Изучение влияния физико-химических свойств атмосферных аэрозолей, собранных на фильтр, на результаты их рентгенофлуоресцентного анализа

• Автор: Ставицкая, Маргарита Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Характеристика и методы анализа неорганических
веществ в атмосферных аэрозолях
1.1 Источники загрязнения воздуха
1.2 Отбор проб к анализу
1.3 Методы определения неорганических соединений
1.4 Источники погрешностей рентгенофлуоресцентного анализа 17 аэрозолей
1.5 Подготовка проб к анализу РФ А
1.6 Градуирование методик анализа
1.7 Оценивание правильности результатов анализа
1.8 Задачи и направления исследований
ГЛАВА 2 Изучение эффекта микроабсорбционной неоднородности 34 при рентгенофлуоресцентном анализе порошковых проб из
ультрамелких частиц
2.1 Аппаратура
2.2 Приготовление образцов для изучения эффекта МАИ
2.3. Изучение эффекта МАИ для порошкового материала
2.4. Изучение эффекта МАИ в ненасыщенных излучателях
2.5 Выводы
ГЛАВА 3 Изучение влияния физико-химических характеристик
проб аэрозолей, собранных на фильтр, на интенсивность
флуоресценции и разработка способов его учета при РФ А
3.1 Характеристика исследуемых образцов
3.2 Оценка взаимного влияния элементов и нагруженности 53 фильтров на результаты РФ А
3.2.1 Методология исследования
3.2.2. Изучение эффектов межэлементного взаимодействия
3.2.3. Экспериментальная проверка теоретических выводов
3.3. Выбор оптимальных условий определения градуировочной
функции
3.3.1. Сопоставление вариантов метода наименьших квадратов 64 при определении коэффициентов градуировочной функции
3.3.2. Выбор оптимального вида эмпирических уравнений связи
3.4 Выводы
ГЛАВА 4 Методика рентгенофлуоресцентного определения 73 металлов в атмосферных аэрозолях
4.1. Определение градуировочной функции методики
4.2. Изучение стабильности материала градуировочных образцов
4.3. Метрологические исследования недеструктивной методики
РФА атмосферных аэрозолей
4.3.1. Метрологические исследования с использованием
пленочных синтетических образцов
4.3.2. Оценивание метрологических характеристик с
использованием реальных проб аэрозолей
4.4. Выводы
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Для определения неорганических компонентов аэрозолей эффективно использовать рентгенофлуоресцентный анализ (РФА), что обусловлено его экспрессностью, многоэлементностью, недеструктивностью. Вместе с тем отечественные нормативные документы (НД) рекомендуют для этих целей только две стандартизированные методики РФА. В публикациях, посвященных РФА аэрозолей, практически отсутствуют общеметодические исследования по оценке и учету влияния физико-химических свойств проб аэрозолей на интенсивность флуоресценции.
Специфика РФА проб аэрозолей, собранных на фильтр, заключается в том, что такие излучатели являются гетерогенными, ненасыщенными для рентгеновского излучения и имеют переменную поверхностную плотность (Ps). Размер (D) частиц аэрозолей варьирует, в основном, от 0,1 до 10 мкм, и для этой области эффект микроабсорбционной неоднородности (МАН) не изучен. Масса материала в пробах и содержание в них аналитов изменяется в широких пределах, что требует особых условий определения градуировочной функции и оценки правильности результатов. Нерешенность этих вопросов усугубляется отсутствием стандартных образцов состава (СОС), адекватных анализируемым пробам.
Цель работы состоит в создании недеструктивной методики РФА аэрозолей, собранных на фильтр. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
исследовать эффект МАН при РФА ультрамелких частиц (D<10mkm);
оценить зависимость интенсивности флуоресценции от химического состава и массы пробы для ненасыщенных излучателей и дать рекомендации по их учету;
оценить метрологические характеристики разработанной
методики РФА аэрозолей, собранных на фильтр.
электронно-зондового микроанализа (РСМА) на микроанализаторе Superprobe JXA-8200 (JEOL Ltd, Япония), в режиме растрового электронного микроскопа во вторичных, обратно рассеянных электронах, а также рентгеновском излучении элементов. Химический состав частиц определяли с помощью энергодисперсионного спектрометра при ускоряющем напряжении 20 кВ, токе зонда 5 нА, диаметре зонда 1 мкм, экспозиции съемки 60 с. Спектры обрабатывали по программе полуколичественного анализа Programme of Semi quantitative Analysis программного обеспечения ЭДС Superprobe JXA-8200.
Таблица
Условия регистрации интенсивности флуоресцентного и рассеянного
излучения
Аналитическая линия Значение угла 20 (длины волн) при измерении Экспозиция, с
линии (к, нм) фона (к, нм)
МоКа 20,28 (0,0709) 21,3 (0,0745)
SrKa 25,10 (0,0875) 29,2 (0,1015)
PbLß 28,22 (0,0983) 29,2 (0,1015)
ZnKa 41,75 (0,1435) 41,0 (0,1411) 40
CuKa 45,0 (0,1540) 46,8 (0,1599)
NiKa 48,65 (0,1658) 49,5 (0,1599)
CoKa 52,8 (0,1789) 53,8 (0,1823)
FeKa 57,50 (0,1937) 58,7 (0,1974) 40
MnKa 62,90 (0,2103) 65,0 (0,2164)
CrKa 69,30 (0,2290) 68,0 (0,2247)
VKa 76,80 (0,2504) 75,0 (0,2453)
Атомно-абсорбционное определение металлов в растворах проб аэрозолей проводили на спектрометрах SOLAAR А А серии S (США) в пламени ацетилен-воздух и Perkin Elmer модель 403 (США), в пламени ацетилен-воздух, используя для Со и Ni коррекцию фона с помощью дейтериевой лампы. Аналитические сигналы измеряли при длинах волн, представленных в табл. 2.2, время измерения сигнала составляло 0,7 с.