中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

乌龙茶和绿茶成分分析标准物质复研制

杨榕, 顾铁新, 潘含江, 刘妹, 赵凯. 乌龙茶和绿茶成分分析标准物质复研制[J]. 岩矿测试, 2023, 42(2): 420-431. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202202180025
引用本文: 杨榕, 顾铁新, 潘含江, 刘妹, 赵凯. 乌龙茶和绿茶成分分析标准物质复研制[J]. 岩矿测试, 2023, 42(2): 420-431. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202202180025
YANG Rong, GU Tiexin, PAN Hanjiang, LIU Mei, ZHAO Kai. Redevelopment of Oolong Tea and Green Tea Component Analysis Reference Materials[J]. Rock and Mineral Analysis, 2023, 42(2): 420-431. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202202180025
Citation: YANG Rong, GU Tiexin, PAN Hanjiang, LIU Mei, ZHAO Kai. Redevelopment of Oolong Tea and Green Tea Component Analysis Reference Materials[J]. Rock and Mineral Analysis, 2023, 42(2): 420-431. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202202180025

乌龙茶和绿茶成分分析标准物质复研制

  • 基金项目:
    中央财政科研项目“6个生物成分分析标准物质复制” (JY201908); 中国地质调查局地质调查项目“全国土地质量调查监测与成果集成”(DD20221770)
详细信息
    作者简介: 杨榕, 硕士, 工程师, 地球化学专业。E-mail: yangrong0516@163.com
    通讯作者: 潘含江, 博士, 高级工程师, 地球化学专业。E-mail: 121006999@qq.com
  • 中图分类号: O657.31

Redevelopment of Oolong Tea and Green Tea Component Analysis Reference Materials

More Information
  • 20世纪80年代至今,中国已研制了9种茶叶成分标准物质。中国地质调查局于2004年下达中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制的一套适用于覆盖区农业生态地球化学评价的生物地球化学系列标准物质,其中包括两种茶叶标准物质,定值组分60余项,包括植物营养元素、有毒、有害元素和重金属污染元素以及人们关心的一些微量营养元素等,满足了相关食品卫生安全及生物样品成分检验分析的需要,取得了显著的社会效益。随着农业生态地质调查工作全面部署和展开,对生物样品的分析测试任务加大,对相应地球化学标准物质的需求也随之增加。本文复制了GBW10016a和GBW10052a两种茶叶标准物质,候选物分别为福建武夷山乌龙茶和江西上饶市婺源绿茶。研制过程严格按照JJG 1006—1994、JJF 1343—2012和JJF1646—2017等相关规范要求,侯选物经粗碎、干燥、细碎、过筛、混匀等步骤制备而成,经统计学检验,样品均匀,稳定性良好,定值采用多家实验室合作定值的方式进行,优选国内技术实力较强、仪器设备先进、且有相关标准物质定值测试经验的11家实验室,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)、原子荧光光谱法(AFS)等准确可靠的方法共分析61项指标。GBW10016a最终给出认定值54项,参考值3项;GBW10052a定值57项,参考值3项。本次研制的茶叶标准物质定值成分多样、量值准确可靠,符合国家一级标准物质的要求。与原批次标准物质相比,GBW10016a定值指标增加了Ag和Sn,Ge和Tl由原批次的参考值升级为标准值;GBW10052a增加了Al、Ag、Cl、I、N、S、Sb、Sc、Si及Sn由原批次的参考值升级为标准值。本次复研制的标准物质,在同类型中占据重要地位,研制过程严格按照相关规范执行,测试方法经典可靠,定值结果准确度高,于2019年被审批为国家一级标准物质,能够有效支撑农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品的分析及食品与农产品分析测试的需要。

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  • 图 1  候选物制备流程示意图

    Figure 1. 

    表 1  国内外茶叶标准物质统计

    Table 1.  Statistical table of tea reference materials at home and abroad

    标准物质名称及编号 研制单位 研制时间 定值元素
    茶叶成分分析标准物质(GBW08505) 中国科学院生态环境研究中心 1985年 31项
    茶叶成分分析标准物质(GBW07605) 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 1990年 52项
    生物成分分析标准物质(茶叶) (GBW10016) 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 2005年 60项
    生物成分分析标准物质(绿茶) (GBW10052) 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 2010年 60项
    茶叶中氟成分分析标准物质(GBW08516) 浙江省医学科学院 1998年 F
    海带—茶叶中碘成分分析标准物质(GBW08519) 浙江省医学科学院 2005年 I
    海带—茶叶中碘成分分析标准物质(GBW08518) 浙江省医学科学院 2005年 I
    茶叶中锶-90标准物质(GBW04330) 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 2021年 Sr
    茶叶中农药和无机元素成分分析标准物质(GBW10083) 中国计量科学研究院 2013年 14项
    茶叶中微量元素的标准物质(CRM7505-a) NMIJ日本国家计量院计量管理中心 2010年 19项
    23号茶叶Ⅱ标准物质(No.23) 国家环境研究所环境测量和分析中心 2009年 14项
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    表 2  候选物粒度分布特征统计

    Table 2.  Statistics of particle size distribution for the candidate materials

    粒径
    (μm)
    BGW10016a (GSB-7a) BGW10052a (GSB-30a)
    区间含量
    (%)
    累积含量
    (%)
    区间含量
    (%)
    累积含量
    (%)
    10~12 2.66 30.45 2.95 37.41
    12~14 2.36 32.81 2.54 39.95
    14~17 3.19 36.00 3.29 43.24
    17~20 2.92 38.92 2.86 46.12
    20~25 4.32 43.24 3.94 50.04
    25~30 3.44 46.68 2.91 52.95
    30~35 2.62 49.30 2.05 55.23
    35~40 3.01 52.31 1.5 56.51
    40~45 2.6 54.91 1.23 57.73
    45~50 2.4 57.31 2.13 59.86
    50~63 4.34 61.65 3.12 62.98
    63~75 5.18 66.83 4.35 67.33
    75~100 7.24 74.07 7.83 75.16
    100~120 5.88 79.95 6.15 81.31
    120~140 5.54 85.49 5.53 86.84
    140~170 7.25 92.74 6.84 93.68
    170~200 5.87 98.61 5.23 98.91
    200~250 1.49 100 1.11 100
    250~300 0 100 0 100
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    表 3  候选物均匀性检验结果

    Table 3.  Homogeneity test results of the candidate materials

    组分 单位 GBW10016a(GSB-7a) GBW10052a(GSB-30a)
    平均值(X) RSD(%) F实测值 Ubb 平均值(X) RSD(%) F实测值 Ubb
    Al % 0.239 0.79 1.36 0.0007 0.121 3.92 1.27 0.0016
    B μg/g 12.6 6.81 1.04 0.11 11.3 4.52 1.7 0.26
    Ba μg/g 31.3 4.68 1.31 0.54 31.6 3.93 1.38 0.5
    Be ng/g 49.6 4.38 1.81 1.17 11.6 4.42 1.23 0.17
    Bi ng/g 12.9 5.29 1.41 0.28 31.3 3.71 1.64 0.57
    Br μg/g 2.2 4.26 1.14 0.02 3.07 5.03 1.23 0.05
    Ca % 0.465 0.41 2.6 0.0013 0.354 1 2.54 0.002
    Cd ng/g 45.8 4.35 1.87 1.1 207 2.97 1.41 2.54
    Ce μg/g 1.34 4.48 1.25 0.02 0.502 3.41 1.63 0.008
    Co μg/g 0.28 4.33 1.37 0.005 0.23 3.2 2.19 0.005
    Cr μg/g 0.779 4.75 1.51 0.017 0.577 3.87 1.73 0.012
    Cs μg/g 0.193 4 1.67 0.004 0.414 2.9 1.06 0.002
    Cu μg/g 8.46 2.47 1.04 0.03 13 2.39 1.82 0.17
    Fe μg/g 149 2.89 1.03 0.55 162 5.89 1.54 4.43
    Ge ng/g 13.3 5.46 1.05 0.12 7.61 5.65 1.83 0.23
    K % 1.46 0.22 2.06 0.0019 1.33 0.25 1.82 0.0018
    La μg/g 0.996 4.26 1.07 0.008 0.34531 3.24 1.34 0.004
    Li μg/g 0.253 4.89 1.08 0.002 0.198 4.07 1.22 0.003
    Mg % 0.175 0.48 1.27 0.0003 0.152 2.35 1.01 0.0003
    Mn % 0.127 0.33 1.4 0.0002 0.117 0.38 2.11 0.0003
    Mo μg/g 0.034 6.92 1.81 0.0013 0.055 5.52 2.12 0.0018
    Na μg/g 20.4 6.9 1.02 0.14 14.8 5.06 1.58 0.35
    Ni μg/g 3.63 3.81 1.35 0.05 4.31 3.61 1.72 0.08
    P % 0.235 0.32 1.31 0.0003 0.266 1.01 1.51 0.0012
    Pb μg/g 1.09 10.2 1.29 0.04 1.52 3.89 1.29 0.02
    Rb μg/g 45.98 4.42 1.29 0.73 83.1 1.27 1.34 0.4
    S % 0.262 0.25 1.13 0.0002 0.237 0.31 1.08 0.0001
    Sb ng/g 0.052 7.92 1.08 0.0008 56.5 5.67 2.09 1.91
    Si % 0.044 3.05 1.27 0.0005 0.078 5.08 1.6 0.0019
    Sr μg/g 13.9 4.37 1.18 0.18 14 4.14 1.38 0.23
    Y μg/g 2.02 3.76 1.55 0.04 0.508 4.65 1.61 0.012
    Yb ng/g 95.6 3.99 1.01 0.29 34.8 3.83 1.41 0.55
    Zn μg/g 25.5 4.1 1.34 0.4 26.6 2.8 1.79 0.4
    注:RSD为相对标准偏差;Ubb为均匀性引起的不确定度分量。
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    表 4  候选物(两种茶叶)短期稳定性检验结果

    Table 4.  Short-term stability test results of the candidate materials

    组分 单位 GBW10016a (GSB-7a) GBW10052a (GSB-30a)
    平均值(X) β1 t0.05×s(β1) 平均值(X) β1 t0.05×s(β1)
    Al % 0.241 0.0003 0.002 0.127 0.0003 0.0007
    B μg/g 12.5 0.015 0.328 11.6 0.001 0.0700
    Ba μg/g 22.8 0.049 0.186 31.4 0.050 0.4201
    Bi ng/g 13.1 -0.076 0.093 31.5 -0.072 0.5995
    Ca % 0.464 0.0002 0.002 0.368 0.000 0.0031
    Cd ng/g 44.5 -0.118 0.238 214 0.234 1.2013
    Ce μg/g 1.38 0.006 0.019 0.506 -0.001 0.0053
    Co μg/g 0.280 0.0002 0.003 0.232 0.0002 0.0020
    Cr μg/g 0.786 -0.001 0.005 0.598 -0.0001 0.0063
    Cs μg/g 0.189 0.0004 0.001 0.419 -0.0003 0.0016
    Cu μg/g 8.1 0.017 0.086 13.5 0.001 0.1132
    Fe μg/g 150 -0.962 1.595 173 0.733 1.1041
    Ge ng/g 9.55 -0.024 0.215 8.22 -0.012 0.0986
    K % 1.45 -0.001 0.006 1.34 -0.001 0.0102
    La μg/g 1.02 0.0002 0.009 0.345 -0.0004 0.0044
    Li μg/g 0.255 0.001 0.002 0.207 0.001 0.0030
    Mg % 0.173 -0.0002 0.001 0.151 -0.0003 0.0010
    Mn % 0.128 -0.00003 0.001 0.118 -0.0001 0.0013
    Mo μg/g 0.043 -0.0001 0.002 0.057 0.00003 0.0009
    Na μg/g 20.4 -0.134 0.669 14.7 0.044 0.2413
    Ni μg/g 3.68 0.002 0.014 4.39 0.015 0.0558
    P % 0.236 0.0000 0.001 0.273 -0.0003 0.0019
    Pb μg/g 1.13 0.007 0.015 1.48 0.008 0.0198
    S % 0.264 0.0001 0.002 0.235 0.0003 0.0023
    Sr μg/g 13.6 -0.019 0.049 13.5 0.012 0.2929
    Y μg/g 1.97 0.006 0.009 0.510 0.001 0.0068
    Yb ng/g 86.1 0.042 0.459 34.4 0.137 0.5951
    Zn μg/g 26.8 0.0002 0.527 26.3 -0.019 0.2064
    注:β1为直线的斜率;t0.05×s(β1)为自由度95%的学生分布列表值。
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    表 5  候选物(两种茶叶)长期稳定性检验结果

    Table 5.  Long-term stability test results of the candidate materials

    组分 单位 GBW10016a (GSB-7a) GBW10052a (GSB-30a)
    平均值(X) β1 t0.05×s(β1) us 平均值(X) β1 t0.05×s(β1) us
    Al % 0.240 0.000 0.000 0.0 0.126 0.0002 0.0004 0.0
    B μg/g 12.4 0.032 0.182 0.1 11.5 -0.018 0.105 0.4
    Ba μg/g 22.6 0.106 0.154 0.6 31.6 0.073 0.223 0.8
    Be ng/g 49.2 -0.030 0.359 1.4 12.3 -0.030 0.151 0.6
    Bi ng/g 13.1 -0.047 0.057 0.2 31.5 0.042 0.323 1.2
    Br μg/g 2.23 0.008 0.020 0.1 3.1 0.002 0.038 0.1
    Ca % 0.466 -0.0002 0.0003 0.0 0.367 -0.0003 0.001 0.0
    Cd ng/g 44.6 0.025 0.367 1.4 214 0.105 1.038 3.9
    Ce μg/g 1.38 0.005 0.010 0.0 0.499 0.001 0.004 0.0
    Co μg/g 0.278 0.001 0.002 0.0 0.229 0.001 0.002 0.0
    Cr μg/g 0.785 0.001 0.005 0.0 0.585 0.002 0.007 0.0
    Cs μg/g 0.187 0.001 0.001 0.0 0.420 0.001 0.003 0.0
    Cu μg/g 8.17 0.023 0.038 0.1 13.3 0.021 0.100 0.4
    Fe μg/g 149. -0.618 0.991 1.7 172 0.269 0.757 2.9
    Ge ng/g 9.512 -0.007 0.143 0.5 8.1 0.005 0.075 0.3
    K % 1.463 -0.0003 0.0004 0.0 1.33 -0.0002 0.0004 0.0
    La μg/g 1.01 0.002 0.006 0.0 0.345 0.0003 0.003 0.0
    Li μg/g 0.253 0.0004 0.001 0.0 0.207 0.001 0.002 0.0
    Mg % 0.1752 0.00004 0.0001 0.0 0.150 -0.00001 0.0001 0.0
    Mn % 0.127 -0.00001 0.0001 0.0 0.1167 0.00005 0.0001 0.0
    Mo μg/g 0.043 0.000002 0.001 0.0 0.056 0.0001 0.001 0.0
    Na μg/g 20.4 -0.088 0.398 1.5 14.78 0.060 0.104 0.4
    Ni μg/g 3.66 0.0004 0.017 0.1 4.32 0.013 0.032 0.1
    P % 0.235 0.000001 0.0003 0.0 0.275 -0.00002 0.001 0.0
    Pb μg/g 1.12 0.003 0.008 0.0 1.52 -0.010 0.015 0.1
    Rb μg/g 45.7 0.263 0.349 1.3 83.3 -0.034 0.141 0.5
    S % 0.262 -0.00003 0.00009 0.0 0.235 0.001 0.001 0.0
    Sb μg/g 0.055 0.0002 0.001 0.0 56.3 0.132 0.340 1.3
    Sr μg/g 13.4 0.022 0.069 0.3 13.6 0.005 0.151 0.6
    Y μg/g 1.95 0.003 0.007 0.0 0.507 0.002 0.005 0.0
    Yb ng/g 85.9 0.207 0.314 1.2 34.8 0.014 0.222 0.8
    Zn μg/g 26.6 0.038 0.241 0.9 26.3 -0.030 0.158 0.6
    注: β1为直线的斜率;t0.05×s(β1)为自由度95%的学生分布列表值;us为稳定性引起的不确定度分量。
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    表 6  标准物质元素及定值测试方法

    Table 6.  Elements and analytical methods of the certified materials

    元素 样品前处理方法 定值方法 元素 样品前处理方法 定值方法
    Ag DAC,DFMW ICP-MS Mg DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS
    Al DAC,FU ICP-AES,ICP-MS Mn DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS
    As DAC,DAMW,DFMW,DMA ICP-MS,AFS,ICP-AES Mo DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    B DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ICP-AES,ES N DA,DAC,DS VOL
    Ba DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ICP-AES Na DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS
    Be DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Nb DAC,DAMW ICP-MS
    Bi DAC,DFMW,DMA,DP ICP-MS,XRF Nd DAC,DAMW ICP-MS
    Br DAC,FU ICP-MS Ni DAC,DAMW ICP-MS
    Ca DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS P DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS
    Cd DAC,DAMW,DFMW,DP ICP-MS,XRF Pb DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Ce DAC,DAMW ICP-MS Pr DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Cl DAC,DP,FU COL,IC,XRF Rb DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Co DAC,DAMW,DFMW ICP-MS S DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS
    Cr DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Sb DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,AFS
    Cs DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Sc DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Cu DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ICP-AES Se DAC,DAMW,DMA AFS,ICPMS
    Dy DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Si DAC,DP,FU ICP-AES,XRF
    Er DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Sm DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Eu DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Sn DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ES
    F DAC,DS,FU ISE,COL,IC Sr DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ICP-AES
    Fe DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS Tb DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Gd DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Th DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Ge DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Ti DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ICP-AES
    Hg DAC,DAMW,DFMW,DMA AFS,ICP-MS Tl DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Ho DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Tm DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    I DAC,DAMW,FU ICP-MS,COL U DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    K DAC,DAMW,DFMW ICP-AES,ICP-MS V DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    La DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Y DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Li DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Yb DAC,DAMW,DFMW ICP-MS
    Lu DAC,DAMW,DFMW ICP-MS Zn DAC,DAMW,DFMW ICP-MS,ICP-AES
    注:样品分解与富集方法:DAC—硝酸加过氧化氢密闭分解,DFMW—硝酸加氢氟酸微波消解,FU—碱熔或艾斯卡熔融,DAMW—硝酸加过氧化氢微波消解,DMA—混合酸分解,DP—粉末压片法,DS—硫酸分解。
    元素含量测定方法:ICP-MS—电感耦合等离子体质谱法,ICP-OES—电感耦合等离子体发射光谱法,AFS—原子荧光光谱法,XRF—X射线荧光光谱法,COL—分光光度法,VOL—容量法,ES—直流电弧发射光谱法,IC—离子色谱法,ISE—离子选择电极法。
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    表 7  两种茶叶标准物质的认定值与扩展不确定度

    Table 7.  Certified values and expanded uncertainty of two tea reference materials

    样品编号 组分 认定值及不确定度 组分 认定值及不确定度 组分 认定值及不确定度 组分 认定值及不确定度
    GBW10016a
    (GSB-7a)
    Ag 0.010±0.002 Cu 8.3±0.5 Mn* 0.125±0.004 Sn 0.06±0.01
    Al* 0.25±0.02 Dy** 130±20 Mo 0.04±0.01 Sr 13.7±0.7
    As 0.10±0.02 Er** 80±10 N* 3.4±0.3 Tb** 21±2
    B 12.6±0.8 Eu** 27 25~29 Na 22.6±6.7 Th** 33.4±7.2
    Ba 32±3 Fe 149±7 Nd 0.66±0.08 Ti (11.00)
    Be** 50±8 Gd** 140±20 P* 0.24±0.01 Tl** 47±8
    Bi** 13±2 Ge** 13±5 Pb 1.09±0.13 Tm** 14±2
    Br (3.00) Hg** 8±1 Pr** 160 150~180 U** 13±2
    Ca* 0.47±0.02 Ho** 28±4 Rb 45.9±3.3 V 0.3±0.1
    Cd** 46±5 I (0.20) S* 0.26±0.02 Y 2.0±0.2
    Ce 1.3±0.2 K* 1.45±0.05 Sb 0.05±0.01 Yb** 100±20
    Cl* 0.050±0.004 La 1.01±0.08 Sc** 89±17 Zn 27±3
    Co 0.28±0.02 Li 0.25±0.02 Se 0.09±0.04
    Cr 0.79±0.11 Lu** 16±3 Si* 0.04±0.01
    Cs 0.19±0.02 Mg* 0.18±0.01 Sm** 120±20
    GBW10052a
    (GSB-30a)
    Ag 0.008±0.002 Cu 13.2±0.9 Mg* 0.150±0.005 Se 0.09±0.03
    Al* 0.12±0.02 Dy** 54±8 Mn* 0.117±0.004 Si* 0.08±0.01
    As 0.16±0.02 Er** 33±5 Mo 0.053±0.012 Sm** 54±6
    B 11±2 Eu** 20±4 N* 3.7±0.3 Sn 0.11±0.02
    Ba 32±3 F (155.00) Na 15±4 Sr 14.0±1.3
    Be** 12±2 Fe 161±18 Nb (0.15) Tb** 9±1
    Bi** 31±5 Gd** 58±7 Nd 0.25±0.04 Th** 25±8
    Br 3.1±0.8 Ge** 7.5±1.6 Ni 4.4±0.3 Ti (11.00)
    Ca* 0.34 0.32~0.37 Hg** 7.3±0.7 P* 0.27±0.02 Tl** 57±11
    Cd** 200±20 Ho** 11±2 Pb 1.6±0.2 Tm** 5.4±0.9
    Ce 0.51±0.07 I 0.16±0.06 Pr** 64±7 U** 8.2±1.5
    Cl* 0.05±0.01 K* 1.31±0.05 Rb 81±6 V 0.26±0.03
    Co 0.23±0.02 La 0.34±0.04 S* 0.23±0.03 Y 0.51±0.05
    Cr 0.6±0.1 Li 0.20±0.03 Sb 0.055±0.007 Yb** 36±5
    Cs 0.42±0.05 Lu** 6±1 Sc** 54±10 Zn 26±3
    注:元素含量单位为10-6,标注“*”质量分数为×10-2, 标注“**”质量分数为×10-9,带▲的标准值为中位值,其下数据为置信限,括号内数据为参考值。
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出版历程
收稿日期:  2022-02-18
修回日期:  2022-05-16
录用日期:  2022-05-23
刊出日期:  2023-03-28

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