张敏，冯博鑫，王鹏，王浩文，冯腾飞
中国地质调查局西安矿产资源调查中心
摘要：本文首先对流动注射分析法的具体内容与重要性进行了简要概述，随即对这一技术方法在地质岩矿测试中的具体应用方式进行了简要介绍，最后探讨了如何在制度层面提升流动注射分析法的准确性，以期更好地发挥出流动注射分析法的重要作用，推动我国地质岩矿测试的发展。
关键词：流动注射；地质岩矿测试；应用
伴随着我国经济的快速发展，社会对各类能源、资源的需求都日益增加，现有岩矿能源已无法满足社会的需求，这就要求我国继续进行地质岩矿的勘探与开发。要确保地质岩矿的开发质量，如何对地质岩矿进行合理、准确的测试是其中关键。流动注射分析因其较高的测试精度、较快的分析速度、较广的适应范围与较为简单的分析设备，成为地质岩矿测试中一项广为使用的技术，所发挥的作用也越来越大。为此，为了更好地发挥出流动注射分析在地质岩矿测试中的有用， 现价段加强对它的研究是很有必要的。
1、流动注射分析方法概述
流动注射分析技术，即 FIA，最早是由两位丹麦分析化学家于 1974 年提出的，是将分析对象的液体试样注射进均匀、连续、流动溶液中，检测这些液体的参数并进行分析。流动注射分析有如下几个流程：首先，选取分析对象一定体积的液体试样，并将之注射进连续、流动的液体载流中去，使分析对象的液体试样形成一个流动的带，在这一过程中会发生一系列的化学反应，在液体流经反应盘管通过检测器时，检测器就会对这个流动的带的物力参数如吸光度、电极电位等数据进行连续记录，这些参数与数据往往会因带的流动而发生变化，但只要确保分析对象的液体试样与标准溶液能够在一致、标准的实验条件下进行测试，就能通过与标准溶液的校正曲线的对比来得出分析对象的具体浓度与数值。
流动注射分析技术，是一类新兴技术方法，较传统的溶液化学分析平衡等技术相比，分析速度、结果精度、应用范围都更具优势，分析设备较为简单、便携， 自动化程度较高，能够实现批量分析，即便实际化学反应不够稳定，仍旧能够呈现出比较精确的分析结果，无需严格的物理化学平衡的前提，因此流动注射分析
方法在短短 30 年间就在包括地质岩矿测试中的众多行业中得到了广泛的应用。流动注射分析方法作为如今岩矿测试中的常用方法，在一定程度上实现了岩矿结构改造的最优化。
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图 1 流动注射分析原理
（注：C:载流 P:恒流泵 S:试样 V:注样阀 D:流通式检测器）
在地质岩矿测试中，流动注射分析要求更为严格，这就对流动注射分析的方法与技术提出了更高的要求，因此，为了流动注射分析方法能够得到更好应用， 确保岩矿测试的准确度与精度、保证工程效率与实际效益，我们应当在掌握流动注射分析方法的基础上，加强这一技术的创新应用，在实际应用中达到这一技术的最优化效果，确保项目施工能够按时、保质的完成。
2、流动注射分析在地质岩矿测试中的应用
流动注射分析方法在地质岩矿测试中的应用，是通过在流动注射分析技术基础上的光度法、原子吸收光谱法、化学发光法三种方法实现的。
2.1流动注射分析基础上的光度法
岩矿测试中，光度法是一项较为成熟且普遍使用的技术，流程简单、操作方便，能够测试出五十余种不同的元素。如今，已有研究人员将流动注射分析法与光度法结合起来，不仅可以测试出岩矿中的铁、氯、锡、盐酸离子等元素，也进一步提升了岩矿测试的精度与效度，光度法的应用范围也进一步扩大。以微量亚硝酸盐的测试为例，当样品在下图所示的进样与分析位置进行切换时，就会出现吸光反应，通过对这一吸光度进行测量并进行分析，就可以测算出样品中的亚硝酸盐含量。其他元素的测量原理也与之类似。
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图 2 流动注射亚硝酸盐通路
（注：1:试样 2:载流 3:亚甲基蓝 4:氯酸钠 5:蠕动泵 6:进样泵 7:三通
8:加样器 9:反应圈 10:流通池 11:检测器 12:计算机 13:废液）
流动注射分析法与光度法的结合，能够同时实现多个组份的同时测试、提升岩矿测试的效率，可以对岩矿中各种基本常见元素如钙、镁等进行测量，同时还不会对自然环境产生大幅破坏。但同时，将光度法应用于岩矿测试时随会增加测试的灵敏度与精确度，但也会使得操作流程更为复杂，增加操作难度，在取样配置标准岩矿溶液后，还要对测试的时间进行精准把控，一旦时间过长或过短，测试精确度就会受影响，从而影响测试效果。
2.2流动注射分析基础上的原子吸收光谱法
流动注射分析法与原子吸收光谱法方法进行结合，首先应按一定比例将碳酸钠、硫酸、盐酸进行配置，得到混合溶液后在分离前对岩矿中的基本元素进行测试与分析，提升测试效率。测试时应当注意溶液配置比及测试时间。以地质中的痕量银测定为例，可以通过流动注射在线萃取处理后，经由原子吸收光谱法来对地质样品中的含银量进行测定。
除了缩短测试流程与时间外，这一方法还可以实现在线萃取，离子之间可以实现在线交换、气体也可以实现与液体的分离，从而有效提升测试结果的灵敏度， 减少因化学元素挥发而带来的污染及其他因素的干扰，从而能够有效提升测试过程中的雾化效率与结果的精确度。在对氰化物等进行测量时，这一测试方法还能够减少测试流程与所需化学试剂，更为经济、实用。与此同时，这一方法的结合还可有效地减少岩矿中盐分过高而堵住喷嘴的情况，提升测试的效率与精度。
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图 3 流动注射萃取系统
（注：P:蠕动泵 C:载流S:试样溶液SEG:分隔器 L:萃取圈
W:废液V:采样阀B：置换瓶）
2.3流动注射分析基础上的化学发光法
化学发光法与流动注射分析法的结合，可以对岩矿中的一些贵金属元素进行测定，贵金属离子通常能更好地催化出化学发光反应，而通过流动注射分析法， 溶液中的阳离子又能吸附更多的基体元素，贵金属离子即便不富集，也能够产生足够的化学发光反应。因此，流动注射分析与化学发光法的结合，能够更好地填补化学发光应用范围的空白，同时更好地勘探出一些价值较高的岩矿。这两种方法的结合，实用性高、灵敏度高、适用门槛较低、实验装置简单、便携、操作简洁快速，弥补了岩矿测试中的一些空白。但在运用这一方法时，需要实现对取样溶液的化学反应时间的更为精准的控制，从而避免出现结果偏差。下图为流动注射化学发光法的流路图。
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图 4：流动注射化学发光法流路图
（注：a/b/c/d 为溶液中不同成分，种类、配比据测定元素不同而有所区分
P:蠕动泵 V:进样阀 M:混合管路 R:反应池 PMT:光电倍增管
HV:负高压 REC:记录仪 A:放大器 W:废液）
3、提升流动注射分析方法准确性的制度路径
3.1加强实验室的制度监管
实验室的制度是否完善，是流动注射分析法能否达到预期效果的一大关键， 若机制不够健全，岩矿测试的效果就难以保证。因此，地质实验室应当意识到流动注射分析法与岩矿测试的重要性，从制度层面加强监管，从而确保测试与项目的顺利进行、地质实验室应当依据不同地质与结构确定不同的改造标准，从安全角度出发实现设备及测试的一体化控制，选择更高端、先进的设备与技术，合理改造实验室设备与布局，还应当倡导技术的革新，及时对实验室内的设备进行升级改造。同时。地质实验室内应当建立一定的考评机制，以激发实验室内人员工作与开发的积极性，确保整个流动注射分析过程能够按时保质的完成。
3.2建立测试数据的统一标准
目前，我国地质岩矿测试中缺少统一的行业标准与信息评价系统，市场与勘探现场没有实现联动，企业的勘探质量、数据是否精确市场并不了解，工程安全监督机构也没有执法权，无法实现有效监管。而地质岩矿测试中的数据与信息又格外重要与丰富。为此，我国首先应当建立完善的工程安全监督制度，通过法律与各项规定的颁布为数据的精确度提供制度保障，加强市场与勘探现场的联动， 完善市场机制，加强市场监管，约束不同市场主体的行为，流动注射分析就能够有统一标准与监管，从而更加规范的进行。统一标准还能够推动不同企业更加积极地进行技术创新，提升勘探质量，以增强其市场竞争力，从而推动流动注射分析法的进一步发展，增强数据准确性。
3.1避免实验流程中的污染
要提升流动注射分析法的准确度，减少实验室污染是重要保障。流动注射分析设备涉及岩矿测试中的众多流程与设备，既有大型的地质勘探设备，也包括实验室内部的照明、暖气与通风等设备，其测试结果会影响整个项目是否继续进行与实际施工作业方式，因此，确保流动注射分析的精确度是项目进行的关键。要确保流动注射分析结果的效度与精度，必须保证实验室与设备的清洁，避免取样、分析过程中的数据污染影响实验结果。与此同时，要注意样本、试剂与设备的科学存放，对故障率较高的设备要及时改良、更新，避免出现样本变质、试剂挥发与设备失灵的情况，确保流动注射分析法的精确度。
结语
地质岩矿测试关乎着区域地质资源的开发，对当地经济的发展有着重要意义。而流动注射分析法作为一种常用、可靠且稳定的测试技术，在地质岩矿测试中被广泛应用。为了达到流动注射分析法的精度与效度，就要健全市场与实验室制度、减少试验过程中的污染，并及时更新技术，确保流动注射分析法技术效果的最优化。
参考文献
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