Investigation of Arctic and Antarctic spatial and depth patterns of sea water in CTD profiles using chemometric data analysis     

《Polar Science》2014,8(3):242-254

In this paper we examine 2- and 3-way chemometric methods for analysis of Arctic and Antarctic water samples. Standard CTD (conductivity–temperature–depth) sensor devices were used during two oceanographic expeditions (July 2007 in the Arctic; February 2009 in the Antarctic) covering a total of 174 locations. The output from these devices can be arranged in a 3-way data structure (according to sea water depth, measured variables, and geographical location). We used and compared 2- and 3-way statistical tools including PCA, PARAFAC, PLS, and N-PLS for exploratory analysis, spatial patterns discovery and calibration. Particular importance was given to the correlation and possible prediction of fluorescence from other physical variables. MATLAB's mapping toolbox was used for geo-referencing and visualization of the results. We conclude that: 1) PCA and PARAFAC models were able to describe data in a satisfactory way, but PARAFAC results were easier to interpret; 2) applying a 2-way model to 3-way data raises the risk of flattening the covariance structure of the data and losing information; 3) the distinction between Arctic and Antarctic seas was revealed mostly by PC1, relating to the physico-chemical properties of the water samples; and 4) we confirm the ability to predict fluorescence values from physical measurements when the 3-way data structure is used in N-way PLS regression.  相似文献   

微波消解-电感耦合等离子体质谱测定铜精矿中7种稀有金属元素   总被引：1，自引：1，他引：0  

燕娜  赵生国  赵伟  郑红文 《岩矿测试》2014,33(2):197-202

准确快速测定铜精矿中7种稀有金属元素（镓铟锗硒碲铊镧）的分布情况对于铜精矿的综合利用及减少技术性贸易壁垒等方面具有重要意义,因锗和铊等目标元素含量低至10^-7级,要求分析方法具有高灵敏度。本文应用微波消解-电感耦合等离子体质谱方法实现了7种稀有金属元素的快速准确测定。以盐酸-硝酸混合酸（体积比3：2）作为样品的微波消解试剂,选取合适的分析质量、调谐仪器及数学校正方程等三种方式消除质谱干扰。在优化的实验条件下,目标元素加标回收率为80.2%~123.3%,相对标准偏差小于13.4%。硒的检出限为1.3 mg/kg,另外6种目标元素的检出限均低于0.08 mg/kg。本法目标元素的检出限均低于电感耦合等离子体发射光谱或原子吸收光谱法测定相应元素的检出限。该方法降低了试剂空白,简化了操作流程,提高了分析灵敏度,实现了铜精矿目标元素的同时分析。  相似文献   

田口方法用于地质样品中痕量超痕量金三种分析方法的对比     

陈爱平  孙自军  李振 《岩矿测试》2014,33(1):51-56

目前测定地质样品痕量、超痕量金常用的三种方法是活性炭吸附富集-发射光谱法、泡塑吸附富集-石墨炉原子吸收光谱法、活性炭吸附富集-电感耦合等离子体质谱法,这三种方法的检出限在0.1~0.3ng/g之间,由于矿石矿物的组成非常复杂,因此在有效富集和分离的基础上,采用合适的分析手段,能够对地质样品提供满意的分析结果。为保证试样要求的灵敏度和准确性,分析方法的选择需求应根据具体试样情况和实验室条件而定。根据田口玄一博士在测量工程学中提出的信噪比(S/N)能测量系统抗干扰能力,评价测量系统的稳健性和可靠性这一观点,本文利用田口测量质量控制理论,评价地质样品中痕量、超痕量金常用的上述三种分析测试方法,对这三种分析方法三个金标准物质的测试数据进行分类处理,计算S/N值和相对标准不确定度,通过比较三者的S/N值和相对标准不确定度值,确定更为可靠的测试体系。分析结果表明,对于地质样品中痕量金(含量大于1 ng/g)的测试,三种分析方法均能够满足要求;对于超痕量金(含量小于1 ng/g)的测试,活性炭吸附富集-电感耦合等离子体质谱法是较好的测试方案。  相似文献   

敞开酸溶-电感耦合等离子体质谱法同时测定钨矿石和锡矿石中14种微量元素   总被引：4，自引：4，他引：0  

杨小莉  杨小丽  李小丹  邵鑫  杨梅 《岩矿测试》2014,33(3):321-326

钨矿石和锡矿石成分复杂,具有丰富的共生或伴生元素。在国家标准方法中,对其中的微量共生或伴生元素含量多采用单元素测定,分析强度大,效率低。本文采用混合酸在敞开体系中消解样品,以50%盐酸提取盐类,电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)同时测定钨矿石和锡矿石中的锂钪铬钴镍铜铅锌铷钼铯锑铋钍等14种微量元素。通过比较碱熔法、盐酸+氢氟酸+硝酸+高氯酸四酸溶矿法、氢氟酸+硝酸+高氯酸三酸溶矿法这三种样品前处理方法,确定选择使用氢氟酸+硝酸+高氯酸三酸溶矿法溶解样品。ICPMS测定过程中,选择铑和铼作为内标元素,有效监控分析信号的漂移。测定结果表明,各元素的检出限为0.003~1.64μg/g,相对标准偏差在0.1%~3.1%,方法回收率在93.1%~104.3%。方法应用于实际钨矿石和锡矿石分析,测定结果与各元素标准测定值吻合较好。相对于传统处理方法,本法一次溶样,多元素同时测定,使分析效率得到了有效提高,更适合大批量多元素钨矿石和锡矿石样品的分析。  相似文献   

应用能谱扫描电镜与X射线衍射等分析技术研究西藏扎西康铅锌矿中伴生元素锰的赋存状态     

徐国栋  王冠  程江  董随亮 《岩矿测试》2014,33(6):808-812

西藏扎西康铅锌多金属矿床是我国首次发现的喷流沉积-热泉水改造型锰铁锑铅锌银矿床,已有研究表明矿床中除了铅锌矿还伴生有银、锑、铜、硫、锰、砷等多种元素。本文在化学多元素分析和光学显微镜镜下鉴定的基础上,结合能谱扫描电子显微镜和X射线衍射分析等手段对扎西康铅锌矿中伴生组分Mn的含量、矿物种类、嵌布和包裹等特性进行了研究。分析结果表明,原生矿石的主要成矿元素Pb和Zn的含量分别为6.00%和4.00%,伴生元素Mn的含量平均达到4.36%;原生矿石中的主要矿物为方铅矿、闪锌矿,其次为黄铁矿、毒砂和菱锰矿等。原生矿石中伴生元素Mn主要以独立的菱锰矿和铁菱锰矿形式存在,与闪锌矿和方铅矿密切共生,是成矿早期重要的载矿矿物,嵌布在石英、黄铁矿、闪锌矿和毒砂的粒间、边部及空隙间,其次以类质同象形式赋存于菱铁矿和菱锌矿中。进一步对扎西康铅锌矿选冶产物中的伴生元素Mn的含量和赋存状态进行研究,研究表明Mn具有较高的综合利用价值,在原生矿石、铅精矿、锌精矿和尾矿中的质量分数分别为4.36%、0.51%、0.95%和5.36%,显示Mn很少一部分进入铅精矿和锌精矿,而绝大部分进入尾矿;Mn在尾矿中仍主要以菱锰矿形式存在,存在形式与原生矿石相比未发生改变,可通过强磁选工艺从铅锌尾矿中综合回收利用Mn。  相似文献   

熔融制样波长色散X射线荧光光谱法测定白云石中钙镁硅铁铝   总被引：4，自引：3，他引：1  

褚宁  李卫刚  蒋晓光  张彦甫  毕孝瑞 《岩矿测试》2014,33(6):834-838

白云石属碳酸盐矿物,应用熔融制样X射线荧光光谱法测定其中主次量组分钙、镁、硅、铁、铝时,由于白云石灼烧减量大,在试料片制备过程中,如果以干基试料制备试料片,除灼烧减量外还有少量其他组分被分解出的大量CO₂带走,导致试料损失,测定结果偏低;如果以灼烧基试料制备试料片,由于灼烧后的试料极易吸收空气中的水分和CO₂,同样使测定结果偏低。基于质量守恒原理,本文直接以灼烧减量测量后的灼烧基试料质量作为试料量(即灼烧减量测定所称量的干基试料量扣除灼烧减量的量),以四硼酸锂为熔剂,5%碘化铵溶液为脱模剂,试料与熔剂的稀释比为1:10,于1050℃熔融15 min以上制备的试料片透彻、玻璃化程度高。以白云石标准物质和标准样品作为标准试料,制作各组分的标准曲线的相关系数在0.9940~0.9994之间;方法检出限为0.011%~0.48%;标准物质和标准样品的测定值与认定值基本一致,各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.5%~1.7%之间,方法具有较好的重现性。本方法以1050℃灼烧后的试样作为试料制备XRF分析样片,最大限度地降低了灼烧减量因素(空气中的水分和CO₂)对测定结果的影响,适用于白云石及其煅烧物中钙、镁、硅、铁、铝等组分的同时测定。  相似文献   

Transformation of ammonium nitrogen and response characteristics of nitrifying functional genes in tannery sludge contaminated soil          下载免费PDF全文

Kong Xiang-ke  Zhang Zi-xuan  Wang Ping  Wang Yan-yan  Zhang Zhao-ji  Han Zhan-tao  Ma Li-sha 《地下水科学与工程》2022,10(3):223-232

High concentrations of ammonium nitrogen released from tannery sludge during storage in open air may cause nitrogen pollution to soil and groundwater. To study the transformation mechanism of NH₄⁺-N by nitrifying functional bacteria in tannery sludge contaminated soils, a series of contaminated soil culture experiments were conducted in this study. The contents of ammonium nitrogen (as NH₄⁺-N), nitrite nitrogen (as NO₂^?-N) and nitrate nitrogen (as NO₃^?-N) were analyzed during the culture period under different conditions of pollution load, soil particle and redox environment. Sigmodial equation was used to interpret the change of NO₃^?-N with time in contaminated soils. The abundance variations of nitrifying functional genes (amoA and nxrA) were also detected using the real-time quantitative fluorescence PCR method. The results show that the nitrification of NH₄⁺-N was aggravated in the contaminated silt soil and fine sand under the condition of lower pollution load, finer particle size and more oxidizing environment. The sigmodial equation well fitted the dynamic accumulation curve of the NO₃^?-N content in the tannery sludge contaminated soils. The Cr(III) content increased with increasing pollution load, which inhibited the reproduction and activity of nitrifying bacteria in the soils, especially in coarse-grained soil. The accumulation of NO₂^?-N contents became more obvious with the increase of pollution load in the fine sand, and only 41.5% of the NH₄⁺-N was transformed to NO₃^?-N. The redox environment was the main factor affecting nitrification process in the soil. Compared to the aerobic soil environment, the transformation of NH₄⁺-N was significantly inhibited under anaerobic incubation condition, and the NO₃^?-N contents decreased by 37.2%, 61.9% and 91.9% under low, medium and high pollution loads, respectively. Nitrification was stronger in the silt soil since its copy number of amoA and nxrA genes was two times larger than that of fine sand. Moreover, the copy numbers of amoA and nxrA genes in the silt soil under the aerobic environment were 2.7 times and 2.2 times larger than those in the anaerobic environment. The abundance changes of the amoA and nxrA functional genes have a positive correlation with the nitrification intensity in the tannery sludge-contaminated soil.  相似文献   

常用锂同位素地质标准物质的多接收器电感耦合等离子体质谱分析研究   总被引：3，自引：3，他引：0  

赵悦  侯可军  田世洪  杨丹  苏嫒娜 《岩矿测试》2015,34(1):28-39

锂同位素研究是非传统稳定同位素地球化学研究的前沿,已广泛应用于从地表到地幔的岩石圈及流体等固体地球科学的研究领域。准确测定锂同位素比值是应用该同位素体系的前提。本文报道了国际上7种常用地质标准物质(BHVO-2、JB-2、BCR-2、AGV-2、NKT-1、L-SVEC、IRMM-016)的锂同位素组成数据。分析中采用硝酸-氢氟酸混合酸消解岩石标准样品,通过3根阳离子交换树脂(AG50W-X8,200~400目)填充的聚丙烯交换柱和石英交换柱对锂进行分离富集,利用Neptune型多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)测定锂同位素比值,使用标准-样品交叉法(SSB)校正仪器的质量分馏。实验得到这7种常用地质标准物质的锂同位素组成与测试精度(2SD)分别为:δ7LiBHVO-2—L-SVEC=4.7‰±1.0‰(n=53),δ7LiJB-2—L-SVEC=4.9‰±1.0‰(n=20),δ7LiBCR-2—L-SVEC=4.4‰±0.8‰(n=8),δ7LiAGV-2—L-SVEC=6.1‰±0.4‰(n=14),δ7LiNKT-1—L-SVEC=9.8‰±0.2‰(n=3),δ7LiL-SVEC—L-SVEC=-0.3‰±0.3‰(n=10),δ7LiIRMM-016—L-SVEC=0.0‰±0.5‰(n=10),这些数据在误差范围内与国际上已发表的数据一致。Li同位素分析精度可以达到大约0.5‰,长期的分析精度即外部重现性≤±1.0‰,达到了国际同类实验室水平。7种常用地质标准物质的锂同位素组成数据的发表为锂同位素研究提供了统一的标准,使地质样品的锂同位素数据的质量监控成为可能。在基质效应的研究中,使用不同量的IRMM-016配制的标准溶液过柱,深入探讨了样品量对锂同位素测定值的影响,结果表明,在现有测试精度下,只要分析样品的锂含量达到100μg/L,且不超过树脂的承载量,样品的锂同位素组成在误差范围内与真值吻合,样品量的大小不影响锂同位素测定结果的准确性。  相似文献   

电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锌矿中15个主次量元素   总被引：3，自引：2，他引：1  

孟时贤  邓飞跃  杨远  苏卫汉  闵晓芳  雍伏曾 《岩矿测试》2015,34(1):48-54

铅锌矿多元素同时测定中,样品预处理过程受多种不同因素的影响,单因素试验往往无法同时为多因素实验提供合理的优化方案。本文采用盐酸-硝酸溶矿,考察了样品预处理过程中混合酸配比、混合酸体积、消解时间及消解温度对消解效果的影响,利用正交试验设计及极差分析确定了最优消解条件:盐酸-硝酸混合酸配比3∶1,混合酸体积10 m L,消解时间120 min,消解温度90℃,用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅锌矿中15个主次量元素(铅锌铜锰砷银铋镉钴镍镓铟钼锗锑)的含量。在最优条件下,用富铅锌矿石国家标准物质(GBW 07165)进行试验,大多数元素的精密度(RSD,n=12)和准确度小于5%,方法检出限为0.0019~0.048μg/g。基于铅锌矿主要是以硫化物形式存在,采用一系列硫化物国家标准物质验证方法的准确度及可行性,检测结果基本都在标准值的误差范围内。应用该方法分析湖南某矿区中大批量铅锌矿样品,标样质量统计合格率为100%,密码质量统计合格率大于97%。  相似文献   

电感耦合等离子体发射光谱法测定硼硅酸盐玻璃中的硼等常见元素   总被引：2，自引：1，他引：1  

郭中宝  张艳妮  代铮  王潇 《岩矿测试》2015,34(1):55-59

硼硅酸盐玻璃中的硼、钙、镁、铝、铁、钛、硅等常见元素普遍采用各元素分别测定的方式进行分析,分析效率很低;而且硼的测定普遍采用容量法,当B2O3含量低于1%时,容量法测定误差较大。本文以KOH熔融的方式消解样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)进行分析。通过实验研究了KOH用量和不同称样量对B2O3测定结果的影响。结果表明,KOH用量在3 g以上时有较好的熔样效率和熔样效果,称样量低于0.4 g对B2O3测定结果无明显影响,考虑到其他元素的测定,确定了KOH用量优选3 g,称样量优选0.1 g。在此条件下,测定B2O3等常见元素的精密度(RSD,n=6)≤2%,加标回收率在96.0%~105.6%之间,除Si O2测定误差较大外,其他元素的测定结果均令人满意。本方法确定的B2O3的定量限为0.067%,且对于B2O3最高含量达到16%的测定结果也令人满意,因此可测定B2O3含量的范围至少为0.067%~16%。当样品中的B2O3含量高于4%时,方法准确度和精密度与国家标准分析方法(容量法)相当;当B2O3含量低于1%时,方法准确度和精密度都优于容量法。与现有报道相比,本方法显著拓宽了B2O3的测定范围,并具有良好的准确度,而且在B2O3准确测定的同时,也实现了Ca、Mg、Al、Fe、Ti的定量分析和Si的半定量分析,大大提高了分析效率,可以实现硼硅酸盐玻璃中B2O3等常见元素的准确快速分析。  相似文献