蔣杰(中化地質(zhì)礦山總局廣西地質(zhì)勘查院，廣西 南寧 530000)

0 引言

在我國社會現(xiàn)代化發(fā)展水平不斷提高以及工業(yè)化進程不斷加快的背景下，企業(yè)在生產(chǎn)過程中對重金屬的排放量與日俱增，特別是在企業(yè)生產(chǎn)力不斷提高的環(huán)境下，產(chǎn)生的環(huán)境問題既深刻又復(fù)雜。工業(yè)污染排放不僅使地表水中重金屬含量不斷提高，而且使地表水中生物生存和水環(huán)境具有的內(nèi)在平衡受到了嚴重影響，當(dāng)這些含有大量重金屬物質(zhì)的地表水進入人體內(nèi)部時，會導(dǎo)致人體產(chǎn)生各種疾病，對人們身體健康造成的嚴重危害。因此，加大對地表水中重金屬元素的有效檢測勢在必行。ICP-MS法由于能夠?qū)Φ乇硭蠧u、Zn、As、Se、Cd、Pb這6種重金屬元素進行同時檢測，而且在標準參照物測定、線性范圍、加標回收率、精密度等方面都已經(jīng)取得良好效果，因此值得推廣。

1 主要儀器與試劑

該實驗運用的ICP-MS儀器設(shè)備的型號為7700x，Agilent；超純水具有的導(dǎo)電率高于18 MΩ·cm，Millipore；使用優(yōu)質(zhì)級、濃度為65%的硝酸；內(nèi)標液以濃度為100 μg/mL，Bruker的6Li、45Sc、89Y、115In、159Tb、209Bi為主；調(diào)諧液以濃度為10 μg/mL，Bruker的Be、Mg、Co、In、Ba、Pb、Th、Ce、TL為主；單元素標準溶液以濃度為 500 mg/L的Cu、Cd、Pb 標準溶液為主。根據(jù)對水利部檢測中心提供的監(jiān)測評價結(jié)果進行分析能夠知道，由環(huán)境保護部標準樣品研究中心提供Zn監(jiān)測樣本，其標準溶液濃度以1 000 mg/L為準；由中國計量科學(xué)研究院提供As監(jiān)測樣本，其標準溶液濃度以1 000 mg/L為準，由環(huán)境保護部標準樣品研究所提供Se監(jiān)測樣本，其標準溶液濃度以1 000 mg/L為準。

2 配制標準溶液、內(nèi)標溶液、調(diào)諧液以及儀器工作參數(shù)

2.1 配制標準液

在濃度為1%的HNO3中加入標目標體積單元素的標準溶液，能夠得到濃度為400 μg/L，的 As、Se、Pb、Cu、Cd以及濃度為1 mg/L的Zn相混合的標準液。

2.2 配制內(nèi)標溶液

配制濃度為10 μg/L的內(nèi)標溶液時，可以在濃度為1%的HNO3中加入濃度為 100 μg/mL的內(nèi)標溶液［1］。

2.3 配制調(diào)諧液

配制濃度為5 μg/L的調(diào)諧液時，可以在濃度為1%的HNO3中加入濃度1 000μg/mL的調(diào)諧液［2］。

2.4 儀器工作參數(shù)

該實驗主要使用的ICP-MS儀器，相關(guān)參數(shù)可以被調(diào)諧液自動調(diào)整，使其保持在最優(yōu)狀態(tài)［3］。

3 對樣品的預(yù)處理以及實驗

3.1 對樣品的預(yù)處理

將準備進行檢測的水體樣本運用密度為0.45 μm的濾膜進行過濾，將水體樣本中含有的大顆粒物質(zhì)以及有機物去掉，避免對最終處理結(jié)果造成影響。然后將優(yōu)級純硝酸加入到過濾號的樣本中對其進行酸化處理，確保樣本中含有濃度為1%的硝酸，最后取一個塑料管將導(dǎo)入10.0 mL的處理液進行備用［4］。將純度和濃度較高的硝酸加入到樣品水體中，使樣品水體的pH值保持在2以下，當(dāng)樣品水體的渾濁濃度保持在1 NTU以下時，可以直接開展測定實驗。當(dāng)樣品水體中所含有的渾濁物較多或者渾濁比例較大時，需要使用0.45 μm的膜將樣品水體進行過濾，確保樣品水體滿足條件之后才能開始實驗。

3.2 對樣品的預(yù)實驗

將濃度為5 μg/L調(diào)諧液加入一期中對其進行調(diào)節(jié)，確保儀器始終保持在最佳工作狀態(tài)。然后利用三通和蠕動泵，在霧化室中有效引入內(nèi)標溶液、樣品、標準溶液，在對樣品進行霧化之后，使其在高溫等離子氣體中經(jīng)歷離子化、原子化、氣化、氣溶膠等環(huán)節(jié)，接著由質(zhì)量分析器進行檢測。與此同時，還要對加標樣品、質(zhì)控樣品、試劑空白、樣品空白等內(nèi)容進行全面測試，最終對加標回收率以及標準曲線法定量進行準確計算［5］。

3.3 科學(xué)選擇和優(yōu)化儀器參數(shù)

在對儀器的工作參數(shù)進行調(diào)整時，主要以濃度為10 μg/L的Li、Y、Ce、Tl混合標準溶液為主，確保儀器具有的雙電荷指標、氧化物指標、靈敏度指標等重要參數(shù)能夠滿足測定實驗的要求。儀器經(jīng)過優(yōu)化之后，相關(guān)參數(shù)如下所示：儀器參數(shù)的射頻功率為1 410 W；儀器參數(shù)的雙電荷為0.89%；儀器參數(shù)的采樣深度為8 mm；儀器參數(shù)的載氣流量為1.15 L/min；儀器參數(shù)的S/C溫度為2 ℃；儀器參數(shù)的氧化物為0.35%。

3.4 實驗方法的檢出限和定量限

在對儀器數(shù)參數(shù)進行全面優(yōu)化的背景下對濃度為1%的HN03空白液進行校準，對樣品水體中含有的各種元素標準偏差σ進行計算，運用3σ對相關(guān)方法的檢出限進行確定之后，運用10σ對相關(guān)方法的定量限進行計算。

3.5 標準系列

將濃度為1%的HN03與混合標準儲備溶液進行混合，分別得到濃度為0.0、2.5、5.0、10.0、25.0、50.0、100.0、500.0 μg/L的Ag、Al、As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Th、Tl、U、V、Zn系列標準溶液；0.0、0.25、0.50、1.00、1.50、2.50、5.00、10.00 mg/L的Ca、Fe、Mg系列標準溶液。

3.6 進樣方式

在對樣品水體的進樣方式進行選擇的過程中，以在線加入內(nèi)標的模式為主，講一個三通安裝在蠕動泵前方位置，并且與蠕動本之間進行有效連接，分別將組成內(nèi)標溶液-標準溶液、內(nèi)標溶液-空白溶液、內(nèi)標溶液-樣品溶液的方式，以相同的泵速將兩只導(dǎo)管導(dǎo)入混合器中，確保相關(guān)溶液能夠在設(shè)備中得到有效混合，之后成功輸送到霧化器中。

4 結(jié)果與討論

第一，選擇內(nèi)標元素。內(nèi)標物的選擇具有一定特殊性，必須保證的測元素與內(nèi)標元素的特點和質(zhì)量之間具有較高相似性，并且在樣品溶液中不能存在內(nèi)標元素，使二者具有高度相似的動力學(xué)特點和電離能，這樣才能使信號漂移情況得到有效校正，降低干擾強度最大程度降低。

第二，標準曲線及檢出限。在對檢測儀器各項內(nèi)容進行優(yōu)化的過程中，平行測定多次濃度為1%的硝酸空白液，對各元素具有的標準偏差進行計算，將方法檢出限定為3倍標準液偏差所對應(yīng)的元素濃度。

第三，實際樣品測試。在運用ICP-MS法對監(jiān)測斷面樣品水體中含有的Cu、Zn、As、Se、Cd、Pb這6種重金屬元素進行分析，如果65Cu 低于2.7、68Zn低于4.7、75As低于5.6、78Se低于2、114Cd低于0.006、208Pb低于0.5,則可以說明該樣品水體的水質(zhì)情況良好。

第四，加標回收試驗。為了確保測定數(shù)據(jù)具有較高的準確性和可靠性，在實驗結(jié)束之后，還應(yīng)該對這6種金屬元素進行加標，開展6次對實驗監(jiān)測斷面水樣的回收。

第五，標準物質(zhì)測定與精密度實驗。按照國家相關(guān)標準要求，對相關(guān)物質(zhì)進行質(zhì)量控制，并開展6次平行測試，對6種金屬元素標準樣品進行檢測，能夠充分滿足多種金屬元素的同時測定需求［6］。

第六，干擾和消除。運用ICP-MS法對地表水中6種金屬元素進行同時測定的過程中，必然存在一定的干擾，而干擾的種類主要分為質(zhì)譜干擾和非質(zhì)譜干擾兩種［7］。其中質(zhì)譜干擾主要指的是：對雙電荷、離子干擾、多原子、同量異位素干擾等相同物質(zhì)產(chǎn)生的干擾情況無法進行有效區(qū)分；質(zhì)譜干擾主要指的是通過對干擾方程和參數(shù)最優(yōu)化儀器的有效使用，對存在的干擾問題進行有效解決［8］。

5 結(jié)語

根據(jù)以上針對ICP-MS法對地表水中6種金屬元素進行同時測定相關(guān)內(nèi)容展開的詳細分析和系統(tǒng)性研究，我們能夠更加明確的了解，將Sc、Y、In、Bi作為內(nèi)標校正系統(tǒng)，通過采用ICPMS法能夠?qū)⒌乇硭械?種金屬元素實際含量同時測定出來，不僅操作快速、簡便，而且具有的靈敏度極高、檢出限值較低。與此同時，ICP-MS法憑借自身具有的較高精密度和準確度特點，能夠同時測定地表水中濃度存在一定差異的眾多金屬元素。