趙圓

摘 要：在質(zhì)譜分析中，電感耦合等離子體質(zhì)譜法是一種最為常見(jiàn)的方法，近幾年來(lái)，這種方法發(fā)展越來(lái)越快。由于其具有檢測(cè)的靈敏高較高，同時(shí)還可以檢測(cè)許多元素、檢測(cè)限低、干擾較少，準(zhǔn)確度較高等優(yōu)點(diǎn)。因此，此方法在很多領(lǐng)域中都被廣泛地應(yīng)用。該文根據(jù)對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜法的概況進(jìn)行分析，并對(duì)當(dāng)前存在的一些問(wèn)題提出一些解決方案。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體質(zhì)譜法 ICP-MS 土壤 多種元素

中圖分類(lèi)號(hào)：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0163-02

電感禍合等離子體質(zhì)譜法是一種相對(duì)成熟的技術(shù)，所以是非常值得推廣與應(yīng)用的一種方法，隨著技術(shù)不斷地進(jìn)步，當(dāng)前在無(wú)機(jī)分析領(lǐng)域仍然是研究的熱點(diǎn)，該文主要是對(duì)ICP-MS技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行闡述，并對(duì)其發(fā)展前景提出一些個(gè)人見(jiàn)解。

1 ICP-MS概述

電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）的優(yōu)勢(shì)主要包括高靈敏度、干擾少、多元素同時(shí)分析，可以在復(fù)雜的基體中可以準(zhǔn)確地分析痕量元素。

1.1 ICP-MS的研究進(jìn)展

ICP、ICP-MS接口MS是ICP-MS的主要部件，ICP是質(zhì)譜高溫離子源，把樣品在通道中進(jìn)行蒸發(fā)、解離、原子化、電離，ICP-MS接口把離子樣品通過(guò)錐接口和離子傳輸系統(tǒng)送到真空的MS，MS部分把離子的信息進(jìn)行分析和測(cè)試，與此同時(shí)還通過(guò)電腦將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。隨著近幾年ICP-MS儀器性能的不斷提升，在儀器的改進(jìn)上有了明顯三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：第一，各種色譜與ICP-MS接口研究；第二，MS技術(shù)的改進(jìn)與信息處理研究；第三，進(jìn)樣技術(shù)與聯(lián)用技術(shù)。

1.2 ICP-MS的特點(diǎn)

當(dāng)前ICP-MS在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中，運(yùn)用得到了非常廣泛的應(yīng)用，在土壤樣品的分析上也有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1）靈敏度較高，檢出限制很低，痕量分析的檢測(cè)下限一般可達(dá)到10～12，分析也相對(duì)簡(jiǎn)單而快速，在檢測(cè)一個(gè)樣品大概只需要3 min，而且對(duì)于批量樣品還能迅速地提供測(cè)定的結(jié)果。

（2）線性動(dòng)態(tài)范圍較寬，特別對(duì)于多元素的分析非常適合，一般在0～100 ug·L-1范圍內(nèi)的元素基本上都能準(zhǔn)確測(cè)定，對(duì)于有些元素在ng·L-1～mg·L-1范圍曲線相關(guān)系數(shù)可達(dá)到0.999以上。

（3）需要的樣品量較少，進(jìn)樣量為50～100 uL。

（4）可以分析同位元素，能準(zhǔn)確地測(cè)定加入富集同位素試劑后樣品中的同位素比值，同時(shí)還能根據(jù)同位素稀釋法可以快速地計(jì)算出樣品中待測(cè)元素的含量。

2 測(cè)定土壤中的元素

2.1 ICP-MS干擾及校正

ICP-MS分析干擾主要由質(zhì)譜干擾和非質(zhì)譜干擾組成，質(zhì)譜干擾主要是從同質(zhì)異位素、雙電荷離子與多原子離子等譜線重疊干擾。雙原子離子、氧化物離子與氫氧化物離子等組成多原子離子。非質(zhì)譜干擾主要是由基本效應(yīng)與接口效應(yīng)而組成?；拘?yīng)主要是由于高濃度的基體元素在等離子體的火焰中電離，抑制或增加被測(cè)元素電離，從而讓不同的元素靈敏度產(chǎn)生出不同程度的影響，而接口效應(yīng)則是長(zhǎng)時(shí)間噴入高鹽溶液讓采樣錐堵塞，會(huì)讓靈敏度會(huì)下降。

2.2 土壤樣品前處理

我國(guó)是一個(gè)資源豐富的國(guó)家，其中土壤類(lèi)型繁多，成土母質(zhì)的差異性非常大，根據(jù)土壤中的元素含量的多少以及豐缺供應(yīng)狀況，通過(guò)區(qū)域背景的調(diào)查以及環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的調(diào)查研究，酸浸提對(duì)于土壤污染的調(diào)查分析和污染土地處理動(dòng)態(tài)觀察較為適用。而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與土地病因的研究中，土壤元素含量測(cè)定能夠?yàn)槠涮峁﹥?chǔ)備情況，但是還需要結(jié)合測(cè)定其可直接供農(nóng)作物利用的有效態(tài)，所以，在運(yùn)用ICP-MS進(jìn)行實(shí)際樣品的測(cè)定，樣品在處理前是非常重要的一環(huán)，因?yàn)樗粌H影響工作的有效性與科學(xué)性，還能決定分析的結(jié)果。

3 ICP-MS法在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

3.1 稀土元素、鉑族元素的測(cè)定

在高分辨等離子的質(zhì)譜儀上進(jìn)行土壤樣品稀土元素含量的ICP-MS分析，根據(jù)國(guó)家對(duì)土壤一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的驗(yàn)證，所測(cè)定的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符，測(cè)定巧種稀土元素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都低于10%，加標(biāo)的回收率在96.5%～114.7%。鉑族元素的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高，所以，在測(cè)定的時(shí)候，使用酸溶法消解有的時(shí)候可能會(huì)造成分解不完全，特別是賦存于硅酸鹽或是難深礦物中時(shí)，所以，通常會(huì)根據(jù)王水氫氟酸封閉微波消解和堿熔殘?jiān)鼉烧呦嘟Y(jié)合會(huì)對(duì)回收率提高，汽車(chē)上如果安裝了催化轉(zhuǎn)化裝置還可以引起Pt，Pd，Rh的環(huán)境釋放讓大氣層存在痕量鉑族金屬，環(huán)境釋放的鉑族元素其主要成份是Pt。在利用ICP-MS測(cè)量這些元素時(shí)需要注意質(zhì)譜干擾問(wèn)題。

3.2 同位素比值分析

在同位素比值分析中熱電離質(zhì)譜是十分重要的，但是隨著近年來(lái)ICP-MS技術(shù)的發(fā)展不斷提高，再加上其他分析器不斷地發(fā)展，與傳統(tǒng)的熱電源質(zhì)譜相比是非常有競(jìng)爭(zhēng)力，由于等離子體的離子轉(zhuǎn)化效率要比熱電源質(zhì)譜的轉(zhuǎn)化高一個(gè)級(jí)別，因此，很多的熱電離源都沒(méi)有辦法來(lái)測(cè)定或難以測(cè)定的高電離能元素，通常是通過(guò)該法精確測(cè)定其同位素，同時(shí)ICP-MS還可以更加方便地實(shí)現(xiàn)與激光系統(tǒng)聯(lián)用，還可以在固定樣品的分析中直接運(yùn)用，對(duì)同位素年代學(xué)與地球?qū)W的研究范圍進(jìn)一步得到了擴(kuò)大。在對(duì)環(huán)境問(wèn)題的研究中，土壤中的Pb的污染來(lái)源的鑒別可通過(guò)鉛同位素比值進(jìn)行分析而獲得，還可以利用扇形等離子體質(zhì)譜儀來(lái)對(duì)多個(gè)土壤樣品中的Pb同位素來(lái)測(cè)定，這樣就可以鑒別人類(lèi)活動(dòng)與地球而造成的Pb來(lái)源的同位素組成差異。

4 結(jié)語(yǔ)

由于對(duì)于檢查的目的不同，所以，對(duì)于土壤監(jiān)測(cè)的方法也有所不同，根據(jù)以上的論述中，由于ICP-MS靈敏度與準(zhǔn)確度都較高。因此，在檢測(cè)中，如果操作不當(dāng)，會(huì)造成很大的誤差，所以，樣品在處理上需要引起高度重視。對(duì)于ICP-MS分析的全分解方式比較適合酸溶法HF-INO3-HClO4，再加上微波水解的方式會(huì)對(duì)區(qū)域背景值的調(diào)查、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查更加快速和有效。對(duì)于土壤污染事故調(diào)查分析和污染土地處理的動(dòng)態(tài)觀察適合于HNO3-H2O2酸浸提，ICP-MS和氣相色譜、液相色譜、毛細(xì)管電泳等聯(lián)用技術(shù)可以對(duì)形態(tài)進(jìn)行分析。在土壤中由于有許多元素種類(lèi)，而且其濃度的跨度也很大，所以，ICP-MS在環(huán)境的樣品中分析測(cè)試中十分重要，在實(shí)際問(wèn)題的解決中，能夠通過(guò)測(cè)定需要選擇合適的方法來(lái)對(duì)其分析。

參考文獻(xiàn)

[1] 刀谞，呂怡兵，滕恩江，等.離子色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定大氣顆粒物PM2.5和PM10中的六價(jià)鉻[J].色譜，2014（9）：936-941.

[2] 孫世宏，湛社霞，臧李納，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定漁沙坦地區(qū)水中12種金屬離子[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2013（8）：1891-1892.

[3] 肖亞兵，蔡國(guó)瑞，王偉.電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）技術(shù)進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2013（8）：124-129.

[4] 馮敏，王英鋒，張?zhí)m，等.應(yīng)用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）的八級(jí)桿碰撞/反應(yīng)池（ORS）技術(shù)測(cè)定地質(zhì)樣品中的鉑、銠、鈀[J].環(huán)境化學(xué)，2010（3）：555-557.

[5] 李冰，胡靜宇，趙墨田.碰撞/反應(yīng)池ICP-MS性能及應(yīng)用進(jìn)展[J].質(zhì)譜學(xué)報(bào)，2010（1）：1-11.