High Precision Analysis of Pb Isotope Ratios Using MC-ICP-MS and the Pb Isotope Compositions of Soil Standard Materials

HUANG Guo-feng; WANG Zhong-wei; XIE Zhi-yi; LIU Jun; CHEN Duo-hong

doi:10.12452/j.fxcsxb.240808288

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High Precision Analysis of Pb Isotope Ratios Using MC-ICP-MS and the Pb Isotope Compositions of Soil Standard Materials

Scientific Papers | 更新时间：2025-10-13

- High Precision Analysis of Pb Isotope Ratios Using MC-ICP-MS and the Pb Isotope Compositions of Soil Standard Materials
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 1, Pages: 116-125(2025)
- 作者机构：
  
  广东省生态环境监测中心，广东广州 510308
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.240808288
  CLC： O657.6;S151.9
- Received：08 August 2024，
  
  Revised：2024-08-28，
  
  Published：15 January 2025
- 稿件说明：
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黄国锋,王中伟,谢志宜,刘军,陈多宏.高精度铅同位素比值MC-ICP-MS测试方法及土壤标准物质铅同位素组成[J].分析测试学报,2025,44(01):116-125.

HUANG Guo-feng,WANG Zhong-wei,XIE Zhi-yi,LIU Jun,CHEN Duo-hong.High Precision Analysis of Pb Isotope Ratios Using MC-ICP-MS and the Pb Isotope Compositions of Soil Standard Materials[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(01):116-125.
黄国锋,王中伟,谢志宜,刘军,陈多宏.高精度铅同位素比值MC-ICP-MS测试方法及土壤标准物质铅同位素组成[J].分析测试学报,2025,44(01):116-125. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.240808288.

HUANG Guo-feng,WANG Zhong-wei,XIE Zhi-yi,LIU Jun,CHEN Duo-hong.High Precision Analysis of Pb Isotope Ratios Using MC-ICP-MS and the Pb Isotope Compositions of Soil Standard Materials[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(01):116-125. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.240808288.

摘要

利用多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）精准测定了国家土壤标准物质的铅同位素比值，研究了MC-ICP-MS测定铅同位素时的分馏效应，发现仪器存在非质量分馏效应，应用Baxter法和标准与实际样品的交叉组合法（SSB）校正仪器的质量和非质量分馏，校正后NIST SRM 981标准溶液的铅同位素比值具有较高的准确度和精确度。采用MC-ICP-MS测定了3个国家土壤标准物（GBW07564、GBW07406a、GBW07980）的铅同位素比值。对土壤进行微波消解和纯化，回收率大于98%，全流程空白小于0.22 ng。GBW07564铅同位素的

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Pb/

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Pb为19.960 3±0.030 3、

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Pb/

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Pb为15.767 5±0.006 1、

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Pb/

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Pb为39.086 8±0.026 4（

=9，2SD）；GBW07 406a铅同位素的

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Pb/

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Pb为18.802 4±0.001 8、

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Pb/

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Pb为15.744 2±0.002 5、

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Pb/

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Pb为39.194 3±0.008 6（

=9，2SD）；GBW07 980铅同位素的

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Pb/

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Pb为18.614 2±0.005 7、

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Pb/

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Pb为15.737 8±0.004 4、

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Pb/

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Pb为38.962 9±0.015 3（

=9，2SD）。这些土壤标准物质的

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Pb/

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Pb分别为1.265 9±0.001 4、1.194 2±0.000 1、1.182 8±0.000 1（

=9，2SD），

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Pb分别为1.958 2±0.001 8、2.084 5±0.000 3、2.093 2±0.000 2（

=9，2SD），大致在自然界土壤铅同位素

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Pb/

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Pb（大于1.17）、

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Pb/

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Pb（小于2.11）变化范围内，且容易获得，化学和铅同位素组成均一，适合作为监控土壤铅同位素化学及质谱分析数据可靠性的同位素土壤标准物质。

Abstract

Lead isotope ratios for national soil reference materials was accurately determinated by using multiple collectors inductively coupled plasma mass spectrometry（MC-ICP-MS）. The fractionation properties of MC-ICP-MS in the determination of lead

isotope was studied，which exhibits mass-independent fractionation. The Baxter and the standard-sample bracketing（SSB） method were used to corrected the mass-dependent fractionation and mass-independent fractionation in the instrument.The lead isotope ratio of the NIST SRM 981 standard solution which was corrected has high accuracy and precision. The lead isotope ratio of three national soil reference materials（GBW07564，GBW07406a，GBW07980） were determined using MC-ICP-MS，and the soil was digested by microwave and purified. The recovery was more than 98%，and the blank of the whole process was less than 0.22 ng. The lead isotope ratio of GBW07564 is 19.960 3±0.030 3 for

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Pb/

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Pb，15.767 5±0.006 1 for

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Pb/

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Pb，and 39.086 8±0.026 4 for

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Pb/

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Pb（

=9，2SD）；the lead isotope ratio of GBW07 406a is 18.802 4±0.001 8 for

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Pb/

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Pb，15.744 2±0.002 5 for

207

Pb/

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Pb，and 39.194 3±0.008 6 for

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Pb/

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Pb（

=9，2SD）；the lead isotope ratio of GBW07 980 is 18.614 2±0.005 7 for

206

Pb/

204

Pb，15.737 8±0.004 4 for

207

Pb/

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Pb，and 38.962 9±0.015 3 for

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Pb/

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Pb（

=9，2SD）. The

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Pb/

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Pb of these soil reference materials are 1.265 9±0.001 4，1.194 2±0.000 1，1.182 8±0.000 1（

=9，2SD），and the

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Pb/

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Pb are 1.958 2±0.001 8，2.084 5±0.000 3，2.093 2±0.000 2（

= 9，2 SD），respectively. These values are roughly within the range of natural soil lead isotopes

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Pb/

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Pb（more than 1.17） and

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Pb/

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Pb（less than 2.11）. These samples are easily obtainable，and their chemical and lead isotope compositions are uniform，making them suitable as isotope soil reference materials for monitoring the reliability of soil lead isotope chemistry and mass spectrometry analysis data.

关键词

Keywords

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Zheng J J ， Huynh T ， Gasparon M ， Ng J ， Noller B . Environ. Sci. Pollut. Res. ， 2013 ， 20 （ 12 ）： 8404 - 8416 .

Olufemi A C ， Mji A ， Mukhola M S . Int. J. Environ. Res. Public Health ， 2022 ， 19 （ 23 ）： 16006 .

Raj K ， Das A P . Environ. Chem. Ecotoxicol. ， 2023 ， 5 ： 79 - 85 .

Das R ， Mohtar A ， Rakshit D ， Shome D ， Wang X F . Atmos. Environ. ， 2018 ， 193 ： 57 - 65 .

Tao Z H ， Guo Q J ， Wei R F ， Dong X Y ， Han X K ， Guo Z B . Sci. Total Environ. ， 2021 ， 778 ： 145810 .

Cong L ， Zhou S J ， Niyogi D ， Wu Y A ， Yan G X ， Dai L Y ， Liu S Y ， Zhang Z M ， Hu Y H . J. Anal. At. Spectrom. ， 2022 ， 311 ： 114771 .

Child A W ， Moore B C ， Vervoort J D ， Beutel M W . Environ. Pollut. ， 2018 ， 238 ： 348 - 358 .

Li M L ， Weis D ， Smith K E ， Shiel A E ， Smith W D ， Hunt B ， Torchinsky A ， Pakhomov E A . Anthropocene ， 2020 ， 29 ： 100234 .

Babos H B ， Black S ， Pluskowski A ， Brown A ， Rohrssen M ， Chappaz A . Sci. Total Environ. ， 2019 ， 683 ： 589 - 599 .

Peng B ， Chen H S ， Fang X H ， Xie S R ， Wu S C ， Jiang C X ， Dai Y A . Sci. Total Environ. ， 2022 ， 829 ： 154394 .

Li C F ， Chu Z Y ， Peng P . Talanta ， 2023 ， 257 ： 124390 .

Rodríguez-Salazar M T ， Bermea O M ， Hernández-Alvarez E ， García-Arreola M E ， Ortuño-Arzate M T . Geofis. Int. ， 2010 ， 49 （ 3 ）： 113 - 117 .

Bao Z A ， Yuan H L ， Zong C L ， Liu Y ， Chen K Y ， Zhang Y L . J. Anal. At. Spectrom. ， 2016 ， 31 （ 4 ）： 1012 - 1022 .

Liu X J ， Wang G Q ， Castillo P R ， Xu J F ， Huang F ， Yu H X ， Chen L . J. Geochim. （刘希军，王桂琴， Castillo P R ，许继峰，黄丰，余红霞，陈玲 . 地球化学）， 2013 ， 42 （ 2 ）： 103 - 115 .

Lu S S ， Tong X R ， Tan J J ， Qiu X F ， Yang H M . J . Geol. Bull. China （卢山松，童喜润，谭娟娟，邱啸飞，杨红梅. 地质通报）， 2023 ， 42 （ 9 ）： 1516 - 1530 .

Li C F ， Wang X C ， Guo J H ， Chu Z Y ， Feng L J . J. Anal. At. Spectrom. ， 2016 ， 31 （ 5 ）： 1150 - 1159 .

Jeong H ， Ra K ， Choi J Y . Geostand. Geoanal. Res. ， 2021 ， 45 （ 3 ）： 551 - 563 .

Takagi M ， Yoshinaga J ， Tanaka A ， Seyama H . Anal. Sci. ， 2011 ， 27 （ 1 ）： 29 - 35 .

Karasiński J ， Bulska E ， Halicz L ， Tupys A ， Wagner B . J. Anal. At. Spectrom. ， 2023 ， 38 （ 11 ）： 2468 - 2476 .

Kamenov G D ， Swaringen B F ， Cornwell D A ， Mctigue N E ， Roberts S M ， Bonzongo J J . Sci. Total Environ. ， 2023 ， 871 ： 162067 .

Griffiths A ， Packman H ， Leung Y ， Coles B J ， Kreissig K ， Little S H ， van de Flierdt T ， Rehkämper M . Anal. Chem. ， 2020 ， 92 （ 16 ）： 11232 - 11241 .

Yang L . Mass Spectrom. Rev. ， 2009 ， 28 （ 6 ）： 990 - 1011 .

Yang L ， Tong S Y ， Zhou L ， Hu Z C ， Mester Z ， Meija J . J. Anal. At. Spectrom. ， 2018 ， 33 （ 11 ）： 1849 - 1861 .

Tong S Y . Mass Independent Fractionation Correction for Measurements by MC-ICP MS：Case Studies on Hf，Pb，Cr Isotopes . Wuhan ： China University of Geosciences（童铄云. MC-ICP MS测定过程中非质量分馏校正的研究. 武汉：中国地质大学）， 2019 .

Newman K ， Freedman P A ， Williams J ， Belshaw N S ， Halliday A N . J. Anal. At. Spectrom. ， 2009 ， 24 （ 6 ）： 742 - 751 .

Newman K . J. Anal. At. Spectrom. ， 2012 ， 27 （ 1 ）： 63 - 70 .

Albarède F ， Telouk P ， Blichert-Toft J ， Boyet M ， Agranier A ， Nelson B . Geochim. Cosmochim. Acta ， 2004 ， 68 （ 12 ）： 2725 - 2744 .

Zhao Y ， Yang W B ， Leng C B . J. Anal. At. Spectrom. ， 2023 ， 38 （ 4 ）： 785 - 791 .

Zhang R X ， Meija J ， Huang Y ， Pei X J ， Mester Z ， Yang L . Anal. Chim. Acta ， 2019 ， 1089 ： 19 - 24 .

Yang L ， Mester Z ， Zhou L ， Gao S ， Sturgeon R E ， Meija J . Anal . Chem. （Washington）， 2011 ， 83 （ 23 ）： 8999 - 9004 .

Qi J J ， Yu H X ， Xu Q H ， Yuan Y H ， Yang F ， Zhang H P . Rock Mine. Anal. （柒锦捷，余红霞，徐庆鸿，袁永海，杨锋，张惠评. 岩矿测试）， 2024 ， 43 （ 2 ）： 213 - 223 .

Russell W A ， Papanastassiou D A ， Tombrello T A . Geochim . et Cosmochim. Acta ， 1978 ， 42 （ 8 ）： 1075 - 1090 .

Andrén H ， Rodushkin I ， Stenberg A ， Malinovsky D ， Baxter D C . J. Anal. At. Spectrom. ， 2004 ， 19 （ 9 ）： 1217 - 1224 .

Zhu Z H ， Meija J ， Tong S Y ， Zheng A R ， Zhou L ， Yang L . Anal. Chem. ， 2018 ， 90 （ 15 ）： 9281 - 9288 .

Rua-Ibarz A ， Bolea-Fernandez E ， Vanhaecke F . Anal. Bioanal. Chem. ， 2016 ， 408 （ 2 ）： 417 - 429 .

Baxter D C ， Rodushkin I ， Engström E ， Malinovsky D . J. Anal. At. Spectrom. ， 2006 ， 21 （ 4 ）： 427 - 430 .

Galer S J G ， Abouchami W . Mineral . Mag. ， 1998 ： 491 - 492 .

Weis D ， Kieffer B ， Maerschalk C ， Pretorius W ， Barling J . Geochem. Geophys. Geosyst. ， 2005 ， 6 （ 2 ）： Q02002 .

Thirlwall M F . Chem. Geol. ， 2002 ， 184 （ 3 ）： 255 - 279 .

Gallon C ， Aggarwal J ， Flegal A R . Anal. Chem. ， 2008 ， 80 （ 22 ）： 8355 - 8363 .

Chernyshev I V ， Chugaev A V ， Shatagin K N . Geochem. Int. ， 2007 ， 45 （ 11 ）： 1065 - 1076 .

Kuritani T ， Nakamura E . J. Anal. At. Spectrom. ， 2003 ， 18 （ 12 ）： 1464 - 1470 .

Makishima A ， Nath B N ， Nakamura E . J. Anal. At. Spectrom. ， 2007 ， 22 （ 4 ）： 407 - 410 .

Hoernle K ， Hauff F ， Kokfelt T F ， Haase K ， Garbe-Schönberg D ， Werner R . Earth Planet . Sci. Lett. ， 2011 ， 306 （ 1/2 ）： 86 - 97 .

Thirlwall M F . Chem. Geol. ， 2000 ， 163 （ 1 ）： 299 - 322 .

Barling J ， Weis D . J. Anal. At. Spectrom. ， 2008 ， 23 （ 7 ）： 1017 - 1025 .

Baker J ， Peate D ， Waight T ， Meyzen C . Chem. Geol. ， 2004 ， 211 （ 3/4 ）： 275 - 303 .

HJ 832 - 2017 . Soil and Sediment-Digestion of Total Metal Elements-Microwave Assisted Acid Digestion Method. Ecological Environment Standards of the People's Republic of China（土壤和沉积物金属元素总量的消解微波消解法. 中华人民共和国生态环境标准） .

Woodhead J D ， Hergt J M . Geostand. Newslett. ， 2000 ， 24 （ 1 ）： 33 - 38 .

Todd E ， Stracke A ， Scherer E E . Geochem. Geophys. Geosyst. ， 2015 ， 16 （ 7 ）： 2276 - 2302 .

Collerson K D ， Kamber B S ， Schoenberg R . Chem. Geol. ， 2002 ， 188 （ 1/2 ）： 65 - 83 .

Li C F ， Chu Z Y ， Guo J H ， Li Y L ， Yang Y H ， Li X H . Anal. Methods ， 2015 ， 7 （ 11 ）： 4793 - 4802 .

Li S Z ， Ma J X ， Zhu X K ， Tang S H . J . Acta Petrol. et Mineral . （李世珍，马健雄，朱祥坤，唐索寒. 岩石矿物学杂志）， 2015 ， 34 （ 5 ）： 785 - 792 .

Liu W ， Li D D ， Liu S A . Rock Mine. Anal. （刘婉，李丹丹，刘盛遨. 岩矿测试）， 2021 ， 40 （ 4 ）： 561 - 569 .

Tyszka R ， Pietranik A ， Kierczak J ， Ettler V ， Mihaljevic M ， Weber J . Appl. Geochem. ， 2012 ， 27 （ 6 ）： 1089 - 1100 .

Yu E J ， Liu H Y ， Dinis F ， Zhang Q Y ， Jing P ， Liu F ， Ju X H . Int. J. Environ. Res. Public Health ， 2022 ， 19 （ 19 ）： 12478 .

Ji H B ， Wang S J . Geol. Rev. （季宏兵，王世杰. 地质论评）， 2011 ， 57 （ 1 ）： 109 - 117 .

Özen Y . Environ. Earth Sci. ， 2022 ， 81 （ 10 ）： 285 .

Desem C U ， Maas R ， Woodhead J ， Carr G ， Greig A . Appl. Geochem. ， 2022 ， 143 ： 105361 .

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