汽油中含硅化合物的存在会在燃烧时形成二氧化硅沉积于汽车燃烧系统的不同部位, 进而导致车辆故障的发生。 汽油中的含硅化合物可能以不同的形态存在。 采用有机直接进样模式的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定油品中的微量杂质因其方便、 快速正得到越来越多的应用。 本文研究了不同的ICP-OES雾化系统对不同形态含硅化合物测量的影响。 对于微量旋流雾化系统, 硅的发射强度与硅化学形态有明显关系, 硅化合物挥发性越大, 硅元素的发射强度就越强。 微量可控温旋流雾化系统可改善易挥发性硅元素的发射强度增强效应, 但仍无法完全消除此增强效应。 直接注入高效雾化器(DIHEN)雾化系统的应用, 可有效消除易挥发性硅的发射强度增强效应, 比较适合汽油中硅含量的测定。 DIHEN-ICP-OES方法的加标回收率为92.8%～108.7%, 相对标准偏差(RSD, n=10)为1.05%～4.63%, 方法检出限为0.05 mg·kg-1。 与传统微波消解法相比, DIHEN-ICP-OES具有简便, 快速, 灵敏, 准确度较高的优点, 可用于汽油中硅含量的直接检测。

佐太是一种古老的传统藏药,由水银、硫磺、八金、八矿等原辅料炮制而成,主要用来配制多种珍宝类藏药制剂.佐太作为含重金属藏药的典型代表,安全性与有效性一直备受质疑,而探明佐太的精确理化表征,则是科学阐释该疑问的重要切入点.该研究采用X射线能谱(EDX)、X射线荧光谱(XRF)、同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM),对佐太的元素组成、汞的化学价态与配位结构、物相成分与空间结构、微观形貌进行系统分析.EDX和XRF结果发现,佐太中主要元素为Hg和S,另外还有少量的O,Fe,Al,Cu,K,Ag,Ca,Mg等元素.XAFS分析发现,佐太中Hg是以正二价形式存在,配位数为4,配位原子为S.XRD结果发现,佐太中存在立方晶系β-HgS(空间群为F-43m 216)、斜方晶系单质硫S8(空间群为Fddd 70),以及少量的六方晶系C(空间群为P63/mmc 194)、六方晶系Fe1.05S0.95(空间群为P63/mmc1 94)、六方晶系Cu6S6(空间群为P63/mmc 194)、立方晶系Cu1.8S(空间群为F-43m 216)等;另还发现,佐太的结晶度约为59%,无定型态物质约占41%.SEM和AFM分析发现,佐太应为古代微纳米药物,其微粒多在100～600 nm,并有不少低于100 nm,这些微粒常堆聚成1～20 μm松散的无定型态颗粒.本研究探明了佐太的元素组成、汞的配位信息、物相成分和微观尺寸特征等,对科学解读神秘藏药——佐太的生物效应具有重要的启发。

土壤重金属污染已成为人类面临的共同挑战, 典型的重金属污染场地包括金属矿山、公路沿线、工业集中区、农业耕地等。对于事关农业安全生产的大农区, 土壤超量重金属往往导致农产品品质下降甚至使用价值丧失, 由此造成的经济损失不可估量。实际上, 农作物体内累积重金属量与土壤“活性”重金属关系更加密切, 这部分重金属主要以可交换态存在, 在一定条件下能够与碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化态、有机结合态和残渣态相互转换。因此, 明确土壤条件对重金属有效性的作用规律, 有望从源头上降低重金属对农作物的污染风险。基于前期研究成果, 以华中大农区酸性网纹红土为检测对象, 采用Tessier连续提取-原子吸收光谱法(AAS)揭示不同条件对红土Pb形态转化的非生物调控机制。结果表明: 红土样品Pb总量为32.56 mg·kg-1, 低于《土壤环境质量标准》一级标准推荐值, 但比全国土壤Pb平均含量要高。不同形态Pb含量分布为残渣态>Fe-Mn氧化态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态, 其中残渣态Pb占Pb总量的54.55%。红土pH值通过改变无机胶体和有机质表面电荷量来控制Pb的结合行为和可交换态含量;不同含水率导致红土氧化还原电位差异, 进而影响Pb的形态转化行为。此外, 秸秆加入量和老化时间也能改变Pb的形态分布, 但残渣态Pb含量始终最高。红土Pb的Muller指数Igeo为0.302 5, 表明土样采集区人为污染值得注意。Tessier连续提取-AAS法能有效表征红土Pb赋存形态的非生物转化机制。

采用同步热分析-红外光谱联用仪测定煤样在程序升温条件下的差示扫描量热-热重曲线和红外吸收光谱， 并通过红外吸收光谱定性鉴别燃烧气体产物。 重点研究了高温燃烧-红外吸收法， 即通过测量煤燃烧气体产物中二氧化硫的浓度， 间接地测量煤中硫含量。 该方法方便快速， 重复性较好。 研究发现， 用不同的含硫化合物和不同的煤标准物质校准仪器， 同一个煤样的硫含量结果偏差很大， 即标准物质和煤样中硫元素化学形态的差别导致系统误差。 采用时间-红外吸收强度曲线分析煤中高温硫和低温硫的组成， 然后选择与被测煤样硫元素组成接近的煤标准物质校准仪器， 因而， 消除了标准物质和样品间硫元素化学形态差别导致的系统误差。 另一个方面， 传统的高温燃烧-红外吸收法使用多点校准方法， 即通过测定多个质量的标准物质， 绘制硫质量-仪器响应信号强度的工作曲线； 采用单点校准方法， 调节标准物质和煤样的质量， 使得两者释放的硫元素质量相近， 然后间隔测量煤标准物质和煤样， 因而消除了红外吸收池的漂移的影响， 提高了煤样硫含量结果重复性。 以上述优化的方法测量一种低硫无烟煤和一种低硫烟煤， 硫含量测量结果及标准偏差分别为0.345%（0.004％）和0.372％（0.008％）。 经过评定， 两种煤样的硫含量结果的不确定度（U， k=2）分别为0.019%和0.021%。 两个主要创新在于用高温硫和低温硫组成相近的煤标准物质校准仪器， 以及采用测量和校准交替进行的单点校准方法。 改进后的测量方法， 准确性明显好于ASTM D5106的规定值， 具有一定的应用推广价值。

应用螯合树脂、阳离子交换树脂以及有机溶剂萃取等分离方法对白虎汤水煎液中Ca的不同形态进行富集分离, 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对不同形态的Ca含量进行测定, 钙元素的检出限为0.038 μg·mL-1, RSD为1.5%, 离子态和无机态的回收率分别为95.4%和91.8%。 白虎汤水煎液中可溶性Ca的离子态比例为83.25%, 有机结合态比例为23.79%, 其中含有少量的稳定结合态。 白虎汤水煎液中溶出的Ca是以离子态为主, 多种形态共同存在的复杂水溶平衡体系。

对2005年9月至2006年5月所采集的24份北京市PM_2.5样品进行序列连续提取,分别得到水溶态、脂溶态和不溶态3个分量的铅;在最佳仪器工作条件下,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定上述各分量中铅的浓度及同位素比值。采用GBW09133考察铅浓度测定的准确度,并用SRM 981标准铅试剂校正质量歧视效应和仪器漂移。结果表明,采用ICP-MS分析大气PM_2.5中不同形态铅浓度及同位素比值的测定数据准确可靠。北京市大气PM_2.5样品中水溶态、脂溶态和不溶态3个分量铅的平均百分含量分别为20.69%,0.32%和78.99%;相应的铅同位素比值206Pb/207Pb的均值分别为1.1526,1.1374和1.2193;其中水溶态和不溶态铅的同位素比值具有统计学差异(p<0.01)。同位素比值的比对结果提示,北京市成人血铅可能源于北京市大气PM_2.5中水溶态铅而非不溶态铅,故大气细颗粒物中水溶态铅对人体健康的威胁更值得注意。