2024年9月2日发(作者：越醉柳)
２０１２年１０月
Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１２
岩 矿 测 试
ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ
，Ｎｏ．５Ｖｏｌ．３１
８２４～８２８
文章编号：０２５４５３５７（２０１２）０５０８２４０５
电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中
锂钠钾钙镁硼硫氯
郭琳，赵怀颖，温宏利，巩爱华，孙红宾
（国家地质实验测试中心，北京１０００３７）
摘要：建立了电感耦合等离子体发射光谱法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）同时测定碳酸盐型、硫酸盐型、氯化物型三种类型
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ等高低含量元素的分析方法。选择仪器最佳的工作条件为射频功率１４００卤水中Ｌ
炬管位置位于－３，载气流量０．６０Ｌ／ｍｉｎ。确定了各元素测定谱线，使用ＩＣＰ－ＡＥＳ的双向观测模式、轴Ｗ，
向观测模式测定Ｌｉ、Ｃａ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ以及低含量的Ｋ、Ｍｇ，径向观测模式测定高含量的Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ，可确保卤水中
不同含量的元素同时检出。Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ的检测下限为０．０７～３．００ｍｇ／Ｌ，Ｃｌ的测定下限为１６５
ｍｇ／Ｌ。方法精密度（ＲＳＤ，ｎ＝１０）均小于５％，回收率为９２．４％～１０９．７％。其中Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓ、Ｃｌ测定结果与
传统方法测定结果基本吻合。
关键词：卤水；多元素同时测定；电感耦合等离子体发射光谱法
中图分类号：Ｏ６４１．４６４；Ｏ６５７．３１文献标识码：Ｂ
ＳｉｍｕｌａｔａｎｅｏｕｓＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｂ，Ｓ，ＣｌｉｎＢｒｉｎｅ
ｂｙＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ
ＧＵＯＬｉｎ，ＺＨＡＯＨｕａｉｙｉｎｇ，ＷＥＮＨｏｎｇｌｉ，ＧＯＮＧＡｉｈｕａ，ＳＵＮＨｏｎｇｂｉｎ
（ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｒｅｐｏｒｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｌｉｔｈｉｕｍ，ｓｏｄｉｕｍ，ｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ｃａｌｃｉｕｍ，ｍａｇｎｅｓｉｕｍ，ｂｏｒｏｎ，ｓｕｌｆｕｒａｎｄ
ｃｈｌｏｒｉｎｅｉｎｂｒｉｎｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＩＣＰＡＥＳ）．Ｔｅｓｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅＲＦｐｏｗｅｒｏｆ１４００Ｗ，ｔｈｅｔｏｒｃｈｔｕｂｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ－３ａｎｄｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｇａｓｆｌｏｗ
ｒａｔｅｏｆ０．６０Ｌ／ｍｉｎ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔａｎａｌｙｔｉｃｌｉｎｅｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＩＣＰＡＥＳｉｎｔｗｏｗａｙｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ
ｍｏｄｅ，ｌｏｗｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＭｇ，Ｋ，Ｃａ，Ｓ，Ｃｌ，ＢａｎｄＬｉｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｘｉａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆ
Ｎａ，ＫａｎｄＭｇｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｗｉｔｈｒａｄｉａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉ
，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，ＢａｎｄＳｗｅｒｅ０．０７～３．００ｍｇ／Ｌ，ａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｂｒｉｎｅ．ＤｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｓｏｆＬｉ
ｌｉｍｉｔｏｆＣｌｗａｓ１６５ｍｇ／Ｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｆｏｒａｌｌｅｌｅｍｅｎｔｓｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ
５％ｉｎｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓｏｆｓｔａｎｄａｒｄａｄｄｉｔｉｏｎｗｅｒｅｂｅｔｗｅｅｎ９２．４％ａｎｄ１０９．７％ｉｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．
ＴｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆＮａ，Ｋ，Ｍｇ，ＳａｎｄＣｌｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｎｅ；ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔｓ；ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎ
Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ
收稿日期：２０１１－１１－２２；接受日期：２０１２－０２－２９
基金项目：国家地质实验测试中心基本科研业务费项目（２０１０１２ＣＳＪ０６）
作者简介：郭琳，工程师，从事水质分析与岩矿分析工作。Ｅｍａｉｌ：ｇｕｏｌｎｏ＿１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。
—８２４—
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第５期郭琳，等：电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯第３１卷
卤水是一种极有价值的矿产资源，从卤水中提炼
的金属广泛应用于工业、农业、医学等领域。天然卤
水的分析测试数据为地质科学中盐类矿床的形成原
因、演化机理、分布规律等研究工作提供基础信息，在
１］
。卤水资源开发和利用中起着至关重要的作用
［
按所含化学成分，卤水可分为碳酸盐型、硫酸盐
２－
ａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、ＣＯ型和氯化物型，主要含有Ｎ
３
、
－２－
ＨＣＯＳＯＣｌ等，同时有相当浓度的Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓ、
３
、
４
、
Ｂｒ、Ｂ。以往的卤水分析以容量法、重量法、火焰原
１－５］
子吸收光谱法、分光光度法等占主导地位
［
。因
为不同卤水类型中各种元素的含量有较大差距，需
要多次稀释。每种方法仅能完成一两种项目的检
测，根据不同含量选用不同方法才能完成一份水样
测定，而且需要多种试剂，检出范围较窄，灵敏度低
且有干扰，方法繁复，步骤冗长，需耗费大量样品。
近年来已有文献报道用电感耦合等离子体发射
ＩＣＰ－ＡＥＳ）测定卤水中的Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ等元光谱法（
６－９］
素
［
，但都是针对单元素的分析方法。由于传统
ＩＣＰ－ＡＥＳ的光学系统不封闭，光室中的空气会对
Ｓ、Ｃｌ的测定产生较大的影响，难以发现特征谱线。
因此卤水中的Ｓ、Ｃｌ等阴离子仍然依靠经典化学法
ｐｔｉｍａ８３００ＩＣＰ或离子色谱法进行测定，本文利用Ｏ
－ＡＥＳ光谱仪测定卤水中的Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、
Ｃｌ，建立了测定不同含量水平元素的分析方法。
ｉｌｉ－Ｑ纯化系统纯化，实验用水：去离子水经Ｍ
电阻率达到１８Ｍｍ。
Ω
·ｃ
表１ 标准工作溶液浓度及组合
Ｔａｂｌｅ１ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｓｔａｎｄａｒｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓ
标准溶液
编号
标准１
元素
，ＫＭｇ
Ｎａ
Ｃａ
，ＫＭｇ
标准２Ｎａ
Ｃａ
，ＫＭｇ
标准３Ｎａ
Ｃａ
ρ
Ｂ
／
－１
（ｍｇ·Ｌ）
标准溶液
编号
标准４
标准５
标准６
标准７
标准８
标准９
元素
Ｓ
Ｓ
Ｓ
Ｃｌ
Ｃｌ
Ｂ，Ｌｉ
ρ
Ｂ
／
－１
（ｍｇ·Ｌ）
１００
５００
１０
２５０
１０００
５０
５００
２５００
１００
５０
２５０
５００
５００
１０００
２５
５０标准１０Ｂ，Ｌｉ
注：各标准溶液均为水介质。
１．３ 样品采集及处理
本研究测定用的样品采集于西藏和青海地区的
地表卤水，主要类型包含碳酸盐型、硫酸盐型、氯化
物型。各类型卤水样品均先分取１０ｍＬ至２００ｍＬ
容量瓶中，用水稀释刻度，摇匀，再根据不同类型进
行下一步稀释。
２ 结果与讨论
２．１ 谱线的选择
不同类型卤水中各成分的含量有较大差异，为
同时满足各类型卤水样品检测需求，保证尽量宽的
线性范围，Ｌｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ都选择了比较灵敏
的谱线。卤水中普遍含量较高的Ｎａ选择了次灵敏
谱线。谱线选择见表２。
表２ 元素谱线选择
Ｔａｂｌｅ２ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｍｇ
分析谱线
／ｎｍ
λ
６１０．３６２
３３０．２３７
７６６．４９０
２７９．０７７
元素
Ｃａ
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
分析谱线
／ｎｍ
λ
３１５．８８７
２４９．６７７
１８１．９７５
７２５．６７０
１ 实验部分
１．１ 仪器及工作条件
Ｏｐｔｉｍａ８３００Ｓｅｒｉｅｓ电感耦合等离子体光谱仪
（美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司），采用同心雾化器及旋流雾
室。仪器工作参数为：ＩＣＰ射频功率１４００Ｗ，辅助气
流量０．２Ｌ／ｍｉｎ，雾化气流量０．６Ｌ／ｍｉｎ，冷却气流量
１０．０Ｌ／ｍｉｎ，溶液提升量１．５ｍＬ／ｍｉｎ，矩管位置：－３。
１．２ 标准溶液
Ｎａ标准溶液：准确称取１．１５２５ｇ经１０５℃干燥
ａＣＯ，用高纯水溶解转入１００ｍＬ容的高纯无水Ｎ
２３
量瓶，稀释至刻度，摇匀，使用时逐级稀释配制。Ｎａ
标准储备溶液的浓度为５０００ｍｇ／Ｌ。
Ｋ标准溶液：准确称取１．７４０３ｇ经１０５℃干燥
１ｈ的高纯ＫＨＰＯ，用高纯水溶解转入１００ｍＬ容量
２４
瓶，稀释至刻度，摇匀，使用时逐级稀释配制。Ｋ标
准储备溶液的浓度为５０００ｍｇ／Ｌ。
１０００其他元素标准溶液由单元素储备溶液（
ｍｇ／Ｌ，原国家标准物质研究中心研制）在使用时逐
级稀释配制及混合。
２．２ 仪器条件的选择
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ中，Ｃｌ的强度值最低，
用２．１中选定的Ｃｌ７２５．６７ｎｍ，以Ｃｌ获得较高信背
差值作为选择射频功率、炬管位置和载气流速的
条件。
—８２５—
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第５期
岩 矿 测 试
ｈｔｔｐ：ｗｗ．ｙｋｃｓ．ａｃ．ｃｎ
∥
ｗ
２０１２年
２．２．１ 射频功率的选择
将射频功率分别设置在１１００～１５００Ｗ之间，以
１００Ｗ为梯度，分别测定水及Ｃｌ浓度为５００ｍｇ／Ｌ的
溶液，测得强度列于表３。从表３可见在１３００～１５００
Ｗ时Ｃｌ有较高的信背差，为了完成多元素分析，选择
射频功率为１４００Ｗ。
表３ 不同射频功率下水与５００ｍｇ／Ｌ溶液的Ｃｌ强度
Ｔａｂｌｅ３ ＩｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｌｉｎｗａｔｅｒａｎｄ５００ｍｇ／Ｌｓｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｗｅｒｓ
射频功率
Ｐ／Ｗ
１５００
１４００
１３００
１２００
１１００
水
７８３
８５５
８８３
７６６
７６３
发射强度
（Ｃｌ）＝５００ｍｇ／Ｌ
ρ
４３５３
４３６８
４４００
４１４９
３９４３
信背差
３５７０
３５１３
３５１７
３３８３
３１８０
图２ 载气流量对Ｃｌ强度的影响
Ｆｉｇ．２ ＴｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｒｉｅｒｇａｓｆｌｏｗｒａｔｅ
２．３ 标准曲线
ＩＣＰ－ＡＥＳ在仪器最佳条件下稳定后，以水作为
零点，按表４中的系列标准溶液建立标准曲线。各
元素标准曲线及相关系数见表４。
ａ、Ｋ、Ｓ、Ｃｌ等组分，稀由于卤水中含有大量的Ｎ
释后的样品中上述元素的浓度仍然很高，而不同类
型的卤水中各组分含量相差很大。为了保证ＩＣＰ－
ＡＥＳ既有较低的检出限，又能减小基体效应影响以
ｉ、Ｃａ、及防止检测器饱和，采用轴向观测模式测定Ｌ
Ｂ、Ｓ、Ｃｌ以及低含量的Ｋ、Ｍｇ，采用径向观测模式测
ａ、Ｋ、Ｍｇ。Ｋ、Ｍｇ的同一谱线在轴向、定高含量的Ｎ
径向观测时强度值相差较大。选用轴向、径向同时
观察可以有效扩大线性范围，样品溶液的稀释因子
至５００，可确保卤水中不同含量的元素同时检出，减
少了稀释过程带来的误差。
表４ 各元素标准曲线及相关系数
Ｔａｂｌｅ４ Ｓｔａｎｄａｒｄｃｕｒｖｅｓａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｆｏｒｅｌｅｍｅｎｔ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｋ
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
谱线
／ｎｍ
λ
６１０．３６２
３３０．２３７
７６６．４９０
７６６．４９０
３１５．８８７
２７９．０７７
２７９．０７７
２４９．６７７
１８１．９７５
７２５．６７０
观测模式
轴向
径向
轴向
径向
轴向
轴向
径向
轴向
轴向
轴向
标准系列浓度
－１
（ｍｇ·Ｌ）
ρ
Ｂ
／
０，２５，５０
０，５００，１０００，２５００
０，１００，１５０，２００
０，１００，２５０，５００
０，１０，５０，１００，２５０，５００
０，１００，２５０，５００
０，１００，２５０，５００
０，２５，５０
０，５０，２５０，５００
０，５００，１０００，１５００，２０００
相关系数
０．９９９８
０．９９９６
０．９９９２
０．９９９８
０．９９９５
０．９９９７
０．９９９９
１．００００
０．９９９８
０．９９９８
２．２．２ 炬管位置的影响
仪器炬管位置可在－５～１之间调节，但置于
－３以上位置测定卤水样品容易熄火。调节炬管位
置为－４～１，测定水及Ｃｌ浓度为５００ｍｇ／Ｌ的溶液。
在炬管位置为１时谱线强度降至最低，由图１可见，
本方法测定时炬管位置位于－３。
图１ 不同炬管位置对Ｃｌ强度的影响
Ｆｉｇ．１ ＴｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｏｒｃｈｔｕｂｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
２．２．３ 载气流量的影响
在０．２５～０．６０Ｌ／ｍｉｎ之间，以０．０５Ｌ／ｍｉｎ为梯
ｌ浓度为１０００度调节载气流量，分别测定水及Ｃ
ｍｇ／Ｌ的溶液，测得强度如图２。结果表明，随着载气
流量的增加，进样量增多，谱线强度增大，载气流量
在０．４５～０．６０Ｌ／ｍｉｎ时Ｃｌ谱线强度均可达到最大
值。本实验载气流量选择０．６０Ｌ／ｍｉｎ。
—８２６—
２．４ 仪器检出限及测定上下限
对高纯水进行１０次连续测定，计算标准偏差，
以
３倍标准偏差为仪器检出限。一般采用仪器检出
限的３～５倍作为方法的测定下限。由于卤水样品
具有黏度大、含盐量高的特性，部分元素浓度在仪器
检出限的３～５倍时，测定仍然不稳定，因而以仪器
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第５期郭琳，等：电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯第３１卷
检出限的３～５倍作为本方法的测定下限并不合适。
本方法采用标准溶液１０次测定计算的标准偏差，
１０］
符合重复分析相对偏差允许限
［
要求，所对应的最小
各元素回收率在９２．４％～收率。由表６可见，
１０９．７％之间，方法准确度可以得到保证。
２．７方法精密度
分别移取三种不同类型卤水，氯化物型样品１、
碳酸盐型样品２及硫酸盐型样品３，样品１稀释至
２５０倍，样品２稀释至１００倍，样品３稀释至２０倍。
每个样品连续测定１０次，计算相对标准偏差
ＲＳＤ）。由表７结果可见，各元素的ＲＳＤ均小于（
５％，说明本方法精密度较好。
浓度作为方法测定下限，以表４标准曲线的最高点为
方法测定上限。仪器检出限和方法检出限见表５。
表５ 仪器检出限及测定上限和测定下限
Ｔａｂｌｅ５ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｓｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
（径向）Ｋ
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ（径向）
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
－１
（ｍｇ·Ｌ）
ρ
Ｂ
／
仪器检出限
０．０２
０．６０
０．０２
０．２２
０．０２
０．０２
０．０３２
０．０２
０．０４８
５０
测定下限
０．１３
３．００
０．０７
０．７３
０．０７
０．０７
０．１１
０．０５
０．１６
１６５
测定上限
５０
２５００
１００
５００
１００
５００
５００
５０
５００
１０００
表６ 加标回收率
Ｔａｂｌｅ６ Ｒｅｃｏｖｅｒｙｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
样品
编号
测定元素
ｍｇ
μ
Ｂ
／
加入量
１００００
２０００
１００
５００
２０００
２００００
４００
１５０００
３０００
４００
３０００
２５
２００００
３００
３００
３００
１０００
１０００
１００
４０００
１００００
未加标量
１０３２４
１９０５
３６．５
４１５
９４０
１８０９０
５００
１３７７０
２３７３
３７１
２３５８
２．７１
１９７２８
４４２
２９７
２４２
１０４２
１０９２
８６．７
３２８１
８６８５
加标后量
２０４８０
３８０２
１３０
８８４
２９３２
３９２１０
９０５
２８５００
５４８６
７７９
５３１２
２５．８
３９３８０
７７１
６１６
５２８
１９９３
２０９２
１８１
７６４８
１８７０５
回收率
Ｒ／％
１０１．６
９４．９
９３．５
９３．８
９９．６
１０５．６
１０１．３
９８．２
１０３．８
１０２．０
９８．５
９２．４
９８．３
１０９．７
１０６．３
９５．３
９５．１
１００．０
９４．３
１０９．２
１００．２
２．５ 干扰实验
卤水在经过稀释后，溶液中仍含有大量的Ｎａ、
Ｋ、Ｍｇ、Ｓ、Ｃｌ，大量基体在分析时导入等离子体中，不
仅会产生光谱干扰，而且会由于物理、化学、电离干
扰等因素导致谱线强度发生变化
［１１］
Ｎａ
Ｋ（径向）
Ｃａ
样品１
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
Ｋ
Ｎａ
样品２Ｍｇ
Ｋ（径向）
（径向）Ｍｇ
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｋ（径向）
样品３
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ（径向）
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
。对于这些组
分用配制的模拟水样进行了干扰实验，含量高达
１０００ｍｇ／Ｌ的Ｋ、Ｍｇ、Ｓ、Ｃｌ对Ｃａ、Ｂ、Ｌｉ无干扰，而５０
ｍｇ／Ｌ以上的Ｎａ会干扰含量小于１０ｍｇ／Ｌ的Ｋ测
定，一般卤水稀释后溶液中Ｋ的浓度不小于１００
，故此干扰可以忽略。ｍｇ／Ｌ
２．６ 加标回收实验
用部分卤水样品，进行加标回收实验，并计算回
表７ 方法精密度
Ｔａｂｌｅ７ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｋ（径向）
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ（径向）
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
（氯化物型）样品１
－１
测定均值
ρ
（ｍｇ·Ｌ）
Ｂ
／
注：“－”表示该元素未进行加标回收实验。
样品２（碳酸盐型）
ＲＳＤ／％
１．３８
０．２１
０．７０
１．０３
０．９７
１．５３
１．９０
０．３７
０．８５
１．００
－１
测定均值
ρ
（ｍｇ·Ｌ）
Ｂ
／
样品３（硫酸盐型）
ＲＳＤ／％
１．７９
１．０４
０．６８
１．２７
－
０．１３
－
１．６６
１．９６
４．１２
－１
测定均值
ρ
（ｍｇ·Ｌ）
Ｂ
／
ＲＳＤ／％
０．９０
１．０９
１．２０
１．３７
０．９４
１．３６
１．１７
１．４０
１．０９
３．８９
１．１０
１１．８
９．４６
９．０３
０．５９
６２１
４９２
０．８７
１２．６
１４５８
３．９９
６４８
１２８
１２５
－
０．８８
－
９．７８
２３．３
９６６
１６．１
１００３
１６４
１６０
０．４８
５２．１
４６．０
４９．２
４１９
８４４
注：“－”表示含量低于该谱线测定下限。
—８２７—
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第５期
岩 矿 测 试
ｈｔｔｐ：ｗｗ．ｙｋｃｓ．ａｃ．ｃｎ
∥
ｗ
２０１２年
３ 方法比对
由于缺少卤水标准物质作为质量监控，因此选取
三种类型的卤水样品，采用了不同方法测定结果比对
的方式来验证
ＩＣＰ－ＡＥＳ测定数据的准确性。其中
Ｎａ、Ｋ采用原子吸收光谱法（ＡＡＳ），Ｍｇ采用ＥＤＴＡ容
表８ ＩＣＰ－ＡＥＳ法与传统方法测定数据比较
１２］
Ｓ采用重量法，Ｃｌ采用银量法测定
［
。而由于量法，
样品中Ｌｉ、Ｃａ、Ｂ含量较低，需要采用分离和掩蔽等手
段处理水样再进行测定，因此并未做比对实验。由
表８数据可以看出，ＩＣＰ－ＡＥＳ同时测定与传统方法
测定的数据基本吻合，无显著性差异。
Ｔａｂｌｅ８ ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈＩＣＰＡＥＳａｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ
样品类型
硫酸盐型
氯化物型
碳酸盐型
Ｎａ
ＡＡＳ
１０２
－
７０．１
ＩＣＰ－ＡＥＳ
１０５
－
７１．６
ＡＡＳ
２．８４
２．０９
１２．０
Ｋ
ＩＣＰ－ＡＥＳ
２．９５
２．１９
１２．７
容量法
１７．１
１２２
０．０７
Ｍｇ
ＩＣＰ－ＡＥＳ
１６．７
１２０
０．０９
重量法
５．９５
３．０７
２．０４
Ｓ
ＩＣＰ－ＡＥＳ
５．７３
２．９６
１．９５
－１
（ｇ·Ｌ）
ρ
Ｂ
／
Ｃｌ
银量法
１９７
３０５
９１．３
ＩＣＰ－ＡＥＳ
１９６
３１２
９１．１
注：氯化物型卤水中Ｎａ含量低，未做比对实验。
４ 结语
Ｏｐｔｉｍａ８３００系列ＩＣＰ－ＡＥＳ光谱仪具有双向
观测模式，既可以完成高含量元素的测定，又保证了
足够的灵敏度完成低含量元素的测定。该型号光谱
仪配备全封闭型光室，通过氩气对光室进行吹扫，将
空气排出，避免空气中的氧气对
Ｃｌ、Ｓ谱线的吸收，
这种改进的光学系统保证了卤水中高含量阴离子的
测定。Ｃｌ的检出限虽略高，但卤水中Ｃｌ、Ｓ的含量
０００
μ
ｇ／ｍＬ以上，可以满足测定的要求。通常在１
经过加标回收实验以及与传统方法测定数据的对
比，证明本方法高效、可靠，实用性强。
化工，２００６，３６（１）：１０－１５．
［５］ 程芳琴，张亚宁，常慧敏，董川．紫外分光光度法测定
Ｊ］．无机盐工业，２００６，盐湖卤水中钙镁离子含量［
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５ 参考文献
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［４］ 张桂芹，孙建之，马培华，邓小川．火焰原子吸收和发
Ｊ］．盐业与射光谱法测定盐湖卤水的锂钠钙镁离子［
—８２８—
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2024年9月2日发(作者：越醉柳)
２０１２年１０月
Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１２
岩 矿 测 试
ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ
，Ｎｏ．５Ｖｏｌ．３１
８２４～８２８
文章编号：０２５４５３５７（２０１２）０５０８２４０５
电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中
锂钠钾钙镁硼硫氯
郭琳，赵怀颖，温宏利，巩爱华，孙红宾
（国家地质实验测试中心，北京１０００３７）
摘要：建立了电感耦合等离子体发射光谱法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）同时测定碳酸盐型、硫酸盐型、氯化物型三种类型
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ等高低含量元素的分析方法。选择仪器最佳的工作条件为射频功率１４００卤水中Ｌ
炬管位置位于－３，载气流量０．６０Ｌ／ｍｉｎ。确定了各元素测定谱线，使用ＩＣＰ－ＡＥＳ的双向观测模式、轴Ｗ，
向观测模式测定Ｌｉ、Ｃａ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ以及低含量的Ｋ、Ｍｇ，径向观测模式测定高含量的Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ，可确保卤水中
不同含量的元素同时检出。Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ的检测下限为０．０７～３．００ｍｇ／Ｌ，Ｃｌ的测定下限为１６５
ｍｇ／Ｌ。方法精密度（ＲＳＤ，ｎ＝１０）均小于５％，回收率为９２．４％～１０９．７％。其中Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｓ、Ｃｌ测定结果与
传统方法测定结果基本吻合。
关键词：卤水；多元素同时测定；电感耦合等离子体发射光谱法
中图分类号：Ｏ６４１．４６４；Ｏ６５７．３１文献标识码：Ｂ
ＳｉｍｕｌａｔａｎｅｏｕｓＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｂ，Ｓ，ＣｌｉｎＢｒｉｎｅ
ｂｙＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ
ＧＵＯＬｉｎ，ＺＨＡＯＨｕａｉｙｉｎｇ，ＷＥＮＨｏｎｇｌｉ，ＧＯＮＧＡｉｈｕａ，ＳＵＮＨｏｎｇｂｉｎ
（ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｒｅｐｏｒｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｌｉｔｈｉｕｍ，ｓｏｄｉｕｍ，ｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ｃａｌｃｉｕｍ，ｍａｇｎｅｓｉｕｍ，ｂｏｒｏｎ，ｓｕｌｆｕｒａｎｄ
ｃｈｌｏｒｉｎｅｉｎｂｒｉｎｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＩＣＰＡＥＳ）．Ｔｅｓｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅＲＦｐｏｗｅｒｏｆ１４００Ｗ，ｔｈｅｔｏｒｃｈｔｕｂｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ－３ａｎｄｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｇａｓｆｌｏｗ
ｒａｔｅｏｆ０．６０Ｌ／ｍｉｎ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔａｎａｌｙｔｉｃｌｉｎｅｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＩＣＰＡＥＳｉｎｔｗｏｗａｙｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ
ｍｏｄｅ，ｌｏｗｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＭｇ，Ｋ，Ｃａ，Ｓ，Ｃｌ，ＢａｎｄＬｉｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｘｉａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆ
Ｎａ，ＫａｎｄＭｇｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｗｉｔｈｒａｄｉａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉ
，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，ＢａｎｄＳｗｅｒｅ０．０７～３．００ｍｇ／Ｌ，ａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｂｒｉｎｅ．ＤｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｓｏｆＬｉ
ｌｉｍｉｔｏｆＣｌｗａｓ１６５ｍｇ／Ｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｆｏｒａｌｌｅｌｅｍｅｎｔｓｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ
５％ｉｎｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓｏｆｓｔａｎｄａｒｄａｄｄｉｔｉｏｎｗｅｒｅｂｅｔｗｅｅｎ９２．４％ａｎｄ１０９．７％ｉｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．
ＴｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆＮａ，Ｋ，Ｍｇ，ＳａｎｄＣｌｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｎｅ；ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔｓ；ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎ
Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ
收稿日期：２０１１－１１－２２；接受日期：２０１２－０２－２９
基金项目：国家地质实验测试中心基本科研业务费项目（２０１０１２ＣＳＪ０６）
作者简介：郭琳，工程师，从事水质分析与岩矿分析工作。Ｅｍａｉｌ：ｇｕｏｌｎｏ＿１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。
—８２４—
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第５期郭琳，等：电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯第３１卷
卤水是一种极有价值的矿产资源，从卤水中提炼
的金属广泛应用于工业、农业、医学等领域。天然卤
水的分析测试数据为地质科学中盐类矿床的形成原
因、演化机理、分布规律等研究工作提供基础信息，在
１］
。卤水资源开发和利用中起着至关重要的作用
［
按所含化学成分，卤水可分为碳酸盐型、硫酸盐
２－
ａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、ＣＯ型和氯化物型，主要含有Ｎ
３
、
－２－
ＨＣＯＳＯＣｌ等，同时有相当浓度的Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓ、
３
、
４
、
Ｂｒ、Ｂ。以往的卤水分析以容量法、重量法、火焰原
１－５］
子吸收光谱法、分光光度法等占主导地位
［
。因
为不同卤水类型中各种元素的含量有较大差距，需
要多次稀释。每种方法仅能完成一两种项目的检
测，根据不同含量选用不同方法才能完成一份水样
测定，而且需要多种试剂，检出范围较窄，灵敏度低
且有干扰，方法繁复，步骤冗长，需耗费大量样品。
近年来已有文献报道用电感耦合等离子体发射
ＩＣＰ－ＡＥＳ）测定卤水中的Ｌｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ等元光谱法（
６－９］
素
［
，但都是针对单元素的分析方法。由于传统
ＩＣＰ－ＡＥＳ的光学系统不封闭，光室中的空气会对
Ｓ、Ｃｌ的测定产生较大的影响，难以发现特征谱线。
因此卤水中的Ｓ、Ｃｌ等阴离子仍然依靠经典化学法
ｐｔｉｍａ８３００ＩＣＰ或离子色谱法进行测定，本文利用Ｏ
－ＡＥＳ光谱仪测定卤水中的Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、
Ｃｌ，建立了测定不同含量水平元素的分析方法。
ｉｌｉ－Ｑ纯化系统纯化，实验用水：去离子水经Ｍ
电阻率达到１８Ｍｍ。
Ω
·ｃ
表１ 标准工作溶液浓度及组合
Ｔａｂｌｅ１ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｓｔａｎｄａｒｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓ
标准溶液
编号
标准１
元素
，ＫＭｇ
Ｎａ
Ｃａ
，ＫＭｇ
标准２Ｎａ
Ｃａ
，ＫＭｇ
标准３Ｎａ
Ｃａ
ρ
Ｂ
／
－１
（ｍｇ·Ｌ）
标准溶液
编号
标准４
标准５
标准６
标准７
标准８
标准９
元素
Ｓ
Ｓ
Ｓ
Ｃｌ
Ｃｌ
Ｂ，Ｌｉ
ρ
Ｂ
／
－１
（ｍｇ·Ｌ）
１００
５００
１０
２５０
１０００
５０
５００
２５００
１００
５０
２５０
５００
５００
１０００
２５
５０标准１０Ｂ，Ｌｉ
注：各标准溶液均为水介质。
１．３ 样品采集及处理
本研究测定用的样品采集于西藏和青海地区的
地表卤水，主要类型包含碳酸盐型、硫酸盐型、氯化
物型。各类型卤水样品均先分取１０ｍＬ至２００ｍＬ
容量瓶中，用水稀释刻度，摇匀，再根据不同类型进
行下一步稀释。
２ 结果与讨论
２．１ 谱线的选择
不同类型卤水中各成分的含量有较大差异，为
同时满足各类型卤水样品检测需求，保证尽量宽的
线性范围，Ｌｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ都选择了比较灵敏
的谱线。卤水中普遍含量较高的Ｎａ选择了次灵敏
谱线。谱线选择见表２。
表２ 元素谱线选择
Ｔａｂｌｅ２ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｍｇ
分析谱线
／ｎｍ
λ
６１０．３６２
３３０．２３７
７６６．４９０
２７９．０７７
元素
Ｃａ
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
分析谱线
／ｎｍ
λ
３１５．８８７
２４９．６７７
１８１．９７５
７２５．６７０
１ 实验部分
１．１ 仪器及工作条件
Ｏｐｔｉｍａ８３００Ｓｅｒｉｅｓ电感耦合等离子体光谱仪
（美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司），采用同心雾化器及旋流雾
室。仪器工作参数为：ＩＣＰ射频功率１４００Ｗ，辅助气
流量０．２Ｌ／ｍｉｎ，雾化气流量０．６Ｌ／ｍｉｎ，冷却气流量
１０．０Ｌ／ｍｉｎ，溶液提升量１．５ｍＬ／ｍｉｎ，矩管位置：－３。
１．２ 标准溶液
Ｎａ标准溶液：准确称取１．１５２５ｇ经１０５℃干燥
ａＣＯ，用高纯水溶解转入１００ｍＬ容的高纯无水Ｎ
２３
量瓶，稀释至刻度，摇匀，使用时逐级稀释配制。Ｎａ
标准储备溶液的浓度为５０００ｍｇ／Ｌ。
Ｋ标准溶液：准确称取１．７４０３ｇ经１０５℃干燥
１ｈ的高纯ＫＨＰＯ，用高纯水溶解转入１００ｍＬ容量
２４
瓶，稀释至刻度，摇匀，使用时逐级稀释配制。Ｋ标
准储备溶液的浓度为５０００ｍｇ／Ｌ。
１０００其他元素标准溶液由单元素储备溶液（
ｍｇ／Ｌ，原国家标准物质研究中心研制）在使用时逐
级稀释配制及混合。
２．２ 仪器条件的选择
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｓ、Ｃｌ中，Ｃｌ的强度值最低，
用２．１中选定的Ｃｌ７２５．６７ｎｍ，以Ｃｌ获得较高信背
差值作为选择射频功率、炬管位置和载气流速的
条件。
—８２５—
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第５期
岩 矿 测 试
ｈｔｔｐ：ｗｗ．ｙｋｃｓ．ａｃ．ｃｎ
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２０１２年
２．２．１ 射频功率的选择
将射频功率分别设置在１１００～１５００Ｗ之间，以
１００Ｗ为梯度，分别测定水及Ｃｌ浓度为５００ｍｇ／Ｌ的
溶液，测得强度列于表３。从表３可见在１３００～１５００
Ｗ时Ｃｌ有较高的信背差，为了完成多元素分析，选择
射频功率为１４００Ｗ。
表３ 不同射频功率下水与５００ｍｇ／Ｌ溶液的Ｃｌ强度
Ｔａｂｌｅ３ ＩｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｌｉｎｗａｔｅｒａｎｄ５００ｍｇ／Ｌｓｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｗｅｒｓ
射频功率
Ｐ／Ｗ
１５００
１４００
１３００
１２００
１１００
水
７８３
８５５
８８３
７６６
７６３
发射强度
（Ｃｌ）＝５００ｍｇ／Ｌ
ρ
４３５３
４３６８
４４００
４１４９
３９４３
信背差
３５７０
３５１３
３５１７
３３８３
３１８０
图２ 载气流量对Ｃｌ强度的影响
Ｆｉｇ．２ ＴｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｒｉｅｒｇａｓｆｌｏｗｒａｔｅ
２．３ 标准曲线
ＩＣＰ－ＡＥＳ在仪器最佳条件下稳定后，以水作为
零点，按表４中的系列标准溶液建立标准曲线。各
元素标准曲线及相关系数见表４。
ａ、Ｋ、Ｓ、Ｃｌ等组分，稀由于卤水中含有大量的Ｎ
释后的样品中上述元素的浓度仍然很高，而不同类
型的卤水中各组分含量相差很大。为了保证ＩＣＰ－
ＡＥＳ既有较低的检出限，又能减小基体效应影响以
ｉ、Ｃａ、及防止检测器饱和，采用轴向观测模式测定Ｌ
Ｂ、Ｓ、Ｃｌ以及低含量的Ｋ、Ｍｇ，采用径向观测模式测
ａ、Ｋ、Ｍｇ。Ｋ、Ｍｇ的同一谱线在轴向、定高含量的Ｎ
径向观测时强度值相差较大。选用轴向、径向同时
观察可以有效扩大线性范围，样品溶液的稀释因子
至５００，可确保卤水中不同含量的元素同时检出，减
少了稀释过程带来的误差。
表４ 各元素标准曲线及相关系数
Ｔａｂｌｅ４ Ｓｔａｎｄａｒｄｃｕｒｖｅｓａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｆｏｒｅｌｅｍｅｎｔ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｋ
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
谱线
／ｎｍ
λ
６１０．３６２
３３０．２３７
７６６．４９０
７６６．４９０
３１５．８８７
２７９．０７７
２７９．０７７
２４９．６７７
１８１．９７５
７２５．６７０
观测模式
轴向
径向
轴向
径向
轴向
轴向
径向
轴向
轴向
轴向
标准系列浓度
－１
（ｍｇ·Ｌ）
ρ
Ｂ
／
０，２５，５０
０，５００，１０００，２５００
０，１００，１５０，２００
０，１００，２５０，５００
０，１０，５０，１００，２５０，５００
０，１００，２５０，５００
０，１００，２５０，５００
０，２５，５０
０，５０，２５０，５００
０，５００，１０００，１５００，２０００
相关系数
０．９９９８
０．９９９６
０．９９９２
０．９９９８
０．９９９５
０．９９９７
０．９９９９
１．００００
０．９９９８
０．９９９８
２．２．２ 炬管位置的影响
仪器炬管位置可在－５～１之间调节，但置于
－３以上位置测定卤水样品容易熄火。调节炬管位
置为－４～１，测定水及Ｃｌ浓度为５００ｍｇ／Ｌ的溶液。
在炬管位置为１时谱线强度降至最低，由图１可见，
本方法测定时炬管位置位于－３。
图１ 不同炬管位置对Ｃｌ强度的影响
Ｆｉｇ．１ ＴｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｏｒｃｈｔｕｂｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
２．２．３ 载气流量的影响
在０．２５～０．６０Ｌ／ｍｉｎ之间，以０．０５Ｌ／ｍｉｎ为梯
ｌ浓度为１０００度调节载气流量，分别测定水及Ｃ
ｍｇ／Ｌ的溶液，测得强度如图２。结果表明，随着载气
流量的增加，进样量增多，谱线强度增大，载气流量
在０．４５～０．６０Ｌ／ｍｉｎ时Ｃｌ谱线强度均可达到最大
值。本实验载气流量选择０．６０Ｌ／ｍｉｎ。
—８２６—
２．４ 仪器检出限及测定上下限
对高纯水进行１０次连续测定，计算标准偏差，
以
３倍标准偏差为仪器检出限。一般采用仪器检出
限的３～５倍作为方法的测定下限。由于卤水样品
具有黏度大、含盐量高的特性，部分元素浓度在仪器
检出限的３～５倍时，测定仍然不稳定，因而以仪器
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第５期郭琳，等：电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯第３１卷
检出限的３～５倍作为本方法的测定下限并不合适。
本方法采用标准溶液１０次测定计算的标准偏差，
１０］
符合重复分析相对偏差允许限
［
要求，所对应的最小
各元素回收率在９２．４％～收率。由表６可见，
１０９．７％之间，方法准确度可以得到保证。
２．７方法精密度
分别移取三种不同类型卤水，氯化物型样品１、
碳酸盐型样品２及硫酸盐型样品３，样品１稀释至
２５０倍，样品２稀释至１００倍，样品３稀释至２０倍。
每个样品连续测定１０次，计算相对标准偏差
ＲＳＤ）。由表７结果可见，各元素的ＲＳＤ均小于（
５％，说明本方法精密度较好。
浓度作为方法测定下限，以表４标准曲线的最高点为
方法测定上限。仪器检出限和方法检出限见表５。
表５ 仪器检出限及测定上限和测定下限
Ｔａｂｌｅ５ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｓｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
（径向）Ｋ
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ（径向）
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
－１
（ｍｇ·Ｌ）
ρ
Ｂ
／
仪器检出限
０．０２
０．６０
０．０２
０．２２
０．０２
０．０２
０．０３２
０．０２
０．０４８
５０
测定下限
０．１３
３．００
０．０７
０．７３
０．０７
０．０７
０．１１
０．０５
０．１６
１６５
测定上限
５０
２５００
１００
５００
１００
５００
５００
５０
５００
１０００
表６ 加标回收率
Ｔａｂｌｅ６ Ｒｅｃｏｖｅｒｙｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
样品
编号
测定元素
ｍｇ
μ
Ｂ
／
加入量
１００００
２０００
１００
５００
２０００
２００００
４００
１５０００
３０００
４００
３０００
２５
２００００
３００
３００
３００
１０００
１０００
１００
４０００
１００００
未加标量
１０３２４
１９０５
３６．５
４１５
９４０
１８０９０
５００
１３７７０
２３７３
３７１
２３５８
２．７１
１９７２８
４４２
２９７
２４２
１０４２
１０９２
８６．７
３２８１
８６８５
加标后量
２０４８０
３８０２
１３０
８８４
２９３２
３９２１０
９０５
２８５００
５４８６
７７９
５３１２
２５．８
３９３８０
７７１
６１６
５２８
１９９３
２０９２
１８１
７６４８
１８７０５
回收率
Ｒ／％
１０１．６
９４．９
９３．５
９３．８
９９．６
１０５．６
１０１．３
９８．２
１０３．８
１０２．０
９８．５
９２．４
９８．３
１０９．７
１０６．３
９５．３
９５．１
１００．０
９４．３
１０９．２
１００．２
２．５ 干扰实验
卤水在经过稀释后，溶液中仍含有大量的Ｎａ、
Ｋ、Ｍｇ、Ｓ、Ｃｌ，大量基体在分析时导入等离子体中，不
仅会产生光谱干扰，而且会由于物理、化学、电离干
扰等因素导致谱线强度发生变化
［１１］
Ｎａ
Ｋ（径向）
Ｃａ
样品１
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
Ｋ
Ｎａ
样品２Ｍｇ
Ｋ（径向）
（径向）Ｍｇ
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｋ（径向）
样品３
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ（径向）
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
。对于这些组
分用配制的模拟水样进行了干扰实验，含量高达
１０００ｍｇ／Ｌ的Ｋ、Ｍｇ、Ｓ、Ｃｌ对Ｃａ、Ｂ、Ｌｉ无干扰，而５０
ｍｇ／Ｌ以上的Ｎａ会干扰含量小于１０ｍｇ／Ｌ的Ｋ测
定，一般卤水稀释后溶液中Ｋ的浓度不小于１００
，故此干扰可以忽略。ｍｇ／Ｌ
２．６ 加标回收实验
用部分卤水样品，进行加标回收实验，并计算回
表７ 方法精密度
Ｔａｂｌｅ７ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
元素
Ｌｉ
Ｎａ
Ｋ
Ｋ（径向）
Ｃａ
Ｍｇ
Ｍｇ（径向）
Ｂ
Ｓ
Ｃｌ
（氯化物型）样品１
－１
测定均值
ρ
（ｍｇ·Ｌ）
Ｂ
／
注：“－”表示该元素未进行加标回收实验。
样品２（碳酸盐型）
ＲＳＤ／％
１．３８
０．２１
０．７０
１．０３
０．９７
１．５３
１．９０
０．３７
０．８５
１．００
－１
测定均值
ρ
（ｍｇ·Ｌ）
Ｂ
／
样品３（硫酸盐型）
ＲＳＤ／％
１．７９
１．０４
０．６８
１．２７
－
０．１３
－
１．６６
１．９６
４．１２
－１
测定均值
ρ
（ｍｇ·Ｌ）
Ｂ
／
ＲＳＤ／％
０．９０
１．０９
１．２０
１．３７
０．９４
１．３６
１．１７
１．４０
１．０９
３．８９
１．１０
１１．８
９．４６
９．０３
０．５９
６２１
４９２
０．８７
１２．６
１４５８
３．９９
６４８
１２８
１２５
－
０．８８
－
９．７８
２３．３
９６６
１６．１
１００３
１６４
１６０
０．４８
５２．１
４６．０
４９．２
４１９
８４４
注：“－”表示含量低于该谱线测定下限。
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第５期
岩 矿 测 试
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２０１２年
３ 方法比对
由于缺少卤水标准物质作为质量监控，因此选取
三种类型的卤水样品，采用了不同方法测定结果比对
的方式来验证
ＩＣＰ－ＡＥＳ测定数据的准确性。其中
Ｎａ、Ｋ采用原子吸收光谱法（ＡＡＳ），Ｍｇ采用ＥＤＴＡ容
表８ ＩＣＰ－ＡＥＳ法与传统方法测定数据比较
１２］
Ｓ采用重量法，Ｃｌ采用银量法测定
［
。而由于量法，
样品中Ｌｉ、Ｃａ、Ｂ含量较低，需要采用分离和掩蔽等手
段处理水样再进行测定，因此并未做比对实验。由
表８数据可以看出，ＩＣＰ－ＡＥＳ同时测定与传统方法
测定的数据基本吻合，无显著性差异。
Ｔａｂｌｅ８ ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈＩＣＰＡＥＳａｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ
样品类型
硫酸盐型
氯化物型
碳酸盐型
Ｎａ
ＡＡＳ
１０２
－
７０．１
ＩＣＰ－ＡＥＳ
１０５
－
７１．６
ＡＡＳ
２．８４
２．０９
１２．０
Ｋ
ＩＣＰ－ＡＥＳ
２．９５
２．１９
１２．７
容量法
１７．１
１２２
０．０７
Ｍｇ
ＩＣＰ－ＡＥＳ
１６．７
１２０
０．０９
重量法
５．９５
３．０７
２．０４
Ｓ
ＩＣＰ－ＡＥＳ
５．７３
２．９６
１．９５
－１
（ｇ·Ｌ）
ρ
Ｂ
／
Ｃｌ
银量法
１９７
３０５
９１．３
ＩＣＰ－ＡＥＳ
１９６
３１２
９１．１
注：氯化物型卤水中Ｎａ含量低，未做比对实验。
４ 结语
Ｏｐｔｉｍａ８３００系列ＩＣＰ－ＡＥＳ光谱仪具有双向
观测模式，既可以完成高含量元素的测定，又保证了
足够的灵敏度完成低含量元素的测定。该型号光谱
仪配备全封闭型光室，通过氩气对光室进行吹扫，将
空气排出，避免空气中的氧气对
Ｃｌ、Ｓ谱线的吸收，
这种改进的光学系统保证了卤水中高含量阴离子的
测定。Ｃｌ的检出限虽略高，但卤水中Ｃｌ、Ｓ的含量
０００
μ
ｇ／ｍＬ以上，可以满足测定的要求。通常在１
经过加标回收实验以及与传统方法测定数据的对
比，证明本方法高效、可靠，实用性强。
化工，２００６，３６（１）：１０－１５．
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