ИСТИНА

Поскольку лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия (ЛИЭС) – прямой метод анализа, значительные матричные эффекты часто наблюдаются при анализе разнообразных объектов окружающей среды: почв, руд, горных пород и т.п. Понимание причин этих эффектов – ключ к уменьшению этих влияний на аналитические результаты. Обычно исследователи используют предварительную пробоподготовку, чтобы получить высушенный и измельченный материал, и затем прессуют его в таблетки. Целью нашей работы было оценка влияния степени прессованности, влажности и общего содержания легко-ионизующихся элементов (ЛИЭ) на параметры лазерной плазмы и аналитический сигнал. В качестве образцов мы использовали набор типичных российских почв (серозем, дерно-подзолистые почвы, чернозем и др.) и набор руд (конкреций, медно- порфировые руды, золотоносные руды и др.). Максимальная гигроскопическая влажность определялась в соответствии с ГОСТ-28268-89. Сущность этого метода состоит в насыщении сухого материала водяным паром при постоянной температуре окружающей среды до постоянства массы, и последующем определении влажности. Никакого заметного влияния влажности (даже при максимальной влажности ~12%) на параметры плазмы обнаружено не было, в то время как интенсивность линии свинца Pb I 405.78 нм увеличилась с ростом влажности образцов. Обсуждаются возможные механизмы влияния влажности в сравнении с результатами, опубликованными в литературе. Поскольку общее содержание ЛИЭ в почвах и рудах сильно варьируется (от 0.5% до 15%), мы обнаружили линейную зависимость электронной плотности плазмы от этого содержания. Подобное поведение наблюдалось ранее для природных вод. При этом на температура плазмы не зависит от содержания ЛИЭ. Для изучения влияния степени спрессованности, мы приготовили набор таблеток под разным давлением гидравлического пресса (давление варьировалось от 160 кг/см2 до 10 тонн/см2). Для имитации непресованного порошка использовался скотч, покрытый плотным слоем зерен порошка. Поскольку для приготовления таблеток мы использовали один и тот же стандартный материал (ООПЕ 501), полученные результаты не зависят от дисперсности и минерального состава образцов, и, следовательно, наблюденные зависимости будут общими для всех типов порошкообразных проб. Мы обнаружили, что параметры плазмы не зависят от степени прессованности на ранних этапах развития плазмы (500 нс), в то время как заметный рост температуры и электронной плотности плазмы происходит для поздних времен наблюдения плазмы (7.5 мкс). Поскольку интенсивности линий Mn I и Fe I имели такой характер зависимости от степени прессованности, мы объясняем наблюдаемый эффект различием в скорости абляции и скорости частиц в плазме. Работа выполнена в рамках проекта РФФИ (грант №15-33-70053-мол_а_мос).