北方偉業(yè)計(jì)量集團(tuán)有限公司
為解決這個(gè)問(wèn)題,可以采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的隨機(jī)迭代計(jì)算方法。具體的操作是:在完成若干數(shù)據(jù)量分析后(N個(gè)數(shù)據(jù)),把所有數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)排列組合,分為若干組(例如3組或者5組,或更多)。在每一組中,對(duì)排在前面的n個(gè)數(shù)據(jù)(n≧2)進(jìn)行平均值C的計(jì)算,C1=(N1+N2)/2,C2=(N1+N2+N3)/3,……,CN=(N1+N2+N3+……+Nn)/n,然后把這些平均值進(jìn)行曲線(xiàn)分布作圖。這樣,對(duì)所有隨機(jī)排列的組(3組或5組)都進(jìn)行類(lèi)似計(jì)算,以數(shù)據(jù)量N為X軸,每個(gè)N值下計(jì)算所得的平均值CN為Y軸做曲線(xiàn)圖,得到若干條(3條或5條)具有不同震蕩規(guī)律的曲線(xiàn)分布。在所有的這些曲線(xiàn)分布圖中,平均含量C一定是隨著數(shù)據(jù)量N的增加而趨向某個(gè)比較固定值的;而且當(dāng)數(shù)據(jù)量N達(dá)到某個(gè)閥值M后(N=M),C值(CM)不會(huì)再隨著數(shù)據(jù)量的繼續(xù)增加而發(fā)生明顯改變,那么,該閥值M就是該樣品分析所需的最小數(shù)據(jù)量,而CM值就是該(微量)元素在物質(zhì)中的合法平均含量(圖3)。通過(guò)上述隨機(jī)迭代計(jì)算得出的最小分析數(shù)據(jù)量及平均含量具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的客觀性,在探討相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的時(shí)候是具有說(shuō)服力的。
實(shí)際應(yīng)用中,筆者已經(jīng)在洋底黑煙囪硫化物(白鐵礦等)的Au、Ag含量(品位)的討論中(Li et al.,2010),以及中高溫榴輝巖中金紅石的Zr含量及相關(guān)溫度計(jì)應(yīng)用中(李小犁等,2017)就此展開(kāi)了相關(guān)研究,確保了相關(guān)科學(xué)問(wèn)題不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)樣本的有限性可能導(dǎo)致的結(jié)論偏差(即數(shù)據(jù)量不夠引起的偽跡),同時(shí)也避免了進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析的浪費(fèi)和非必要性。該方法主要用于證明本次實(shí)驗(yàn)分析的樣本數(shù)量是合理的,并且由此計(jì)算得出的元素的平均含量是具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上客觀性的。至于是否可以用于對(duì)儀器系統(tǒng)誤差或者測(cè)量(隨機(jī))誤差進(jìn)行討論,還有待大量實(shí)驗(yàn)工作的驗(yàn)證和探討。
電子探針?lè)治鼍哂锌焖?、無(wú)損、微區(qū)、原位、高精度、高準(zhǔn)確度、高分辨率,高靈敏度的技術(shù)特征,是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展研究中非常重要的技術(shù)手段。而且相比其他分析化學(xué)技術(shù),操作流程簡(jiǎn)單且成本較低,同時(shí)對(duì)測(cè)試樣本的制備要求也不高。電子探針定量分析反映的是物質(zhì)中元素豐度的“數(shù)量”信息,并非元素的“重量”或者“質(zhì)量”。因此,歷史約定俗成使用質(zhì)量百分比來(lái)來(lái)表達(dá)元素豐度并不具有合法性。事實(shí)上,在一些項(xiàng)目測(cè)試中,即便實(shí)驗(yàn)條件都合格穩(wěn)定,最后的定量分析結(jié)果的數(shù)據(jù)總量(Total值)也是有可能會(huì)>100 wt%,這并非違反了基本的物質(zhì)定律,而是需要首先思考的是樣品本身的特性。因此,實(shí)際工作中,更應(yīng)該關(guān)注分析結(jié)果中的摩爾分?jǐn)?shù)比值(或原子比),是否正確反映了被測(cè)樣品的晶體化學(xué)特征——如是否滿(mǎn)足Si:O=4:1這樣的原子比關(guān)系(橄欖石、石榴子石),來(lái)判斷數(shù)據(jù)的合法性,而非簡(jiǎn)單地僅僅依據(jù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和。盡管在快速的、初步的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查中可以參考,但絕不是唯一的依據(jù)。
電子探針定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確度在很大程度上取決于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選用和標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇理論上應(yīng)該和待測(cè)樣品完全一致,但由于在實(shí)際工作中很難實(shí)現(xiàn),因此,應(yīng)至少遵循含量較高的和近似晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),最大程度避免基體效應(yīng)及修正過(guò)程(曲線(xiàn)修正、ZAF修正、PRZ修正等)的誤差、偏差傳遞。與此同時(shí),應(yīng)該考慮把標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為平行樣品加入未知樣品的測(cè)試序列,以此來(lái)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性,確保數(shù)據(jù)的可靠性。
在實(shí)際工作中,電子探針定量分析的最大技術(shù)難點(diǎn)在于干擾重疊峰的厘定和辨析。首先,這需要進(jìn)行一個(gè)全元素的定性分析,確定存在的元素種類(lèi);其次,通過(guò)特征X射線(xiàn)譜線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún),去尋找潛在的干擾重疊峰位——包括1階和多階譜線(xiàn)。如果兩個(gè)或以上元素之間在同一個(gè)晶體中的L值相差小于5 mm,那么就有峰位相互干擾重疊的風(fēng)險(xiǎn),須仔細(xì)研判和規(guī)避。同時(shí),還需要設(shè)定合理的BG背景值,這可以通過(guò)條件實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找,并且根據(jù)具體情況進(jìn)行背景值扣除計(jì)算的優(yōu)化。
需要提醒是,盡管電子探針功能強(qiáng)大,理論可分析元素種類(lèi)非常多,但是這并不意味著每種元素都可以得以高質(zhì)量、高精準(zhǔn)的測(cè)試,切不可求大求全,試圖對(duì)所有可能存在的微量元素都進(jìn)行定量分析。比較穩(wěn)妥和合理的電子探針?lè)治龇桨笐?yīng)當(dāng)盡量減少待測(cè)元素(尤其是微量元素的種類(lèi)),求穩(wěn)求精。每一種分析化學(xué)儀器都有它擅長(zhǎng)和不擅長(zhǎng)的領(lǐng)域,所以在具體工作中,必須首先明白需要解決的科學(xué)問(wèn)題是什么,再去選擇最佳的技術(shù)手段。不要因?yàn)殡娮犹结槒?qiáng)大性能而過(guò)度依賴(lài),包括在波譜分析(WDS)還是能譜分析(EDS)的選擇上。在當(dāng)今各類(lèi)分析技術(shù)日新月異的大環(huán)境下,特別是高精度(激光)質(zhì)譜儀的出現(xiàn),在測(cè)試微量元素方面會(huì)更有優(yōu)勢(shì),是電子探針?lè)治龅挠辛ρa(bǔ)充和拓展。技術(shù)上的可行(理論)與獲得可靠的分析結(jié)果(實(shí)際)對(duì)應(yīng)的是完全不同的訴求。
最后,在電子探針定量分析中,往往需要面對(duì)這樣一個(gè)實(shí)際問(wèn)題:需要完成多少樣本數(shù)的測(cè)試分析?這對(duì)于地質(zhì)樣品分析尤其重要,因?yàn)榇蠖鄶?shù)的地質(zhì)樣品都存在局部/微區(qū)范圍的成分不均勻,從而導(dǎo)致每次分析結(jié)果都會(huì)有一定的波動(dòng),特別是對(duì)微量元素的分析,從而影響到我們對(duì)微量元素在某物質(zhì)(礦物)中平均含量的考量。為解決這個(gè)問(wèn)題,可采用迭代計(jì)算方法,避免因單個(gè)測(cè)試所得一個(gè)極大或極小值最后影響到平均含量的正確評(píng)估。這也可以避免海量數(shù)據(jù)測(cè)試的浪費(fèi)和非必要性。該方法可以在一些特定的科學(xué)問(wèn)題研討中起到關(guān)鍵重要,包括但不限于微量元素溫度計(jì)以及礦石中貴金屬元素品位的分析。
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微量元素是維持人體機(jī)能必需的營(yíng)養(yǎng)素,酶是生命的催化劑,微量元素與酶密切相關(guān),因此,研究某些微量元素變化對(duì)酶的影響可以作為某些疾病的發(fā)生和發(fā)展的參考。本文對(duì)人體必需微量元素鐵、銅、鋅、硒、鉻、碘、鈷、鉬與酶的關(guān)系進(jìn)行了綜述,旨在為二者關(guān)系的研究提供一些參考。
了解更多> >微量元素是維持人體機(jī)能必需的營(yíng)養(yǎng)素,酶是生命的催化劑,微量元素與酶密切相關(guān),因此,研究某些微量元素變化對(duì)酶的影響可以作為某些疾病的發(fā)生和發(fā)展的參考。本文對(duì)人體必需微量元素鐵、銅、鋅、硒、鉻、碘、鈷、鉬與酶的關(guān)系進(jìn)行了綜述,旨在為二者關(guān)系的研究提供一些參考。
了解更多> >在電極的制作過(guò)程中,首先將1g納米管在濃鹽酸中超聲清洗6h,然后使用超純水沖洗至p H中性,置于0.5M H2SO4溶液中,以0.1V/s的掃描速率在1.5~2V (vs.Ag/Ag C1)范圍內(nèi)進(jìn)行循環(huán)伏安掃描。每根電極在第一次檢測(cè)分析前都要進(jìn)行如上活化操作。
了解更多> >建立食品基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制的方法流程。對(duì)大米粉樣品中的鎘元素定值,并評(píng)價(jià)定值的不確定度。采用微波消解-電感耦合等離子體-質(zhì)譜法對(duì)樣品中鎘含量進(jìn)行檢測(cè),并評(píng)價(jià)其均勻性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。共8家實(shí)驗(yàn)室協(xié)作定值,并對(duì)定值的步驟進(jìn)行不確定度評(píng)估。樣品的均勻性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備的要求,定值結(jié)果為(0.241±0.044)mg/kg。本研究對(duì)大米粉中鎘含量進(jìn)行了檢測(cè)、定值及定值不確定度分析。研制流程和結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的要求。
了解更多> >近日,在北京召開(kāi)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)評(píng)審會(huì)上,廣州計(jì)量院申報(bào)的硫代硫酸鈉滴定溶液等7種化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)順利通過(guò)了全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理委員會(huì)組織的專(zhuān)家評(píng)審,獲得專(zhuān)家組的一致認(rèn)可。
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