zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-1-II-48-57zldm-1575Research ArticleК 30-ЛЕТИЮ «ВМК-ОПТОЭЛЕКТРОНИКА»TO THE 30th ANNIVERSARY OF VMK-OPTOELEKTRONIKAМногоэлементный атомно-эмиссионный анализ горных пород, почв и золы растений с использованием дугового аргонового двухструйного плазмотрона и многоканального анализатора эмиссионных спектровMultielement atomic emission analysis of rocks, soils, and ash of plants using argon arc two-jet plasmotron and multichannel analyzer of emission spectra (MAES)ЧеревкоА. С.CherevkoA. S.

Алла Саввична Черевко

630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 8/2

 

Alla S. Cherevko

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Lavrentieva, 8/2

ascherevko@ya.ruМорозоваА. А.MorozovaA. A.

Анна Александровна Морозова

630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 8/2

Anna A. Morozova

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Lavrentieva, 8/2

Институт почвоведения и агрохимии СО РАНРоссияInstitute of Soil Science and Agrochemistry SB RASRussian Federation202225012022881(II)4857Copyright © Черевко А.С., Морозова А.А., 20222022Черевко А.С., Морозова А.А.Cherevko A.S., Morozova A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1575

Предложена методика одновременного определения 23 микро- (Ba, Be, Cu, Co, Cr, Ga, La, Mo, B, Ni, Pb, Sc, Sn, Sr, V, Y, Yb, Zn, Zr, Fe, Mn, P, Ti) и 6 макроэлементов (Mg, Al, Si, Na, K, Ca) в почвах, горных породах и золе растений методом атомно-эмиссионной спектрометрии с использованием для возбуждения спектров дугового аргонового двухструйного плазмотрона. Анализируемые пробы вводили в струю плазменного потока путем вдувания аэровзвеси мелкодисперсного порошка под давлением газа (аргона). Для регистрации спектров использовали многоканальный анализатор эмиссионных спектров (МАЭС). В качестве образцов сравнения служили государственные стандартные образцы почв, горных пород и золы растений различного состава и генезиса. Найдены оптимальные условия возбуждения, регистрации спектров и обработки полезного сигнала, минимизирующие случайные и систематические погрешности определений. Оценка метрологических характеристик методики, проведенная с применением природных стандартных образцов, показала отсутствие значимой систематической погрешности. Относительное стандартное отклонение методики колеблется в интервале 0,07 – 0,15, а расчетное значение критерия Стьюдента для всех элементов меньше табличного.

A method of quantitative simultaneous determination of 23 trace elements (Ba, Be, Cu, Co, Cr, Ga, La, Mo, B, Ni, Pb, Sc, Sn, Sr, V, Y, Yb, Zn, Zr, Fe, Mn, P, Ti) and 6 macronutrients (Mg, Al, Si, Na, K, Ca) in soils, rocks and ash of plant material using atomic emission spectrometry is described. A two-jet argon arc plasmatron is used as the source of spectra excitation. The samples to be analyzed are introduced into the plasma flow jet by injection of an air suspension of a finely dispersed powder under gas (argon) pressure. A multichannel analyzer of emission spectra (MAES) is used for spectra recording. State standard samples of soils, rocks, and plant ash of various compositions and genesis are used as reference samples. The optimal conditions for excitation, registration of spectra and processing of the useful signal were determined to minimize the random and systematic errors of element determinations. Evaluation of the metrological characteristics, carried out using natural standard samples, revealed no significant systematic error. The relative standard deviation of the method ranges from 0.07 to 0.15, and the calculated value of the Student’s criterion for all the elements considered was shown to be less than the tabular value.

двухструйный плазмотронплазменная струямногоканальный анализатор эмиссионных спектровполезный аналитический сигналматричные помехикритерий Стьюдентапогрешность анализаtwo-jet plasmatronplasma jetmultichannel analyzer of emission spectrauseful analytical signalmatrix interferencesStudent’s t-testanalysis errorReferencesYudelevich I. G., Cherevko A. S., Engelsh V. S., et al. A two-jet plasmatron for the spectrochemical analysis of geological samples / Spectrochim. Acta, Part B. 1984. Vol. 39. N 6. P. 777 – 785. DOI:10.1016/0584-8547(84)80086-5Yudelevich I. G., Cherevko A. S., Engelsh V. S., et al. A two-jet plasmatron for the spectrochemical analysis of geological samples / Spectrochim. Acta, Part B. 1984. Vol. 39. N 6. P. 777 – 785. DOI:10.1016/0584-8547(84)80086-5Черевко А. С., Полякова Г. Е. Многоэлементный атомно-эмиссионный анализ почв с дуговым аргоновым двухструйным плазмотроном / Агрохимия. 2000. № 6. С. 73 – 77.Cherevko A. S., Polyakova G. E. Multielement atomic emission analysis of soils with an argon arc two-jet plasmatron / Agrokhimiya. 2000. N 6. P. 73 – 77 [in Russian].Черевко А. С., Полякова Г. Е. Одновременное атомно-эмиссионное спектрографическое определение с дуговым аргоновым двухструйным плазмотроном макро- и микроэлементов в золе растительных материалов / Агрохимия. 2000. № 10. С. 75 – 82.Cherevko A. S., Polyakova G. E. Simultaneous atomic emission spectrographic determination with an argon arc two-jet plasmatron of macro- and microelements in the ash of plant materials / Agrokhimiya. 2000. N 10. P. 75 – 82 [in Russian].Заксас Н. П., Шелпакова И. Р., Герасимов В. А. Атомно-эмиссионное определение микроэлементов в порошковых пробах разной природы с возбуждением спектров в двухструйном дуговом плазмотроне / Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. № 3. С. 254 – 260.Zaksas N. P., Shelpakova I. R., Gerasimov V. A. Determination of trace elements in different powdered samples by atomic emission spectrometry with spectral excitation in two-jet arc plasmatron / J. Anal. Chem. 2004. Vol. 59. N 3. P. 222 – 227. DOI:10.1023/B:JANC.0000018963.03529.e0Zaksas N. P., Veryaskin A. F. Solid sampling in analysis of soils by two-jet plasma atomic emission spectrometry / Anal. Sci. 2017. Vol. 33. N 5. P. 605 – 609. DOI: 10.2116/analsci.33.605Zaksas N. P., Veryaskin A. F. Solid sampling in analysis of soils by two-jet plasma atomic emission spectrometry / Anal. Sci. 2017. Vol. 33. N 5. P. 605 – 609. DOI:10.2116/analsci.33.605Shelpakova I. R., Zaksas N. P., Komissarova I. N., Kovalevskij S. V. Spectral methods for analysis of high purity gallium with excitation of spectra in the two-jet arc plasmatron / J. Anal. At. Spectrom. 2002. Vol. 17. N 3. P. 270 – 273. DOI:10.1039/B109229BShelpakova I. R., Zaksas N. P., Komissarova I. N., Kovalevskij S. V. Spectral methods for analysis of high purity gallium with excitation of spectra in the two-jet arc plasmatron / J. Anal. At. Spectrom. 2002. Vol. 17. N 3. P. 270 – 273. DOI:10.1039/B109229BЛабусов В. А., Гаранин В. Г., Шелпакова И. Р. Многоканальные анализаторы атомно-эмиссионных спектров. Современное состояние и аналитические возможности / Журн. аналит. химии. 2012. Т. 67. № 7. С. 697 – 707.Labusov V. A., Garanin V. G., Shelpakova I. R. Multichannel Analyzers of Atomic Emission Spectra: Current State and Analytical Potentials / J. Anal. Chem. 2012. Vol. 67. N 7. P. 632 – 641. DOI:10.1134/S1061934812070040Гаранин В. Г., Неклюдов О. А., Петренко Д. В., Смирнов А. И. «Атом» — программное обеспечение анализатора МАЭС / Аналитика и контроль. 2005. Т. 9. № 2. С. 116 – 125.Garanin V. G., Neklyudov O. A., Petrenko D. V., Smirnov A. V. Atom — program software for MAES analyzer / Analit. Kontrol’. 2005. Vol. 9. N 2. P. 116 – 125 [in Russian].Гаранин В. Г., Неклюдов О. А., Петроченко Д. В. и др. Программное обеспечение атомного спектрального анализа «Атом» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 103 – 111. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111Garanin V. G., Neklyudov O. A., Petrochenko D. V., et al. «Atom» Software for atomic spectral analysis / Zavos. Lab. Diagn. Mater. 2019. Vol. 85. N 1. Part II. P. 103 – 111 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111Лонцих В. П., Петров Л. Л. Стандартные образцы состава природных сред. — Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. — 273 с.Lontsikh S. V., Petrov L. L. Reference materials of natural environments. — Novosibirsk: Nauka, 1988. — 273 p. [in Russian].Черевко А. С., Морозова А. А. К вопросу о нарушении локального термодинамического равновесия в плазменной струе дугового аргонового двухструйного плазмотрона / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 145 – 150. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-145-150Cherevko A. S., Morozova A. A. On the violation of local thermodynamic equilibrium in the plasma jet of an argon arc two-jet plasmatron / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2019. Vol. 85. N 1. Part II. P. 145 – 150 [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-145-150Zaksas N. P., Gerasimjv V. A. Consideration on excitation mechanisms in a high-power two-jet plasma / Spectrochim. Acta. Part B. 2013. Vol. 88. P. 174 – 179. DOI:10.1016/j.sab.2013.06.013Zaksas N. P., Gerasimjv V. A. Consideration on excitation mechanisms in a high-power two-jet plasma / Spectrochim. Acta. Part B. 2013. Vol. 88. P. 174 – 179. DOI:10.1016/j.sab.2013.06.013Пупышев А. А. Спектральные помехи и их коррекция в атомно-эмиссионном спектральном анализе / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 15 – 32. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-15-32Pupyshev A. A. Spectral interferences and their correction in atomic emission spectral analisys / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2019. Vol. 85. N 1. Part II. P. 15 – 32. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-15-32Siromlya T. I., Zagurskaya Yu. V., Bayandina I. I. The elemental composition of Hypericum perforatum plants sampled in environmentally different habitats by the example of West Siberia / Botanica Pacifica. 2020. Vol. 9. N 2. Р. 127 – 132. DOI:10.17581/bp.2020.09217Siromlya T. I., Zagurskaya Yu. V., Bayandina I. I. The elemental composition of Hypericum perforatum plants sampled in environmentally different habitats by the example of West Siberia / Botanica Pacifica. 2020. Vol. 9. N 2. Р. 127 – 132. DOI:10.17581/bp.2020.09217Syso A. I., Boyarskikh I. G., Junwei H., Syromlya T. I. Influence of Soil Conditions on the Manifestation of Chlorosis and Parthenocarpy in Lonicera caerulea L. / Contemp. Probl. Ecol. 2021. Vol. 14. N 5. Р. 525 – 537. DOI:10.1134/S1995425521050164Syso A. I., Boyarskikh I. G., Junwei H., Syromlya T. I. Influence of Soil Conditions on the Manifestation of Chlorosis and Parthenocarpy in Lonicera caerulea L. / Contemp. Probl. Ecol. 2021. Vol. 14. N 5. P. 525 – 537. DOI:10.1134/S1995425521050164

The authors declare that there are no conflicts of interest present.