鄭遠(yuǎn)偉
(海南中環(huán)能檢測(cè)技術(shù)有限公司,海南 ???571127)
水是人類和生物體賴以生存和發(fā)展必不可少的物質(zhì)。近年來,由于人類活動(dòng),大量污染物排入水體,對(duì)水環(huán)境造成污染[1-2]。
目前,有關(guān)水中重金屬元素前處理的標(biāo)準(zhǔn)方法有多種。因此,本實(shí)驗(yàn)分別采用《水質(zhì) 金屬總量的消解 硝酸消解法》 (HJ 677-2013)[3]、《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定原子吸收分光光度法》 (GB 7475-87)[4]以及《水質(zhì) 鐵,錳的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》 (GB11911-89)[5]標(biāo)準(zhǔn)中的方法對(duì)污水樣品進(jìn)行前處理,并利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS) 對(duì)3種前處理污水中金屬元素 (Ba、Be、Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn) 進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較分析,以期得到一種更簡(jiǎn)便、高效的污水中金屬元素前處理方法。
電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(日本島津ICPMS 2030);電熱板 (萊伯泰科,EH45A-plus);去離子水:電阻率>18.32;硝酸:GR(65%,默克); 鹽酸:GR(廣州化學(xué)試劑廠);高氯酸:GR(廣州化學(xué)試劑廠),過氧化氫:AR(30%,廣州化學(xué)試劑廠);標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液100ug/L(GNM-M28339-2013) 含 28種金屬元素 (Ag,Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Fe,Ga,K,Li,Mg,Mn,Mo,Na,Ni,Pb,Rb,Se,Sn,Sr,V,W,Zn,Zr) 國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。
本實(shí)驗(yàn)中所用水均為去離子超級(jí)純水,使用的玻璃皿浸泡在10%硝酸溶液24h以上。
于2019年9月,在海棠灣水質(zhì)凈化廠采集污水。采樣方法參照采樣規(guī)范《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T91-2002) 進(jìn)行,用500mL聚乙烯瓶采集,放在4℃冰箱里保存。采樣器皿使用前用10%稀硝酸浸泡24h以上,用去離子水清洗后,烘干備用。
分別采用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)金屬總量的消解硝酸消解法》(HJ 677-2013),以及國(guó)標(biāo)方法《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定原子吸收分光光度法》(GB 7475-87)和《水質(zhì)鐵,錳的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》(GB11911-89) 對(duì)污水中金屬元素進(jìn)行前處理。
內(nèi)標(biāo)溶液配置:配置由In、Sc、Re和Tb4種元素混合而成,用5%硝酸進(jìn)行稀釋配置成濃度200μg/L的混合內(nèi)標(biāo)溶液。標(biāo)準(zhǔn)曲線配置:Ba、Be、Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn 9 種元素逐級(jí)稀釋成標(biāo)準(zhǔn)曲線系列,配制時(shí)用1%硝酸溶液定容至刻度。
取同一污水分成兩組,分別用HJ677-2013和GB7475-87的方法進(jìn)行前處理。利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS) 進(jìn)行空白,樣品,樣品加標(biāo),檢出限和精密度RSD測(cè)試。
采用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(HJ677-2013) 和國(guó)標(biāo)方法(GB7475-87)對(duì)污水進(jìn)行的2種前處理,從檢測(cè)結(jié)果上看并無差異,2種分析結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和檢出限均波動(dòng)不大,均符合要求。
取同一污水分成兩組,分別用HJ677-2013和GB7475-87的方法進(jìn)行前處理,均為加入1.0mL,質(zhì)量濃度為40μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行加標(biāo)回收率檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。加標(biāo)回收率結(jié)果見表1。
表1 樣品檢測(cè)結(jié)果加標(biāo)回收率
從表1看出,通過環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行污染前處理的加標(biāo)回收率在86.7%~125%,采用國(guó)標(biāo)方法對(duì)污水進(jìn)行前處,加標(biāo)回收率在88.5%~120%。就Ba、Fe、Mn和Zn而言,GB7475-87回收率比HJ677-2013的回收率更好;對(duì)Be和Cd而言,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方法回收率更好;其他3種元素?zé)o差異??傮w看,通過2種方法進(jìn)行前處理的樣品加標(biāo)回收率,均符合檢測(cè)質(zhì)量控制要求。
質(zhì)量分析存在著同量異位素,多原子離子干擾,難熔氧化物干擾,雙電荷離子干擾和基體干擾等多種類型的干擾因素,ICP-MS 2030的八極趕碰撞池通過引入氦氣碰撞,可以有效地消除干擾。對(duì)Fe、Cu、Pb等部分元素測(cè)試,GB7475-87和HJ677-2013的前處理結(jié)果受干擾物的影響沒有明顯區(qū)別,檢測(cè)過程穩(wěn)定。
綜上所述,采用國(guó)標(biāo)方法《水質(zhì) 銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定 原子吸收分光光度法》 (GB 7475-87)和《水質(zhì)鐵,錳的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》 (GB11911-89)對(duì)污水進(jìn)行的前處理,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、檢出限、樣品的檢測(cè)結(jié)果及樣品的回收率都與《水質(zhì) 金屬總量的消解硝酸消解法》 (HJ 677-2013) 前處理結(jié)果一致。鑒于實(shí)際操作過程中,《水質(zhì)金屬總量的消解 硝酸消解法》 (HJ 677-2013) 標(biāo)準(zhǔn)的前處理步驟瑣碎,過程復(fù)雜,具有一定危險(xiǎn)性,對(duì)有大量的樣品檢測(cè)時(shí),會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的及時(shí)性。且GB7475-87前處理的溫度要求相對(duì)較低,對(duì)有大量的樣品能及時(shí)完成,體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的及時(shí)性,實(shí)驗(yàn)過程要求是追求更高效,更簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)更有準(zhǔn)確性。