劉衛(wèi)麗，劉歡歡，胡慧潔，趙昌平，趙 杰　(江蘇省蘇州國(guó)環(huán)環(huán)境檢測(cè)有限公司，江蘇蘇州 215000)

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ICP-MS法測(cè)定地表水中7種重金屬元素含量

劉衛(wèi)麗，劉歡歡，胡慧潔，趙昌平，趙 杰(江蘇省蘇州國(guó)環(huán)環(huán)境檢測(cè)有限公司，江蘇蘇州 215000)

摘要[目的]建立電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)同時(shí)測(cè)定地表水中7種重金屬元素含量的方法。[方法]采用ICP-MS 法，用2% HNO3配制Cd、Cr、Cu、Se、Pb、Zn、Hg濃度為0、5.0、10.0、20.0、40.0、50.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，以(45)Sc、(74)Ge、(115)In、(185)Re作在線內(nèi)標(biāo)，調(diào)節(jié)儀器測(cè)定參數(shù)，測(cè)定地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目中的重金屬元素含量。[結(jié)果] ICP-MS 法測(cè)定的7種重金屬含量元素的線性相關(guān)系數(shù)均> 0.999 0，標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定值均在保證值范圍內(nèi)，加標(biāo)回收率為95.5%～102.0%。[結(jié)論]ICP-MS法具有操作簡(jiǎn)便、干擾少、分析速度快、靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)定地表水中重金屬元素含量的理想方法。

關(guān)鍵詞金屬元素含量；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；地表水

Simultaneous Determination of 7 Heavy Metal Elements in Surface Water by ICP-MS

LIU Wei-li, LIU Huan-huan, HU Hui-jie et al

(Suzhou Guohuan Environment Detection Co. Ltd, Suzhou, Jiangsu 215000)

Abstract[Objective] To establish an ICP-MS method for the 7 elements determination in surface water. [Method] Serial mixed standard solutions were prepared by 2% HNO3with concentrations of Cd, Cr, Cu, Se, Pb, Zn, Hg being 0.0, 5.0, 10.0, 20.0, 40.0, 50.0 μg/L.45Sc,74Ge,115In,185Re was used as on-line internaI standards and the instrument’s parameters were adjusted to good state, the metal elements in the surface water environment quality standard basic project were determined. [Result] The linear correlative coefficients for 7 elements were higher than 0.999 0, testing values of standard reference materials were within guaranteed scope, spiked recoveries were between 95.5% and 102.0%. [Conclusion] The ICP-MS method is simple, quick, less interference, sensitive and accurate, it can be used as perfect method to determine metal elements content in surface water.

Key wordsMetal elements content; ICP-MS; Surface water

近年來(lái)，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)各類水體中重金屬污染日趨加劇，因此建立快速、準(zhǔn)確、靈敏的重金屬含量檢測(cè)方法非常必要。目前，我國(guó)學(xué)者研究出多種測(cè)定地表水中重金屬的方法，如化學(xué)法、原子吸收分光光度法(AAS)[1-4]、原子熒光分光光度法(AFS)[5-7]、等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)[8-9]，其中，化學(xué)法、AAS法和AFS法只能逐個(gè)測(cè)定單元素(或2個(gè)元素)，分析速度慢；ICP-AES法雖然可以多元素同時(shí)測(cè)定，但譜線干擾多，靈敏度較低。與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)分析技術(shù)相比，電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)(ICP-MS)提供了最低的檢出限，最寬的動(dòng)態(tài)線性范圍，干擾少，分析精密度高，分析速度快以及檢測(cè)模式靈活多樣，已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境、醫(yī)學(xué)、生物、半導(dǎo)體、冶金、石油、核材料分析等領(lǐng)域[10]。筆者研究采用ICP-MS法測(cè)定地表水中常規(guī)重金屬元素含量，旨在為建立快速、準(zhǔn)確、靈敏、高效的地下水重金屬檢測(cè)方法提供參考。

1材料與方法

1.1材料電感耦合等離子體質(zhì)譜儀iCAP Q ICP-MS，RF功率1 550 W，冷卻氣13.8 L/min，輔助氣0.8 L/min，駐留時(shí)間100 ms，霧化氣1.0 L/min。霧化器，鎳采樣錐，截取錐，Thermo Fisher Scientific；氬氣(純度> 99.999%)，金龍氣體廠；精密微量移液器，德國(guó)Eppendorf;超純水，電阻率18.2 MΩ·cm；硝酸(UP級(jí))，蘇州品瑞化學(xué)有限公司；汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所，100 μg/mL；質(zhì)譜調(diào)諧液，包括1.0 μg/L的Ba、Bi、Ce、Co、In、Li、U溶液。

1.2方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。吸取多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用2% HNO3稀釋為0、5.0、10.0、20.0、40.0、50.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，配制濃度為10.0 μg/L的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)45Sc、74Ge、115In、185Re 的混合溶液。內(nèi)標(biāo)物質(zhì)為Cd(115In)、Cr(45Sc)、Cu(74Ge)、Se(74Ge)、Pb(185Re)、Zn(74Ge)、Hg(185Re)。

1.2.2樣品預(yù)處理。地表水是清潔水樣，可直接取樣加入高純硝酸酸化至pH<2，上機(jī)測(cè)定。

1.2.3重金屬含量的測(cè)定[11]。儀器抽真空，點(diǎn)火，穩(wěn)定后用調(diào)諧液調(diào)整儀器各項(xiàng)指標(biāo)，使儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等指標(biāo)達(dá)到測(cè)定要求后，編輯方法，以45Sc、74Ge、115In、185Re作為在線內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，與待測(cè)樣品同時(shí)進(jìn)樣進(jìn)行測(cè)定。將試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)系列、樣品溶液、質(zhì)控樣品分別引入儀器，由計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程、給出測(cè)定結(jié)果。

2結(jié)果與分析

2.1方法檢出限將ICP-MS儀點(diǎn)燃等離子體30 min，期間用1.0 μg/L的Ba、Bi、Ce、Co、In、Li、U調(diào)諧溶液對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，觀測(cè)調(diào)諧元素的靈敏度、穩(wěn)定性及氧化物水平等分析指標(biāo)，以確定儀器最佳工作條件。在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，平行測(cè)定2%硝酸空白溶液11次，計(jì)算各元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，以3σ確定方法檢出限，10σ確定方法定量下限。由表1可知，7種重金屬的檢出限低，各金屬元素的定量下限均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，滿足分析要求，尤其是Cd的檢出限低至0.000 9 μg/L。

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線配制標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為0、5.0、10.0、20.0、40.0、50.0 μg/L 7種重金屬元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，信號(hào)強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表1。由表1可知，各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 0。

表1　7種重金屬元素的方法檢出限與標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定與精密度試驗(yàn)由表2可知，除Se外，其他元素平均值與保證值的偏差均在1.0%內(nèi)，6次測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都小于0.8%，表明ICP-MS法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

表2　7種重金屬元素的精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.4加標(biāo)回收試驗(yàn)在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，對(duì)經(jīng)酸化處理的地表水樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，加入各待測(cè)元素的濃度均為5.0 μg/L，水樣平行測(cè)定5次，得出Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Se、Zn的加標(biāo)回收率為95.5%～102.0%，平均回收率分別為100%、98.4%、98.4%、98.0%、99.2%、96.7%、97.8%。

3結(jié)論與討論

(1)筆者在較低的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列濃度下對(duì)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目中重金屬的含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，ICP-MS法線性關(guān)系良好，加標(biāo)回收率為95.5%～102.0%，準(zhǔn)確度高，檢出限低，尤其是Cd的檢出限低至0.000 9 μg/L，可以很好地滿足對(duì)地表水基本項(xiàng)目中重金屬同時(shí)快速準(zhǔn)確的檢測(cè)要求。

(2)隨著地表水檢測(cè)項(xiàng)目的增加，對(duì)重金屬檢測(cè)的項(xiàng)目也會(huì)越來(lái)越多，今后可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究地表水中多種重金屬元素的同時(shí)測(cè)定，以及該方法在飲用水和廢水中的應(yīng)用情況。

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中圖分類號(hào)S 181

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)06-122-01

收稿日期2016-01-08

作者簡(jiǎn)介劉衛(wèi)麗(1985- )，女，河南商丘人，助理研究員，碩士，從事環(huán)境檢測(cè)研究。