现代分析测试新技术—地球科学与环境科学研究中实际应用

绪 论
表面、形貌分析
同位素组成 元素形态
有机物
微区物质组成
主要性能指标(Main feature of the instrument)
1） 精密度（Precision）
按照IUPAC的有关规定，精密度通常用 相对标准偏差（RSD%）来量度：
绪 RSD% = s / x
（1—1）
论 式中，s-标准偏差；x-n次测量的平均值
应的分析信号。如光信号等。在许多仪器中，信号发生器通 常都比较复杂，如在光谱法仪器中，包含有光源、单色器、 光束切光器、原子化器等。
检测器—将一种类型的信号转变成另一种类型的信号的器
件。一般是将所研究的物理或化学性质的量转换为电信号。 常用的有光电倍增管、光电二极管阵列、电荷转移器件、光
绪导电检测器等。 论 信号处理器—将检测器输出的信号进行必要的处理，如放
n
xi x 2
s i1 n 1
n
xi
x i1 n
相对标准偏差与浓度有关，浓度低时相 对标准偏差大，浓度高时相对标准偏差小。
现 代
仪
器 分
地质分析
析
GEOANALYSIS
现代分析测试新技术
—地球科学与环境科学研究中实际应用
绪 论
Nothing can be obtained in
geochemistry without careful
analytical work
绪
C. J. Allegre
论
Expertise comes from making
all possible mistakes
Niels Bohr
THINKING
1.Decide on geochemical objectives (e g. problem to solved. theory to be tested)
2. Design investigation to achieve objectives
类分析方法。这一类方法有：折射法、干涉法、散
射浊度法、旋光法、X射线衍射法和电子衍射法等。
2) 电化学分析法——根据物质在溶液中 的电化学性质及其变化来进行分析的一类分 析方法。其中有：电导法、电位法、电解和
绪 库仑法、伏安和极谱法等。 论 3)色谱分析法——根据混合物的各组分在互
不相溶的两相（固定相和流动相）中吸附能 力、分配系数或其它亲和作用的差异进行分 离、分析的方法。主要有：气相色谱法和液 相色谱法等。
分析仪器的基本结构
(Basic structure of Analytical Instrument)
不同的分析方法对应不同的分析仪器.
不同的分析仪器,不管它们的复杂程度如
何，一般都可以分为四个基本部分。
绪
论
信号
信号
读出
发生器
检测器
处理器
器件
图1-1 分析仪器结构方框图
信号发生器—使待测物质产生与某种物理或化学性质相对
绪 论
分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它
包括化学分析和仪器分析两大部分。
化学分析—主要利用化学反应及其计量关系进行分
绪析玻的璃方器法 皿。 等测 。定 如时 ：只重需量使法用、化容学量试法剂和比、色天法平等和。一些 论
仪器分析—通过测量物质的某些物理或物理化学性
质及其变化来进行分析的方法。测定时必须采用比 较复杂或特殊的仪器设备。如：光分析法、电化学 分析法、色谱法、磁分析法等。
SAMPLING 3. Collect samples
4. Prepare samples for analysis
绪
ANALYSIS
5. Decompose samples : solution (if necessary) 6. Analyze samples
论
INTERPRETATI 7. Assess quality of sampling and analysis
方法。其中有：
• 光谱法——以光的发射、吸收和散射为基础建立
绪 论
起来的一类分析方法。通过检测光谱的波长或强度
进行分析。这一类方法有：原子光谱法（发射、吸 收、荧光、X射线荧光）、分子光谱法（紫外、可见，
红外，荧光，磷光，化学发光，拉曼，核磁共振
等）。
• 非光谱法——通过测量光的某些其它性质，如反 射、散射、干涉、衍射和偏振等变化建立起来的一
大、滤波、比较、整流、加减、微积分等，转换调制成更有 意义的形式，以提高仪器的灵敏度。信号处理器有多种多样， 从简单的电阻网络、多级放大器到复杂的计算机系统。
读出器件—将信号处理器的输出信号显示或记录下来。
常用的有记录仪、示波器、数字表、计算机等。
三. 仪器分析的分类及特点
❖ 仪器分析的分类:
仪器分析是通过测量表征物质的某些物 理或物理化学性质的参数来确定其化学组成、
绪 含量或结构的分析方法。原则上，凡是能表 论 征物质的所有物理或物理化学性质，都可以
被用作分析该物质的方法依据。所以仪器分 析的方法是很多的，而且相互比较独立，可 以自成体系。根据测量信号的不同，仪器分 析方法一般可以分为以下几大类：
➢仪器分析通常分为光分析法、电化学分析
法、色谱法以及其它仪器分析方法几大类。
4)其它仪器分析方法：
质谱法——根据元素的质量与电荷比的关 系进行分析的方法。
绪 热分析法——根据物质的质量、体积、热 论 导或反应热与温度之间的关系进行分析的
方法。
放射化学分析法——利用核衰变过程中所 产生的放射性辐射来进行分析的方法。
从分析测试对象：
物质组成分析 主量元素、微量元素
物质结构分析 痕量元素、超痕量元素
ON
8. Geochemical interpretation
CONCLUSIO NS
9. Draw conclusions and /or recommend action.
第一讲：概论
第二讲：样品制备与数据处理
第三讲：微量元素及形态分析
绪 论
第四讲：固体微区分析
第五讲：现场分析
第一讲：概论
包括成分分析、结构分Байду номын сангаас和表面、形貌分析
绪 三大部分。
论 -射线
X-射线
光学光谱区
微波区
无线电波区
5pm 140pm
10nm
100um
1m
远紫外区 近紫外区
可见区
10nm 200nm
400nm
近红外区
远红外区
800nm
2500nm 50um
1) 光分析法——根据能量作用于待测物质后产生
的辐射信号或所引起的变化来进行分析的一类分析