東 明

(遼寧省環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110161)

電感耦合等離子體質(zhì)譜，簡(jiǎn)稱(chēng)ICP－MS，是一種將ICP 技術(shù)和質(zhì)譜結(jié)合在一起的分析儀器。ICP 利用在電感上線(xiàn)圈上施加強(qiáng)大功率的高射頻信號(hào)在線(xiàn)圈內(nèi)部形成高溫等離子體，并通過(guò)氣體的推動(dòng)，保證了等離子體的平衡和持續(xù)電離，在ICP－MS 中，ICP 起到離子源的作用，高溫的等離子體使大多數(shù)樣品中的元素都電離出一個(gè)電子而形成了一價(jià)正離子。質(zhì)譜是一個(gè)質(zhì)量篩選和分析器，通過(guò)選擇不同質(zhì)核比的離子通過(guò)來(lái)檢測(cè)到某個(gè)離子的強(qiáng)度，進(jìn)而分析計(jì)算出某種元素的強(qiáng)度。該儀器的特點(diǎn)是:檢出限低、動(dòng)態(tài)線(xiàn)性范圍寬、譜線(xiàn)簡(jiǎn)單、干擾少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。

1 材料與方法

(1)儀器:Agilent7500a 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀;自動(dòng)進(jìn)樣器;一次性針管;一次性濾芯。(2)工作條件及儀器參數(shù):RF 功率:1200W，載氣流速:1.20L/min，采樣深度:5.9mm，霧化腔溫度:2.0℃，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速:0.1rps，積分時(shí)間:0.3s，每個(gè)質(zhì)量數(shù)測(cè)定點(diǎn)數(shù):3。(3)試劑:多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(100mg/L，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心);硝酸(65%，優(yōu)級(jí)純)，雙氧水(30%，優(yōu)級(jí)純)。(4)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制:將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用0.2%硝酸逐級(jí)稀釋?zhuān)渲瞥蓾舛葹?0.00μg/L，0.10μg/L，0.50μg/L，1.00μg/L，5.00μg/L，10.00μg/L，50.00μg/L，100.0μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)點(diǎn)。(5)樣品前處理:(A)總量:取25mL 混合均勻水樣于微波消解罐中，加入1.0mL30%過(guò)氧化氫，加入5.0mL 濃硝酸，如有大量氣泡產(chǎn)生，置于通風(fēng)櫥中靜置，待反應(yīng)平穩(wěn)后加蓋旋緊。放入微波消解儀中，消解儀升溫時(shí)間10min，消解溫度180℃，保持時(shí)間15min。程序運(yùn)行完畢后取出消解罐置于通風(fēng)櫥內(nèi)冷卻，待罐內(nèi)溫度與室溫平衡后，放氣，開(kāi)蓋，移出罐內(nèi)消解液，用實(shí)驗(yàn)用水蕩洗消解罐內(nèi)壁兩次，收集所有溶液，轉(zhuǎn)移到50mL 容量瓶中，加水至標(biāo)線(xiàn)，搖勻，待測(cè)。也可用電熱板在亞沸狀態(tài)下，加熱趕酸至1mL，用0.2%HNO3定容至25mL 容量瓶中，搖勻，待測(cè)。(B)可濾態(tài):樣品通過(guò)0.45μm 濾膜過(guò)濾后直接進(jìn)行測(cè)定。

2 樣品介紹

本次研究共采集6 份樣品，分別為地下水、地表水、水庫(kù)水和污水，具體介紹見(jiàn)表1。

3 結(jié) 果

分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)各點(diǎn)，計(jì)算其線(xiàn)性回歸方程及相關(guān)系數(shù)，所得結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可見(jiàn)曲線(xiàn)線(xiàn)性較好，滿(mǎn)足測(cè)定要求。

本次共測(cè)定10 種金屬元素，地下水測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3，結(jié)果顯示除鈷元素可濾態(tài)與總量測(cè)定結(jié)果相當(dāng)之外，總量均大于可濾態(tài)。總量減可濾態(tài)結(jié)果的差，占總量測(cè)定值的5.32%至47.5%。

地表水測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4，結(jié)果顯示總量均大于可濾態(tài)，總量減可濾態(tài)結(jié)果的差，占總量測(cè)定值的6.09%至100%。其中鈦元素可濾態(tài)未檢出，而總量測(cè)定值為檢出限的3 倍，結(jié)果可信。此結(jié)果證明對(duì)于本次用于檢測(cè)的地表水樣品中的鈦元素，全部來(lái)源于懸浮于水中的直 徑大于0.45μm 的微粒上。

表1 樣品介紹一覽表

表2 工作曲線(xiàn)和和限出限

表3 地下水可濾態(tài)與總量測(cè)試結(jié)果一覽表 (單位:μg/L)

表4 地表水可濾態(tài)與總量測(cè)試結(jié)果一覽表 (單位:μg/L;注:N.D.為未檢出)

水庫(kù)水測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5，結(jié)果顯示除錳元素和鎳元素可濾態(tài)與總量測(cè)定值有較差別外，其它8 種元素總量與可濾態(tài)測(cè)定值均無(wú)明顯差異，其中鎳元素總量大于可濾態(tài)測(cè)定值，錳元素總量減可濾態(tài)結(jié)果的差占總量測(cè)定值的42.5%。

污水測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6，結(jié)果顯示除鈦元素外，其余9 種元素總量與可濾態(tài)測(cè)定值均無(wú)明顯差異。其中3 種不同廠(chǎng)家污水鈦元素可濾態(tài)均未檢出，總量測(cè)定值為檢出限的1 倍至2 倍，此結(jié)果證明對(duì)于本次用于檢測(cè)的3家污水樣品中的鈦元素，全部來(lái)源于懸浮于水中的直徑大于0.45μm 的微粒上。

表5 水庫(kù)水可濾態(tài)與總量測(cè)試結(jié)果一覽表(單位:μg/L;注:N.D.為未檢出)

表6 污水可濾態(tài)與總量測(cè)試結(jié)果一覽簡(jiǎn)表 (單位:%)

4 討 論

通過(guò)對(duì)不用類(lèi)型水體(地下水、地表水、水庫(kù)水和污水)中的10 種重金屬元素進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，地下水除鈷元素可濾態(tài)與總量測(cè)定結(jié)果相當(dāng)之外總量均大于可濾態(tài)，地表水總量均大于可濾態(tài)，水庫(kù)水除錳元素和鎳元素可濾態(tài)與總量測(cè)定值有較差別外其它8 種元素總量與可濾態(tài)測(cè)定值均無(wú)明顯差異，污水除鈦元素外其余9 種元素總量與可濾態(tài)測(cè)定值均無(wú)明顯差異。地表水與污水鈦元素可濾態(tài)均未檢出，總量測(cè)定值為檢出限的1倍至3 倍，結(jié)果可信。此結(jié)果證明對(duì)于本次用于檢測(cè)的樣品中的鈦元素，全部來(lái)源于懸浮于水中的直徑大于0.45μm 的微粒上，其它元素?zé)o此特性。

［1］魏復(fù)盛，等．水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法指南［M］．中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1994．

［2］《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法方法注解》編寫(xiě)組編，張宏陶主編．生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法方法注解［M］．重慶大學(xué)出版社，1993．

［3］HJ 700－2014 水質(zhì)．65 種元素的測(cè)定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法［S］．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2014．

［4］HJ 678－2013 水質(zhì)．金屬總量的消解 微波消解法［S］．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2013．

［5］GB/T 5750．6－2006，生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 金屬指標(biāo)［S］．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2006．