的基本原理是以高能X射线（一次X射线）轰击样品，将待测元素原子内壳层的电子逐出，使原子处于受激状态，10-12～10-15秒后，原子内的原子重新配位，内层电子的空位由较外层的电子补充，同时放射出特征X射线（二次X射线）。特征X射线波长λ和原子序数Z有一定关系：λ ∝1/Z2。测定这些特征谱线的波长或能量可作定性分析；测量谱线的强度，可求得该元素的含量。
X射线荧光分析法所用的激发源有X射线管、放射性同位素、电子、质子或α 粒子等。测定方法有波长色散法和能量色散法两种。波长色散法是一种经典方法。能量色散法采用Si（或Li）半导体探测器和多道分析器，可同时测定钠以上的全部元素，它的分辨率比波长色散法低些，但能适用于多元素分析。
X射线荧光分析法具有快速、准确、 测定范围宽、能同时测定多种元素、自动化程度较高和不破坏样品等优点，故已广泛地应用于环境污染监测。如测定大气飘尘中痕量金属化合物；借助电子计算机，自动监测大气飘尘以及大气中二氧化硫和气溶胶吸附的硫，也适用于测定各种水体悬浮粒子中的重金属以及溶解于水中的痕量元素。 物质吸收了某一波段的光线（激发光）后，引起能级跃迁，发出波长比激发光的波长稍长些的光线，这种光线称为荧光。测量荧光光谱特性及其强度以确定该物质及其含量的方法，称为荧光分析法。如被测样品的浓度很低，其荧光强度便与物质的浓度成正比，根据这种特性，可以进行物质的定量分析；不同物质具有不同的荧光激发光谱和发射光谱，根据光谱的特性可以进行物质的定性分析。特别是荧光分光光度计能得到两种光谱（激发光谱和发射光谱），用这两种光谱图鉴定物质，比使用吸收光谱法更为可靠。
荧光分析所用的仪器有目测荧光计、光电荧光计和荧光分光光度计等。每种仪器均由光源、滤光片或单色器、液槽和探测器等部件组成。
荧光分析法的灵敏度很高，比一般的分光光度法高2～3个数量级，能检测10-11～10-12克的痕量物质。荧光分析法还具有实验方法简便、取样容易、试样用量少等优点，因而是一种重要的分析技术。目前用荧光分析法测定的元素已达60多种，化合物数百种。在环境污染分析中，荧光分析法已被广泛地应用于测定致癌物和其他毒物，如苯并（a）芘等多环芳烃、β-萘胺、黄曲霉毒素、农药、矿物油、硫化物、硒、硼、铍、铀、钍等。 气相色谱－质谱联用技术（GC-MS）
由气相色谱仪与质谱仪结合使用的一种新型完整的分析技术，可进行复杂混合化合物的定性定量分析。通常还配备电子计算机，以构成气相色谱-质谱-计算机系统。气相色谱仪与质谱仪的结合，中间大多要经过一界面装置（分子分离器），解决色谱柱出口（通常为常压）与质谱仪离子源（真空度为10-4～10-7）之间的压降过渡的问题；分子分离器还能对进入质谱仪的色谱馏分起到浓缩作用。但毛细管柱色谱仪与质谱仪的结合也有采取不经分子分离器的直接耦合方式。一般采用的分子分离器有喷嘴、多孔玻璃、多孔银、多孔不锈钢、聚四氟乙稀毛细管、硅橡胶隔膜、导通率可变的狭缝、涂有硅酮的银－钯合金管、膜片－多孔银等类型。试样馏分随载气进入分子分离器时，由于馏分分子量与载气分子量相差较大，空间扩散能力不同，从而在大抽速泵的抽力下大部分载气与试样馏分在分子分离器里得到分离。典型的双喷嘴式分子分离器见图3,气相色谱-质谱联用装置示意图见图 4。
质谱仪是用以分析各种元素的同位素并测量其质量及含量百分比的仪器。它是由离子源、分析器和收集器三个部分组成。用于气相色谱－质谱联用技术的质谱仪有磁式质谱仪和四极矩质谱仪两种类型。前者分辨本领高（R=1000～150000），灵敏度也高（10-9～10-13克），而且质量范围较宽，并可增设峰匹配、亚稳技术等功能，但扫描速度不如后者。四极矩质谱仪灵巧轻便，扫描速度快，特别适合于毛细管柱色谱窄峰情况，但分辨本领一般只能达到R=1000～3000，而且质量范围窄，存在质量歧视效应。气相色谱－质谱联用技术中经常用到的质谱技术有：①电子轰击技术，用来了解样品的结构信息和分子组成，是质谱中最为常用的技术。②化学电离技术，可获得电子轰击技术无法获得的某些化合物的分子信息。③单离子检测技术，对被测化合物的特征离子质量进行单离子检测可得到高信噪比质量色谱图，灵敏度比扫描全部谱图质量范围高2～3个数量级，同时可对未得到分辨开的色谱峰进行甄别。此法对可疑色谱峰的鉴别尤其有用。与气相色谱的保留值相结合可直接给出可靠的定性结果。④质量碎片技术，通过跳跃扫描技术同时扫描所选定的多个特征离子。这项技术专一性强、灵敏度比总离子流高2～3个数量级（一般可达10-10～10-12克）。与计算机相结合可发展为强度匹配技术和计算机化的质量碎片技术。
用于气相色谱－质谱联用的气相色谱技术与普通气相色谱技术不同之处在于：对载气流率和固定液的流失更为敏感。因受质谱仪真空度所限，载气流率不易达到最佳化，同时，在载气种类的选择上，由于分子分离器原理的要求，只能选取那些扩散系数与样品化合物相差甚远的轻质量气体。一般多采用氦或氢。用于气相色谱－质谱联用的色谱柱固定液分离效率要高，热稳定性要好，固定液在柱中的含量要低，以保证高效低流失。常用的固定液有：SE-30，SE-52,SE-54,OV-1,F-60,QF-1,Dexsil 300，Dexsil 400,PPE-20,SF-96等类型。最近石英毛细管弹性柱也广泛用于气相色谱-质谱联用技术中。
在气相色谱－质谱联用技术中的计算机系统能对采集的信息进行数据处理，并可将测定谱与储存于计算机内的标准谱图库进行对照检索，并自动给出最终测定结果。
气相色谱－质谱联用技术在环境分析中用于测定大气、降水、土壤、水体及其沉积物或污泥、工业废水及废气中的农药残留物、多环芳烃、卤代烷以及其他有机污染物和致癌物。此外，还用于光化学烟雾和有机污染物的迁移转化研究。
气相色谱－质谱联用技术在环境有机污染物的分析中占有极为重要的地位，这是因为环境污染物试样具有以下特点：①样品体系非常复杂，普通色谱保留数据定性方法已不够可靠，须有专门的定性工具，才能提供可靠的定性结果。②环境污染物在样品中的含量极微，一般为ppm至ppb数量级，分析工具必须具有极高灵敏度。③环境样品中的污染物组分不稳定，常受样品的采集、储存、转移、分离以及分析方法等因素的影响。为提高分析的可靠性和重现性，要求分析步骤尽可能简单、迅速，前处理过程尽可能少。气相色谱－质谱联用技术能满足环境分析的这些要求。它凭借着色谱仪的高度分离本领和质谱仪的高度灵敏（10-11克）的测定能力，成为痕量有机物分析的有力工具。美国使用质谱仪发现了大气中的过氧乙酰硝酸酯和二氧杂环丙烷的痕迹。 极谱分析法，是根据极谱学的原理建立起来的分析方法。这种分析法是将一面积极小的滴汞电极和一面积较大的去极化电极浸于待测溶液中，逐渐改变二极间的外加电压，从而得到相应的电流－电压曲线（极谱图）。通过对电流-电压曲线的分析和测量，即可求得试液中相应离子的浓度。
传统的极谱分析法，灵敏度一般在10-4～10-5摩尔范围内。近些年来提出了许多新的极谱分析方法。其中应用比较广泛的有示波极谱法、方波极谱法、脉冲极谱法以及极谱催化法和反向溶出伏安法等。其中反向溶出伏安法在环境分析中使用较多。
反向溶出伏安法又称为阳极溶出法。这种方法是使被测物质在适当的条件下电解富集在微电极上，然后改变电极的电势，使富集的物质重新溶出。根据电解溶出过程所得到的极化曲线进行分析。这种方法的灵敏度很高，一般可以达到 10-7～10-10摩尔，可用来测定天然水、海水、生物样品中的铜、铅、镉、铟、铊、铋、砷、硒、锡等元素。 根据溶液电导的变化进行测定的电分析方法。在水质监测中，水的电导率是评价水体质量的一个重要指标。它可以反映水中电解质污染的程度，是水质监测中的常测项目。
电导分析法也可以用来测定水中的溶解氧。由于一些非电导元素或化合物可以与溶解氧反应产生离子而改变溶液的电导性，因此可通过测量水体的电导变化来确定水中溶解氧的含量。例如金属铊与水中溶解氧反应产生Tl+离子和OH-离子，每增加0.035微西/厘米的电导率（西是西门子，电导单位），相应为1ppb的溶解氧。
大气中的二氧化硫也常用电导法测定。其原理如下：二氧化硫与水反应生成亚硫酸，其中一部分离解生成氢离子和亚硫酸根离子，呈导电性：
SO2+H2O─→H2SO3
H2SO3匑2H++SO卲
因此使气体样品与具有一定电导的溶液以一定比例接触，通过吸收二氧化硫后溶液电导的增加，就可以连续测定气体样品中二氧化硫的含量。此法测量范围较大，但如果气体样品中含有溶于水并会产生电导性的其他气体，则会影响测定结果的正确性。 包括电位滴定法和直接电位法。电位滴定法是一种仪器分析方法，是电容量分析法。这种方法是以某种能与被测物质反应的标准溶液滴入试液中，并在滴定过程中观察指示电极电位的变化，根据反应达到等当点时待测物质浓度的突变所引起的电位突跃，来确定滴定终点，从而进行定量分析。此法可用于环境分析中工业废水的酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定和络合滴定等。直接电位法是通过直接测量对待测试液中离子浓度产生响应的指示电极的电位，来进行定量分析的。水质监测中pH值和氧化还原电位的测定都采用直接电位法。
近年来由于离子选择性电极的产生和发展，使直接电位法在环境监测中得到了更广泛的应用。例如，应用氟离子选择性电极测定大气、天然水和工业废水中的氟离子，具有快速、准确、方便、灵敏等优点。氰离子选择性电极、硝酸根电极、卤族离子和硫离子等电极也都在环境监测中得到了应用。
固态膜铅离子和镉离子选择性电极可以测定 10-7摩尔铅离子和镉离子。在实验室内已开始应用于水、空气、食品、生物样品中铅和镉的测定。
用于直接电位法的离子选择性电极种类颇多，中国研制和生产的电极有20多种，其中有些已应用于环境监测和污染控制。 在电解分析基础上发展起来的一种电化学分析方法。它是通过测量电解反应所消耗的电量来计算结果的。库仑分析法的基础是法拉第电解定律。在电流作用下进行电极反应的物质的量与通过电解池的电量成正比。每通过 1法拉第电量，在电极表面即沉积或溶出1克当量的物质。若反应物质的分子量或原子量为M，电极反应时电子转移数为n，通过电解池的电量为Q，则被测物质的重量W 即可由法拉第定律计算出来：（图1）
在库仑分析中，被测物质可以在控制电位下直接在电极上发生反应，也可以利用某种辅助物质在恒电流作用下在电极上发生反应，产生一种库仑中间体，再与被测物质作用。前者称为控制电位库仑分析，后者一般叫做恒电流库仑滴定。库仑分析法在环境监测中应用较多。大气中的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、臭氧和总氧化剂，水中的生化需氧量、化学需氧量、卤素、酚、氰、砷、锰、铬等都可以用此法测定。

G. 铀的形态分析

65.1.4.1 铀的价态分析

(1)铀矿石和岩石中铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的测定

方法提要

试样在高浓度硫酸羟胺、邻菲啰啉、无水碳酸钠保护剂存在下，加入氢氟酸在(40±5)℃温度下瞬间进行分解。此时试样中的铀(Ⅵ)以UO²⁺₂形式进入溶液，并立即生成稳定的UO₂F₂配合物;而试样中铀(Ⅳ)则生成溶解度极小的UF₄沉淀。当用钍作载体时，铀(Ⅳ)沉淀被定量载带下来。用抽滤法快速将沉淀和滤液分离。抽滤后的铀(Ⅳ)沉淀视含量高低分别选用容量法或激光荧光法进行测定。方法适合于2×10^-6以上铀(Ⅳ)的测定。

铀(Ⅵ)的含量可用总铀量减去铀(Ⅳ)量求得;也可以由滤液中分取部分溶液经破坏有机物后转入50mL容量瓶中，用激光荧光法进行铀(Ⅵ)量的测定。方法适合于1×10^-7以上铀(Ⅵ)的测定。

仪器和装置

激光荧光铀分析仪。

布氏漏斗内径50mm。

试剂

无水碳酸钠。

邻菲啰啉。

硫酸羟胺。

氢氟酸。

高氯酸。

硝酸。

盐酸。

磷酸。

硫酸。

氯化钙溶液(50g/L)。

硫酸钍溶液(0.5mol/LH₂SO₄溶液中含Th2.5mg/mL)。

三氯化钛溶液(150g/L)。

亚硝酸钠溶液(150g/L)。

尿素溶液(200g/L)。

硫酸亚铁铵溶液(100g/L)。

铀荧光增强剂(核工业北京地质研究院生产，简称J-22)。

混合溶液(J-22100mL加入900mL2.5g/LNaOH溶液混合)。

钒酸铵标准溶液(对铀的滴定度T=0.0003g/mL)配制及标定方法见本章

65.1.3.1亚铁还原-钒酸铵氧化容量法。

铀标准储备溶液ρ(U)=1.00mg/mL称取0.2948g烘干的基准试剂八氧化三铀于烧杯中，加入10mLHNO₃，加热至完全溶解，蒸发至近干后，加入10mLHNO₃提取，用水冲洗表面皿并转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

铀标准溶液ρ(U)=10.0μg/mL用(1+99)HNO₃稀释铀标准储备溶液配制。

根据需要移取适量铀标准溶液分别配制0.2μg/mL和1.0μg/mL铀标准工作溶液。

二苯胺磺酸钠指示剂(5g/L，溶解于0.5mol/LH₂SO₄溶液中)。

铀空矿(铀含量小于1μg/g的长石)。

分析步骤

A.试样分解及U(Ⅳ)与U(Ⅵ)的分离。于干燥的塑料烧杯中加入0.6g硫酸羟胺、0.3g邻菲啰啉、50.0mg铀空矿，称入25～50mg(精确至0.01mg，视总铀含量)试样，然后加入2mLHF，立即摇动烧杯，迅速依次加入8mL温度为(40±5)℃的硫酸钍溶液、0.1gNa₂CO₃和1mLCaCl₂溶液，并不断搅匀后，立即将试样转入已预备好的布氏漏斗进行快速抽滤。溶液抽干后用4～5mL0.5mol/LH₂SO₄洗涤烧杯和滤纸各3～4次。将沉淀及滤纸转入100mL烧杯中，用水冲洗漏斗，洗液并入烧杯中，待处理后供测定铀(Ⅳ)用。

B.铀(Ⅳ)沉淀的处理。在盛有铀(Ⅳ)沉淀的烧杯中加入14mLHNO₃和5mLHClO₄，置于电热板上加热溶解直至蒸干冒尽白烟，视铀含量的高低分别选用容量法或激光荧光法进行铀的测定。

a.容量法测定铀(Ⅳ)。向上述处理过的铀沉淀加入2mLHCl，提取盐类并加热至1mL左右，沿壁加入20mL(2+3)H₃PO₄，再加热溶解，并转入锥形瓶中，总体积控制在30mL左右，在不断摇动下，逐滴加入三氯化钛溶液直至出现稳定的紫红色，再过量2滴，放置5min，加1mLHCl和1.5mLNaNO₂溶液，用力摇动锥形瓶至棕色褪去，加5mL尿素溶液，继续摇动至气泡消失。5min后加2滴二苯胺磺酸钠指示剂，用钒酸铵标准溶液滴定至出现微红色为终点。

b.激光荧光法测定铀(Ⅳ)。向上述处理过的铀沉淀中加入5mL(1+2)HNO₃，置于已预热的电炉上加热使盐类溶解，并立即取下烧杯，将溶液转入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，放置过夜。分取0.50mL以上试液于测量石英皿中，加入4.5mL混合溶液进行测量，记录铀荧光强度(F₁)，准确加入适量体积、适量浓度的铀标准溶液，搅匀，再测量其荧光强度(F₂)。

(2)总铀量的测定

a.激光荧光法测定总铀量。称取0.1g(精确至0.0001g)试样置于30mL聚四氟乙烯坩埚中，加入2mLHF、5mLHNO₃和2mLHClO₄，摇匀，置于已预热的电热板上加热分解，盖上盖子，中温微沸至试样分解完全。去掉盖子继续加热至白烟冒尽，取下坩埚，沿壁加入5mL(1+2)HNO₃，以下操作按上述激光荧光法测定铀(Ⅳ)步骤进行。

b.容量法测定总铀量。称取0.1～0.3g(精确至0.0001g)试样置于150mL玻璃烧杯中，加水湿润试样，加20mLHCl、2mLHF和15mLH₃PO₄，摇匀后置已预热的电炉上加热分解，至试样液面无大气泡为止。取下烧杯稍冷后加入25mL热水，摇匀，再加热至沸时加入3mL硫酸亚铁铵溶液，沸腾后立即取下烧杯，趁热过滤，滤液收集于250mL锥形瓶中，用25mL(2+3)H₃PO₄分别洗涤烧杯和漏斗，在室温下，加1mLHCl、1.5mLNaNO₂溶液。以下操作按容量法测定铀(Ⅳ)步骤进行。

按式(65.1)计算容量法测定铀的含量。

按式(65.30)计算激光荧光法测定铀的含量:

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(U)为试样中铀的质量分数，μg/g;F₁为试样中铀荧光强度;F₂为试样加入铀标准溶液后荧光强度;V₃为试样加入铀标准溶液的体积，mL;ρ(U)为加入铀标准溶液的浓度，μg/mL;V₁为试样溶液的总体积，mL;V₂为分取试样溶液的体积，mL;m为称取试样的质量，g;w(BK)为空白试验铀质量分数，μg/g。

注意事项

1)试样分解及铀(Ⅳ)的分离操作应尽快完成，防止四价铀被氧化。

2)测定方法视铀含量而定。低含量铀的测定也可以采用光度法或极谱法，但应在铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)分离以后，再经TBP色层柱富集铀并与干扰元素分离后测定。

(3)沥青铀矿中铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的测定

方法提要

试样经氢氟酸-硫酸分解，四价铀以四氟化铀形式沉淀，加入二氧化硅后四氟化铀溶解:

3UF₄+2SiO₂+6H₂SO₄=3U(SO₄)₂+2H₂SiF₆+4H₂O

然后在磷酸介质中用钒酸铵标准溶液滴定四价铀。六价铀的含量用常规方法测定总铀量减去四价铀求得。

试剂

二氧化硅粉末(<74μm)。

硫酸。

磷酸。

氢氟酸-硫酸混合液50mLHF与100mL0.5mol/LH₂SO₄混合，贮存于塑料瓶中。

钒酸铵标准溶液(对铀的滴定度T=0.0003g/mL)配制及标定方法见本章

65.1.3.1亚铁还原-钒酸铵氧化容量法。

N-苯基邻氨基苯甲酸溶液称取0.2gN-苯基邻氨基苯甲酸溶解于2g/L碳酸钠溶液中。

二苯胺磺酸钠溶液称取0.5g二苯胺磺酸钠溶解于100mL0.5mol/LH₂SO₄中。

分析步骤

称取5～10mg(精确至0.01mg)试样置于50mL聚四氟乙烯烧杯中，加入3mLHF-H₂SO₄混合液，摇匀，盖上塑料片，放置5min，待绿色沉淀出现后，加入3～5g二氧化硅粉末，加入10mL近沸的6mol/LH₂SO₄，加热煮沸8～10min。稍冷，转入100mL锥形瓶中，用20mL(25+75)H₃PO₄分4次洗涤烧杯，合并于锥形瓶中，在冷水中冷却至室温。加入二苯胺磺酸钠和N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂各2滴，用钒酸铵标准溶液滴定至呈现稳定紫色即为终点。

按式(65.1)计算铀(Ⅳ)的含量。

六价铀的含量同65.1.4.1(1)铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的测定。

注意事项

5mg试样中，含10μg钒(Ⅴ)、20μg铁(Ⅲ)、50μg钼(Ⅵ)、3mg钛(Ⅳ)和5mg锰(Ⅱ)不影响测定结果，二氧化锰的存在使铀(Ⅳ)的结果严重偏低。

65.1.4.2 铀的顺序提取形态分析

在地球化学环境中，铀是比较容易迁移的元素。在还原条件下，铀迁移大多只限于厘米级的范围。当环境具备充分的氧化性使铀酰离子及其配合物保持稳定时，铀可以从蚀变源岩迁移很远，直至溶液化学变化导致铀矿物沉淀。当氧化铀接触较强还原能力的环境时，铀即还原并形成晶质铀矿、铀石或钛铀矿。在广泛变化的环境中可形成六价铀矿物沉淀，进而形成种类繁多的铀酰矿物。由于在氧化的水溶液环境中，晶质铀矿可以迅速溶解，进而形成发育复杂的铀酰矿物与晶质铀矿的共生组合。利用铀矿物和铀形态分析研究铀迁移活动规律在近年来受到重视，利用铀分量进行地球化学找矿应用研究也引起关注。

方法提要

采用顺序提取方法用不同试剂提取砂岩铀矿地质试样中铀及伴生元素钒、钼、硒、铼、铅的各形态，以ICP-MS法进行测定。提取方法采用Tessier流程，提取的形态为:可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残余态。

通过模拟验证并在已知矿区的应用，对本方法的实用性进行检验。结果表明，碳酸盐结合态铀具有指示地下铀矿信息的特征。

仪器与装置

电感耦合等离子体质谱仪。

自动控温电热板最高温度为400℃，控制精度小于5℃，表面有聚四氟乙烯涂层。

恒温干燥箱(-20℃～400℃)。

离心机。

试剂

盐酸。

硝酸。

氢氟酸。

高氯酸。

过氧化氢。

乙酸c(HAc)=0.11mol/L在通风橱中向1L有刻度的聚丙烯瓶或者聚乙烯瓶中加入大约0.5L水，然后加入(25±0.2)mLHAc，用水稀释至刻度，摇匀。取此溶液250mL用水稀释至1L，摇匀。

盐酸羟胺-乙酸溶液c(NH₂OH·HCl)=0.04mol/L称取2.78gNH₂OH·HCl，溶于(1+3)HAc溶液中，移至1000mL容量瓶中，以(1+3)HAc稀释至刻度，摇匀。

乙酸铵溶液c(NH₄Ac)=3.2mol/L称取246.7gNH₄Ac，溶于(1+4)HNO₃，转移至1000mL容量瓶中，以(1+4)HNO₃稀释至刻度，摇匀。

上述试剂均为高纯或MOS级，实验用水为去离子蒸馏纯化水。

分析步骤

(1)总铀及伴生元素含量测定的试样处理

称取50mg(精确至0.01mg)试样(160目)置于聚四氟乙烯消解罐中，加入6mLHF和2mLHNO₃，加盖盖紧，放到恒温干燥箱中于180℃加热消解48h，待溶液澄清后补加3滴HClO₄，在电热板上加热至冒白烟，蒸发至近干。然后用2mL(1+1)HNO₃提取，再放到恒温干燥箱中于180℃加热消解2h，然后转移至50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用ICP-MS法测定。

(2)铀及伴生元素的各种形态的顺序提取

称取1g(精确至0.0001g)试样置于50mL离心管中，按以下步骤提取各形态溶液。

a.水溶态。于离心管中加入25mL水，在室温下适当搅拌浸泡3h。然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过滤收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

b.碳酸盐结合态。在上述经提取后的离心管中加入20mL0.11mol/LHAc(pH=5.0)，在室温下提取5h，然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过滤收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

c.铁锰氧化物结合态。在经提取碳酸盐结合态后的离心管中，加入20mL0.04mol/LNH₂OH·HCl溶液，置于水浴中加热，间歇搅拌，在(95±1)℃下恒温提取3h，然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过虑收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

d.硫化物及有机物结合态。在经步骤c.提取后的离心管中，加入10mLH₂O₂和6mL0.02mol/LHNO₃，慢慢搅拌。待反应平缓后，将离心管置于恒温水浴中，间歇搅拌，在(86±1)℃下提取2h。从水浴中取出离心管，冷却后，再补加上述混合提取液，仍在(86±1)℃下提取3h，使试样氧化完全，然后加入10mL3.2mol/LNH₄Ac溶液，在室温下搅拌30min，然后置于离心机中以3500r/min的速度离心分离30min，移出上部清液，再用8mL水分两次洗涤并离心分离，将上部清液及洗涤液均过滤收集于50mL容量瓶中，加入1mLHNO₃，用水稀释至刻度，摇匀待测。

e.残余态。可用铀及伴生元素全量减去以上四种形态之和。或者将提取后的离心管中的残余物，移入聚四氟已乙烯烧杯中，加入3mLHF和1mLHNO₃，微热消解。如溶解不完全，可继续补加少量HF和HNO₃，至消解完全。加入0.5mLHClO₄，加热至冒白烟，蒸发至近干，然后用5mL(1+1)HNO₃溶液提取，转移至50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀待测。

(3)等离子体质谱法测定

根据铀及伴生元素的各种形态的不同浓度范围，由单元素标准储备溶液配制下列标准溶液系列:

标准1Re:0、0.50、1.00、1.50ng/mL;

标准2Mo、Se:0、5.00、10.0、20.0ng/mL;

标准3V、Pb、U:0、50.0、100、200ng/mL。

在优化好工作参数的ICP-MS上测量标准溶液系列，得到V、Mo、Se、Re、Pb、U的校准曲线，然后在相同条件下测定各形态试样溶液，计算机计算铀及伴生元素的各种形态的含量(μg/g)。