同位素含量测定测水体：样品保存用什么容器？避免吸附

对于同位素含量测定（尤其是金属同位素、放射性同位素等）的水体样品，选择合适的保存容器至关重要，以防止目标同位素被容器壁吸附或发生其他反应导致浓度变化。以下是关键信息：

首选容器材质：避免吸附的两种关键材质

1. 高密度聚乙烯 (High-Density Polyethylene, HDPE):

* 优点：

* 惰性表面： HDPE 具有高度非极性的碳氢聚合物结构，表面活性位点少，对大多数金属阳离子（如 Pb, Cd, Cu, Zn, U, Th, Ra 等）、阴离子（如 I⁻, PO₄³⁻ 等）以及许多有机分子的吸附作用非常微弱。

* 广泛适用性： 是环境水样（地表水、地下水、海水）、饮用水等用于痕量金属和放射性核素分析的标准容器材质，尤其适用于 ICP-MS、α/β 能谱等分析。

* 耐用性： 具有良好的机械强度和化学稳定性（耐酸、碱、盐），不易破裂。

* 成本效益： 相对便宜且易于获得。

* 注意事项：

* 确保使用全新、未经污染的瓶子。

* 对于某些极痕量分析或特定有机物，可能需要选择纯度更高的级别（如“痕量金属级”或“核级”）。

* 避免使用含有回收料的 HDPE 瓶，以防杂质渗出。

2. 聚四氟乙烯 (Polytetrafluoroethylene, PTFE):

* 优点：

* 极致惰性： 拥有所有聚合物中最低的表面能和最强的化学惰性。其碳-氟键异常稳定，几乎不吸附任何物质，包括最难处理的离子（如 Hg²⁺）和疏水性有机化合物。

* 超高纯度： 非常适合超痕量分析、对吸附极其敏感的同位素（如某些形态的汞、铂族元素）或要求绝对洁净的场合（如高纯水分析）。

* 耐高温和强腐蚀性试剂： 可用于需要强酸（王水、HF）保存或消解的样品。

* 缺点：

* 昂贵： 成本远高于 HDPE。

* 加工困难： 不易制成形状复杂的容器或大口径瓶。常见的 PTFE 容器形式是瓶子、广口瓶或用于分装储存的小瓶。

* 柔软易变形： 纯 PTFE 较软，不如 HDPE 坚固耐用，不适合需要频繁运输或承受较大压力的野外采样。

* 应用： 通常用于实验室内的样品分装、储存或消解，或在野外采集对吸附要求极高的特殊样品时使用。FEP（氟化乙烯丙烯，PTFE的一种）材质的瓶子柔韧性更好，更接近 HDPE 瓶的使用体验，但成本仍然很高。

为什么避免其他材质？

* 玻璃 (Glass - 尤其是钠钙玻璃)：

* 主要问题：吸附和离子交换。 玻璃表面富含硅羟基 (-Si-OH)，是强吸附位点，极易吸附金属阳离子（如 Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Al³⁺ 等）。玻璃中的金属离子（如 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, B³⁺）也可能溶出或与样品离子交换，改变样品组成和同位素比值。硼硅玻璃（如 Pyrex）耐热性好，但吸附问题依然显著，不推荐用于痕量金属同位素分析。

* 例外： 对于某些特定分析（如溶解无机碳的 δ¹³C 分析、水本身的 δ¹⁸O/δ²H 分析、氚分析），使用玻璃瓶（有时需硅烷化处理）是可以接受的，因为目标物（水分子、CO₂）不易被吸附。但需严格评估。

* 低密度聚乙烯 (LDPE): 虽然比玻璃好，但比 HDPE 更软、更易透气（可能损失挥发性组分），且其分子结构不如 HDPE 紧密，理论上对某些物质的吸附或渗透可能略高于 HDPE。HDPE 通常是更优选择。

* 聚丙烯 (Polypropylene, PP): 耐化学性好，但硬度和脆性可能不如 HDPE，且对某些痕量元素的吸附性能可能略逊于 HDPE。有时用于替代，但 HDPE 仍是标准推荐。

* 聚碳酸酯 (Polycarbonate, PC): 通常不推荐，可能含有双酚 A 等添加剂，且对某些离子可能有吸附。

* 金属容器： 绝对禁止，极易发生污染和吸附。

样品保存关键要点（与容器选择同样重要）：

1. 容器预处理： 所有容器（尤其是新瓶）必须经过严格的清洗程序。标准流程通常包括：用实验室级洗涤剂清洗 → 大量自来水冲洗 → 稀酸（如 10% HNO₃）浸泡数天 → 大量超纯水冲洗 → 干燥（清洁环境下风干或烘干）。对于痕量分析，清洗要求极其严格。

2. 酸化保存 (对于大多数金属同位素)： 采集后立即酸化样品是防止吸附和水解沉淀的最有效方法。通常使用高纯硝酸 (HNO₃) 酸化至 pH < 2 (通常 0.5% - 2% v/v)。酸能将金属离子稳定在溶解态，并质子化容器表面位点减少吸附。务必使用高纯酸！

3. 样品瓶装满： 采样时尽量装满容器，减少顶空（空气），以降低氧化风险或挥发性组分的损失。

4. 避免污染： 采样过程严格防止引入外来污染（手、灰尘、采样设备）。最好使用厂家预清洗并密封的专用采样瓶。采样时戴无粉手套。

5. 冷藏/避光： 根据分析目标物的要求，样品采集后可能需要立即冷藏（4°C）或冷冻保存，并避光，以抑制微生物活动和光化学反应。运输过程也需保持低温。

6. 尽快分析： 即使采取了最佳保存措施，样品也应尽快运抵实验室进行分析。保存时间取决于目标同位素和分析方法。

总结：

* 最常用、性价比最高的首选材质是 HDPE (高密度聚乙烯) 瓶。 它对大多数同位素的吸附性低，耐用且经济。

* 对于吸附问题极其严重或要求超痕量分析的同位素，PTFE (聚四氟乙烯) 是惰性最佳的选择， 尽管成本高昂且使用不便。

* 绝对避免使用普通玻璃瓶保存金属或易吸附同位素的水样。

* 容器材质的选择必须与严格的清洗程序、恰当的酸化保存（对金属同位素）、冷藏、避免污染等措施相结合， 才能确保样品在分析前保持原始的同位素组成和含量。