锑是一种不可再生的珍贵金属资源,其在阻燃剂、合金、陶瓷、玻璃、刹车片、塑料和武器等方面有广泛应用,全球年消耗量约12~15万吨。随着人类长期利用,锑元素在环境中不断积累,并参与多种生物地球化学循环过程。研究表明,锑同位素是一个潜在的氧化还原过程、物源示踪和生物地球化学过程的地球化学指标。但现有锑同位素分析方法操作繁琐,仅适用于特定样品(如高锑污染水体、土壤等)。样品锑含量低(上地壳平均0.2ppm)以及高温下易挥发的特点,导致岩石样品的全流程回收率较低等问题,锑同位素体系发展缓慢。
锑循环过程简图(引自Nanthi Bolan et. al., 2022)
针对锑同位素测试中存在问题,西北大学大陆动力学国家重点实验室袁洪林教授团队,在大量试验的基础上,统计了5类国际国内标品(土壤、水系沉积物、碳酸盐岩、泥页岩、硅酸岩)的78个样品的Te、Sb报道值,建立了新的锑同位素分析方法。该方法使用单柱阳离子树脂柱纯化,通过添加Sb标样,提高样品中Sb浓度和Sb/Te比,大大简化了分离流程,测试采用湿法进样而非氢化物发生器,降低了用酸量,提高了分析稳定性。新方法更高效、简便,适用范围广,将助力锑同位素体系建立和地质应用。
新方法流程图(Fang et. al., 2022)
研究成果以New Analysis Protocol for Stable Isotopes by a Standard Doping Method─An Example of Antimony为题发表在《Analytical Chemistry》(Anal. Chem. 2022, 94, 48, 16746–16751)