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鍶量檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-01 15:11:11 更新時(shí)間：2025-07-31 15:11:12

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

鍶量檢測(cè)：精準(zhǔn)把控元素含量的關(guān)鍵

鍶（Strontium, Sr）是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的堿土金屬元素，在自然界中分布廣泛，常以化合物形式存在于土壤、巖石、礦泉水及海水中。鍶及其化合物在眾多工業(yè)領(lǐng)域和科研活動(dòng)中扮演著重要角色，例如電子工業(yè)（陰極射線管、鐵氧體磁體）、煙火制造（產(chǎn)生紅色火焰）、陶瓷釉料、合金制造、醫(yī)療領(lǐng)域（鍶-89用于骨癌治療）以及地質(zhì)年代測(cè)定等。同時(shí)，鍶元素（特別是其放射性同位素鍶-90）也是核安全與環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。因此，準(zhǔn)確測(cè)定各種基質(zhì)（如水、土壤、巖石、生物樣品、工業(yè)產(chǎn)品等）中的鍶含量至關(guān)重要，這對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量控制、環(huán)境安全評(píng)估、地質(zhì)研究、核安全監(jiān)管以及人體健康研究均具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

鍶量檢測(cè)的核心目標(biāo)是定量測(cè)定樣品中鍶元素的總含量或特定形態(tài)的含量。根據(jù)應(yīng)用需求，常見的檢測(cè)項(xiàng)目包括：

總鍶含量測(cè)定：檢測(cè)樣品中所有形態(tài)鍶元素的總量。
鍶同位素比值分析：如測(cè)定⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值用于地質(zhì)學(xué)和考古學(xué)示蹤，或檢測(cè)放射性⁹⁰Sr（鍶-90）的活度濃度用于核輻射監(jiān)測(cè)。
溶解態(tài)鍶含量測(cè)定：主要針對(duì)水樣，測(cè)定溶解在水中的鍶離子濃度。
特定化合物中鍶含量測(cè)定：如碳酸鍶、硝酸鍶等工業(yè)原料或產(chǎn)品中鍶的純度或含量分析。

常用檢測(cè)儀器

鍶量檢測(cè)的準(zhǔn)確性高度依賴于先進(jìn)的儀器設(shè)備。以下是一些最常用且高效的分析儀器：

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：這是目前測(cè)定痕量及超痕量鍶（特別是同位素分析）最靈敏、最準(zhǔn)確的方法之一。它具有極低的檢出限（可達(dá)ppt級(jí)）、寬的線性范圍以及同時(shí)多元素檢測(cè)能力。
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：對(duì)于常量及微量鍶的測(cè)定，ICP-OES是一種高效、快速、多元素同時(shí)分析的技術(shù)，檢出限通常在ppb級(jí)。它操作相對(duì)簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本低于ICP-MS。
原子吸收光譜儀：包括火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法。FAAS適用于較高濃度鍶的測(cè)定（ppm級(jí)），而GFAAS靈敏度更高（可達(dá)ppb級(jí)），適合痕量分析。操作相對(duì)簡(jiǎn)單，儀器成本較低。
X射線熒光光譜儀：適用于固體樣品（如礦石、土壤、陶瓷）中鍶的快速無(wú)損或微損檢測(cè)，尤其適合主量或次量元素的篩查分析。
滴定分析設(shè)備：對(duì)于鍶含量很高的樣品（如鍶鹽產(chǎn)品），經(jīng)典的EDTA絡(luò)合滴定法仍是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。

核心檢測(cè)方法

不同的儀器對(duì)應(yīng)不同的檢測(cè)方法，樣品前處理也至關(guān)重要：

樣品前處理：
- 消解：對(duì)于固體樣品（土壤、生物組織、礦石等），需通過(guò)酸消解（如硝酸、氫氟酸、高氯酸、王水等）或堿熔融將其轉(zhuǎn)化為溶液。微波消解因其高效、安全、空白低而被廣泛采用。水樣通常經(jīng)酸化過(guò)濾后直接分析溶解態(tài)鍶。
- 分離富集：當(dāng)基質(zhì)復(fù)雜或鍶含量極低時(shí)，常采用離子交換、共沉淀（如與硫酸鍶、碳酸鍶）、溶劑萃取或固相萃取等技術(shù)分離干擾元素并富集鍶。
分析測(cè)試：
- ICP-MS法：將處理好的樣品溶液霧化引入等離子體，鍶離子化后經(jīng)質(zhì)譜分離器按質(zhì)荷比分離，用檢測(cè)器測(cè)定特定同位素（如⁸⁸Sr, ⁸⁷Sr, ⁸⁶Sr或⁹⁰Sr）的信號(hào)強(qiáng)度。通常用內(nèi)標(biāo)法（如鍺Ge、銠Rh、銦In等）或同位素稀釋法校正基體效應(yīng)和儀器漂移。
- ICP-OES法：樣品溶液被等離子體激發(fā)，通過(guò)測(cè)定鍶元素特征發(fā)射譜線（如Sr II 407.771 nm, Sr II 421.552 nm）的強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。常用外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法。
- AAS法：樣品溶液經(jīng)霧化進(jìn)入火焰（FAAS）或注入石墨管（GFAAS）中原子化，基態(tài)鍶原子吸收特定波長(zhǎng)的光源（通常為460.7 nm），根據(jù)吸光度與濃度的關(guān)系定量。GFAAS需優(yōu)化灰化、原子化程序。
- XRF法：固體樣品壓片或熔融制樣后，用X射線激發(fā)，測(cè)量鍶元素特征X射線熒光（如Kα線）的強(qiáng)度進(jìn)行定量或半定量分析。
- 滴定法：在適當(dāng)pH條件下，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鍶離子，常用金屬指示劑（如甲基百里香酚藍(lán)）指示終點(diǎn)。

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性，鍶量檢測(cè)必須遵循國(guó)家、行業(yè)或國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。以下列舉部分重要的標(biāo)準(zhǔn)：

水質(zhì)鍶的測(cè)定：
- 中國(guó)：HJ 700-2014《水質(zhì) 65種元素的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》，HJ 776-2015《水質(zhì) 32種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》，GB/T 11905-1989《水質(zhì) 鈣和鎂的測(cè)定 EDTA滴定法》（可經(jīng)修改用于鍶）。
- 美國(guó)：EPA 200.8《通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定水和廢物中的痕量元素》，EPA 200.7《通過(guò)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定水和廢物中的痕量元素》。
土壤、沉積物及固體廢物鍶的測(cè)定：
- 中國(guó)：HJ 803-2016《土壤和沉積物 12種金屬元素的測(cè)定王水提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》，HJ 781-2016《固體廢物 22種金屬元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》。
- 美國(guó)：EPA 6020B《電感耦合等離子體質(zhì)譜法》，EPA 6010D《電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》。
食品、生物材料中鍶的測(cè)定：GB 5009.268-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》（含ICP-MS/OES法），SN/T 2208-2008《水產(chǎn)品中鈉、鎂、鋁、鈣、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鍶、鉬、鎘、鉛、汞、硒的測(cè)定微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》。
放射性鍶-90的測(cè)定：GB/T 14582-1993《環(huán)境空氣中氡及其子體的測(cè)量方法》（含部分鍶測(cè)定），GB 11221-1989《生物樣品中放射性核素的γ能譜分析方法》（相關(guān)），以及專門的放射性化學(xué)分離與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)（如放化法、液閃法）。
工業(yè)產(chǎn)品中鍶的測(cè)定：針對(duì)特定產(chǎn)品（如碳酸鍶、硝酸鍶、鍶鐵氧體等）有相應(yīng)的行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通常規(guī)定化學(xué)滴定法（EDTA）、AAS或ICP-OES/MS法。

鍶量檢測(cè)是一個(gè)涉及多學(xué)科、多技術(shù)的分析領(lǐng)域。選擇合適的檢測(cè)項(xiàng)目、采用恰當(dāng)?shù)膬x器與方法、嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并做好嚴(yán)格的質(zhì)量控制（包括空白試驗(yàn)、平行樣測(cè)定、加標(biāo)回收、使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/參考物質(zhì)校準(zhǔn)等），是確保獲得可靠、準(zhǔn)確的鍶含量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵所在。這對(duì)于保障環(huán)境安全、提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)科學(xué)研究發(fā)展至關(guān)重要。