電感耦合等離子體質譜法檢測土壤中的汞研究

朱勤華（廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526020）

1 材料與方法

1.1 選擇設備和試劑

應用賽默飛世爾電感耦合等離子體質譜儀，iCAPQ。

銦、銠、鉍內標溶液為10.0ng.mL-1，單質汞標100ug/mL。

鹽酸、硝酸是優級純，水是超純水。

1.2 設備工作時的參數

功率1550w高頻入射儀器，氣流霧化速度為0.92L.min-1，氣流冷卻速度為14L.min-1，氣流輔助速度為0.8L.min-1；掃描方式為跳峰；停留時間為18s。

1.3 樣品分解步驟

稱取土壤樣品0.2-0.3g，放入燒杯中，取一定純水進行潤濕，添加10mL6mol.L-1HCL，放在低溫電爐上加熱直到沒有氣泡，將3mL濃硝酸加入并且低溫蒸干。冷卻以后放入5mL濃硝酸，轉移溶解殘渣到100mL容量瓶中定容。在測定時，樣品溶液和內標溶液通過內標混合器按1：1混合進入霧化器。

1.4 標準溶液的選擇和制備

一般的分析方法都是采用相對比較法來定量測定樣品中元素的含量。但是在反復實驗的過程中發現，被測元素汞含量很低，基體干擾還是比較大。為了能取得與樣品相似的適量的基體元素，本方法選擇了國家標準土壤標準物質GBW07430(GSS-16)制備成標準溶液來制作工作曲線，用于實際樣品的定量分析。

2 結果分析

2.1 優化設備工作參數

電感耦合等離子體制譜技術最關鍵的參數是射頻功率、采樣深度和載氣流量，因此，本次優化條件的考察指標是靈敏度、氧化物和雙電荷產率，通過濃度為1.0ug/L的調諧溶液對儀器參數積極優化。

2.2 選擇測量元素的同位素

選擇對元素進行測量的同位素時，基本原則是對同位素最大豐度值的測定，防止多原子造成的干擾以及重疊同量異位素。采取在線添加內標的方式，測定結果見表1。

表1 測量元素質量數的選擇

2.3 選擇內標元素

內標校正法在分析技術過程中作為常見的定量校準方法。在電感耦合等離子體質譜法檢測中最為關鍵的是利用內標校正法，尤其是在對大量樣品進行檢測時，內標校正法的優勢更加顯著。

選擇內標元素的原則是：被檢測物質中不包含所選擇的內標元素，盡量減少影響內標元素的干擾元素，質譜行為盡可能統一于被測元素。滿足以上條件的內標元素包括In、Rh、Bi，考慮到土壤中有Bi，因此選擇的內標元素是Rh。

2.4 消除干擾

電感耦合等離子體質譜法的干擾具體包括基體干擾和質譜干擾。由于該方法標準與樣品有相似的基體元素，所以基本忽略形成的干擾。同時，通過在線添加內標元素的補償作用，保證待測溶液中可溶性固體總量不會抑制分析信號，長期檢測過程中基體元素也不會在截取錐頂部沉淀，防止了由于錐孔堵塞而形成的信號漂移。

2.5 方法的質量水平

2.5.1 檢出限。按照樣品分析程序制備12份空白溶液，在最佳條件下進行測定，根據3倍標準偏差數值計算出檢出限0.014ug/L。

2.5.2 準確度和精密度。選擇土壤標準物質，科學處理樣品，制備試液，采取選定的設備工作參數進行檢測，根據以下公式對準確度和精確度進行計算：

其中土壤樣品標準值為cs，檢測值為ci，樣品檢測平均值為，檢測次數為n。

表2 準確度與精確度試驗結果

2.6 回收率

在標準物質中添加汞標準溶液，科學處理樣品，回收率結果為101%。

實驗結果說明，只要選用的標準物質溶樣時能完全分解，被測元素全部進入溶液，并且制備溶液的濃度在線性范圍內，電感耦合等離子體質譜法可以很好檢測土壤中的汞元素，并且擁有很好的準確度，精度很高，線性范圍極寬，因此采用此法檢測土壤中的汞元素可以獲得很好的結果。

3 結語

當前在監測土壤環境中正在積極應用電感耦合等離子體質譜技術，其對于土壤的分析中體現出以下特點：1極高的靈敏度，檢出限低，痕量分析檢測下限能夠實現10-2；2分析過程迅速簡單，檢測一個樣品所需時間大概是3min，可以快速為大量樣品提供準確的檢測結果；3很寬的線性動態范圍，適合對多種元素進行分析，各個元素通常在0-100ug.L-1范圍內全部都可以檢測，某些元素的曲線有關系數可以實現0.9999；4樣品所需數量不同，進樣量基本上為50-100uL；5能夠分析同位素，準確檢測加入富集同位素試劑之后樣品中的同位素比值，進一步同構同位素稀釋法對樣品中待測元素的含量進行計算。在遷移轉化土壤重金屬、研究環境行為方面同位素豐度發揮了巨大作用。本文通過研究利用電感耦合等離體制譜法檢測汞，充分表明其的可行性。