電感耦合等離子體質譜法測定土壤中砷的含量*

王娜

（沈陽地質礦產研究所，遼寧 沈陽 110032）

電感耦合等離子體質譜法測定土壤中砷的含量*

王娜

（沈陽地質礦產研究所，遼寧 沈陽 110032）

利用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定土壤中砷的含量。樣品經過微波消解，在線加入內標校正基體效應，通過修正方程校正質量數干擾。測定砷元素校正曲線的相關系數0.999 9，檢出限0.01 mg/kg，樣品分析結果的變異系數為1.6%～2.4%（n=6），加標回收率在84.0%～96.8%。同時采用國家標準方法氫化物-原子熒光光度法驗證了方法的準確度，兩種方法結果無顯著差異。實驗結果表明，該方法具有簡單、快速、檢出限低等特點，可用于土壤中砷含量的測定和監控。

電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）；砷；微波消解；原子熒光；土壤

元素砷及其化合物都具有毒性，世界衛生組織（WHO）已將砷排在優先研究的有毒金屬的第一位，國際癌癥研究（IARC）、美國環境衛生科學研究院（NIEHS）等諸多權威機構已將砷公認為人類已確定的致癌物，我國食品衛生標準根據不同的產品也規定了嚴格的限量[1]。國家標準對砷的測定采用銀鹽法、砷斑法、硼氫化物還原比色法、氫化物原子熒光光度法（AFS），但是分別具有操作繁瑣、檢測周期長、試劑用量大、靈敏度低、重現性差等缺點。電感耦合等離子體質譜分析技術（ICP-MS）是近十幾年來發展最快的無機微量元素分析應用的先進技術之一。由于其具有較高的靈敏度和精密度，且易于進行多元素同時分析且檢出限低，干擾少、精度高、線性范圍寬、簡便、快捷，已經廣泛用于測定海產品中的微量元素[2]，化妝品中的有害元素[3]，水、土壤中的礦物元素，生物樣品痕量分析[4]等，樣品的前處理技術采用微波消解作為溶樣方式，具有快速、空白值低和消除或降低易揮發樣品在消化過程中的損失和被玷污的可能性等優點，目前也已應用于各種分析樣品的處[5-6]。本研究采用微波消解結合電感耦合等離子體質譜法對土壤進行檢驗，同時采用國家標準方法-氫化物原子熒光光度法進行檢驗。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

電感耦合等離子體質譜儀，美國熱電公司Xseries"；

AFS-230E雙道原子熒光光度計，北京海光儀器有限公司；

MLS-1200MEGA微波消解裝置，意大利邁爾斯通有限公司；

所有玻璃器皿均用10%硝酸浸泡過夜并用超純水沖洗干凈備用。

砷標準溶液：1.000 g/L砷標準溶液由國家標準物質研究中心提供，用2%硝酸逐級稀釋配成0、5、25、50、100 μg/L；

內標液（103Rh）：以5%HNO3作介質，配成溶液濃度為5 μg/L；調諧液（7Li、89Y、140Ce、205Tl）10 μg/L；實驗中所用各種酸及試劑均為優級純。

1.2 樣品處理

稱取樣品0.500 g于100 mL聚四氟乙烯消化罐中，加入5.0 mL濃HNO3，2.0 mL H2O2浸泡20 min后，安裝好微波消解裝置，按表1所列微波消解程序消解樣品，冷卻后取出消化液，用純水定容到50 mL容量瓶中，待上機測定。微波消解程序見表1。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion procedures

表2 ICP-MS儀器工作參數Table 2 ICP-MS instrument parameters

2.1 工作曲線

在上述儀器工作條件下，砷標準溶液進入ICP-MS后，儀器自動給出元素的校準方程及線性相關系數，本實驗的線性相關系數0.999 9。

2.2 硝酸濃度對測定結果的影響

考察了砷標準溶液中硝酸濃度變化對測定信號相對強度的影響，結果表明硝酸濃度在1.0%～5.0%范圍內，測定結果影響較小，偏離值可以忽略，本實驗中硝酸濃度選取3%。

2.3 檢出限和精密度實驗

元素的儀器檢出限按3%純硝酸作為空白溶液重復測定11次所得到的標準偏差的3倍確定，本方法檢出限為0.001 mg/kg。選取2種土壤平行處理6份，計算其結果的變異系數分別為2.4%和1.6%，測定數據見表3。

2.4 加標回收實驗

稱取土壤0.500 0g，已測得砷含量分別為0.419、0.826 mg/kg，分別添加0.25、0.50、0.75 g，分別測得回收率在84.0%～96.8%，實驗結果見表3。

表3 精密度、加標回收實驗結果Table 3 Precision and spike recovery results

2.5 準確度實驗

取土壤樣品分別采用ICP-MS方法，AFS法進行測定，測定結果列于表4。

表4 ICP-MS法與AFS法對比試驗Table 4 Comparative experiment of ICP-MS method and AFS method

從表4中數據可以看出，ICP-MS法與AFS法測得的結果都比較接近真實值。通過對兩種方法的F檢驗與t檢驗，結果證明兩組數據的精密度及測定結果均無顯著差異。

3 結論

本研究采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定土壤中砷的含量，實驗結果表明該方法前處理簡單、分析速度快、檢出限低、準確度和精密度較高，可成為土壤中砷元素含量的測定和質量控制行之有效的分析方法。

[1]GB4811－04，食品中砷限量衛生標準[S]．

[2]孫玉嶺，陳明生，王玉萍．微波溶樣ICP-MS測定海產品中十六種元素[J]．光譜學與光譜分析，1999，19（4）：601-603．

[3]方 紅，楊曉兵．電感耦合等離子體原子發射光譜法測定化妝品中砷、鉛、汞[J]．光譜實驗室，2002，19（1）：74-77．

[4]陳杭亭，曹淑琴，曾憲津．電感耦合等離子體質譜方法在生物樣品分析中的應用[J]．分析化學，2001，29（5）：592-600．

[5]曾憲津，李秋瑩，劉春蘭．生物樣品的微波-酸消解電感耦合等離子體原子發射光譜多元素同時分析[J]．分析化學，1991，19（5）：605-608．

[6]陳天裕，單 芳．微波消解石墨爐原子吸收光譜法測定鈦白粉中鉛[J]．分析試驗室，1998，17（2）：47-50．

Determination of Arsenic Content in Soil by ICP-MS

WANG Na
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，Liaoning Shenyang 110032，China）

Arsenic content in soil was determined by inductively coupled plasma-atomic-mass spectrometry（ICP-MS）．Microwave digestions were carried out in PTFE（Teflon）closed vessels with HNO3and H2O2．The details of treatment of samples and working parameters of the instrument were described．The matrix effect was corrected by the in-line addition of internal standards，and the mass number interference was amended by correcting equation．Satisfactory linearity of working curve is obtained with the 0.999 9 correlation coefficient．Detection limit of Arsenic element is found at 0.001 mg/kg．CV（n=6）in the range of 1.6%～2.4%and recoveries from 84.0%to 96.8%are obtained in its application for the assay of samples．Comparing the results obtained by ICP-MS with those by the national standard method atomic fluorescence spectrometry（AFS），it can be concluded that the ICP-MS method is simple，rapid and sensitive，and can be applied to determine arsenic content in soil samples．

Inductively coupled plasma mass spectrometer（ICP-MS）；Arsenic；Microwave digestion；AFS；Soil

0 625

A

1671-0460（2010）01-0100-02

2009-03-27

王 娜（1980—），女，遼寧沈陽人，工程師，2003年畢業于遼寧大學有機分析專業，目前從事化學分析測試工作，已發表論文2篇。E-mail：wn_joy@yahoo.cn。