Abstract Geochemical characterization of marine sediments requires analytical techniques able to provide high sensitivity and are insusceptible to matrix interferences that are supported by using simple to use sampling devices that ensure minimal disturbance to the samples. Well-established atomic spectroscopy techniques show capabilities for depth profiling but with limited sensitivity for the determination of relevant trace elements. Therefore, in this work, an improved analytical approach is developed based on the use of an in-house versatile device for sampling layers of bottom sediments with insignificant composition disturbance, improved depth resolution, sample volumes larger than 0.1 m3, and to a sampling depth of 10 m. The analysis was performed by sector-field – inductively coupled plasma – mass spectrometry (SF-ICP-MS). Precise and interference-free quantification of a range of heavy metals was attained, with recovery values from 89 to 109% for the marine sediment CRM IAEA-158, repeatability from 3 to 5%, intermediate precision below 6%, and limits of detection from 0.1 to 160 ng/g. The SF-ICP-MS method was applied for sensitive profiling of in-depth distributions of minor and trace metals, as well as sulfur, in sediments collected from the continental shelf of the East Siberian Sea, which are of great interest for deciphering the underlying geochemical processes. There is extensive sulfide accumulation with associated reducing conditions, specifically affecting the vertical profiles of certain metals, including manganese, vanadium, and uranium.

中文翻译：

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使用扇形场 - 电感耦合等离子体 - 质谱 (SF-ICP-MS) 改进海洋沉积物深度剖面分析的采样设计

摘要 海洋沉积物的地球化学表征需要能够提供高灵敏度的分析技术，并且不受基质干扰的影响，而基质干扰是通过使用简单易用的采样装置来支持的，这些装置可确保对样品的干扰最小。成熟的原子光谱技术显示出深度剖析的能力，但对相关微量元素的测定灵敏度有限。因此，在这项工作中，基于使用内部多功能设备对成分扰动不显着的底部沉积物层进行采样、提高深度分辨率、采样体积大于 0.1 m3 以及采样深度，开发了一种改进的分析方法10 m。分析是通过扇形场 - 电感耦合等离子体 - 质谱 (SF-ICP-MS) 进行的。实现了一系列重金属的精确和无干扰定量，海洋沉积物 CRM IAEA-158 的回收率为 89% 至 109%，重复性为 3% 至 5%，中间精度低于 6%，检测限为0.1 至 160 纳克/克。SF-ICP-MS 方法用于对从东西伯利亚海大陆架收集的沉积物中的次要和痕量金属以及硫的深度分布进行灵敏分析，这对于破译潜在的地球化学过程。存在大量硫化物积累以及相关的还原条件，特别是影响某些金属（包括锰、钒和铀）的垂直分布。海洋沉积物 CRM IAEA-158 的回收率为 89% 至 109%，重复性为 3% 至 5%，中间精度低于 6%，检测限为 0.1 至 160 ng/g。SF-ICP-MS 方法用于对从东西伯利亚海大陆架收集的沉积物中的次要和痕量金属以及硫的深度分布进行灵敏分析，这对于破译潜在地球化学过程。存在大量硫化物积累以及相关的还原条件，特别是影响某些金属（包括锰、钒和铀）的垂直分布。海洋沉积物 CRM IAEA-158 的回收率为 89% 至 109%，重复性为 3% 至 5%，中间精度低于 6%，检测限为 0.1 至 160 ng/g。SF-ICP-MS 方法用于对从东西伯利亚海大陆架收集的沉积物中的次要和痕量金属以及硫的深度分布进行灵敏分析，这对于破译潜在的地球化学过程。存在大量硫化物积累以及相关的还原条件，特别是影响某些金属（包括锰、钒和铀）的垂直分布。SF-ICP-MS 方法用于对从东西伯利亚海大陆架收集的沉积物中的次要和痕量金属以及硫的深度分布进行灵敏分析，这对于破译潜在的地球化学过程。存在大量硫化物积累以及相关的还原条件，特别是影响某些金属（包括锰、钒和铀）的垂直分布。SF-ICP-MS 方法用于对从东西伯利亚海大陆架收集的沉积物中的次要和痕量金属以及硫的深度分布进行灵敏分析，这对于破译潜在的地球化学过程。存在大量硫化物积累以及相关的还原条件，特别是影响某些金属（包括锰、钒和铀）的垂直分布。