電感耦合等離子體質譜法測定《全國土壤污染狀況詳查》樣品中重金屬

肖立青，孫云超，鄧述培，蘇衛漢，黃利寧

（湖南省有色地質勘查研究院，湖南 長沙 410015）

隨著社會經濟的快速發展，資源不合理開采、廢水廢渣的違規排放等因素導致土壤污染日益嚴重。在土壤的污染物中，若重金屬污染物超量存在，不僅影響作物的生長和產量，而且還會通過食物鏈危及人和動物的健康乃至生命[1]。2016年5月31日，中國環境保護部頒布了《土壤污染防治行動計劃》(以下簡稱“土十條”)，并于2016年l2月23日開始了全國范圍的“土壤污染狀況詳查”項目。根據“土十條”提出的要求，2018年底前將查明農用地土壤污染的面積、分布及其對農產品質量的影響，為土壤污染的防治工作提供重要的數據支持。

常用的土壤重金屬檢測方法有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法[2-5]，其中質譜法能夠同時檢測元素周期表中大部分金屬元素和部分非金屬元素，線性范圍寬，且方法的檢測限低，干擾比較少，靈敏度、準確度都比較優越。已經發展為微量無機元素的常規分析技術[6-10]。本文對土壤樣品中的土壤樣品采用濕法分解，樣品中加入氫氟酸-高氯酸-硝酸，于電熱板上加熱溶解，轉化為待測溶液，采用ICP-MS法分析鎘、鉛、鉻三種待測元素的含量。用土壤國家標準物質驗證了方法的檢出限的準確度和精密度，證明能滿足土壤污染狀況調查樣品分析質量要求。

1 實驗部分

1.1 儀器設備

X SERIESⅡ電感耦合等離子體質譜儀(美國熱電公司)：配備有半導體制冷霧化器、鎳采樣錐和截取錐、XT接口(耐高鹽接口)。儀器工作條件見表1。

表1 儀器測量條件

1.2 主要試劑

鎘標準溶液：移取混合標準儲備溶液，用王水(1+9)逐級稀釋成0.050、0.100、1.000、10.000、50.000Iμg.L-1的標準溶液。

鉻、鉛標準溶液：移取混合標準儲備溶液，用王水(1+9)逐級稀釋成0.50、1.00、10.00、100.00、500.00μg.L-1的標準溶液。

調諧液(10μg/L)：包含有7Li，9Be，59Co，115In，209Bi，238U，140Ce等元素的混合溶液。

103Rh內標溶液(2μg/L)，高純去離子水，氫氟酸(優級純)，硝酸(優級純)，高氯酸(優級純)，鹽酸(優級純)，高純氬氣(純度大于99.99%)。

1.3 樣品處理

準確稱取0.1000g干燥的土壤樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加入少量水潤濕后，加入5mL氫氟酸，1mL高氯酸，1mL硝酸，然后將坩堝置于有溫度控制的電熱板上，溫度設定為200℃，蒸干，再重復加入上述酸溶解一遍，蒸干至白煙冒盡，再升溫至300℃，將氫氟酸趕盡，冷卻至室溫，加入5mL王水，蒸干，取下坩堝，加入王水(40%)溶解，用超純水定容至10mL，用移液槍取1mL于10mL比色管中，用2%稀硝酸溶液定容。

1.4 儀器操作

功率、采樣深度和載氣流量是調節儀器靈敏度最重要的工作參數，條件優化以靈敏度、氧化物、雙電荷收率為考察指標，用含10μg.L-1Be、Co、In、U調諧溶液優化儀器參數，其優化后儀器工作參數見表1。在儀器工作條件下，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，結果表明，元素工作曲線的線性相關系數在0.9998以上。

2 結果與討論

2.1 干擾的消除

通過在線加入內標溶液以降低霧化效應，可以有效校正儀器接口效應和基體效應并降低采樣錐接口和離子透鏡處的空間電荷效應等引起的干擾。采用EPA6020方法推薦的干擾校正公式扣除同量異序素形成的干擾和背景粒子形成的干擾。

2.2 方法的檢出限

按試驗方法在試驗條件下制作空白溶液，對其平行測定l2份，12份測定結果的3倍標準偏差為方法的檢出限，計算出方法的檢出限見表2。

表2 元素的檢出限

2.3 準確度和精密度實驗

選取GBW07401、GBW07402兩個土壤成分分析標準物質進行方法的準確度和精密度試驗，對每一個樣品進行多次分析，由多次測定的平均值作為測定值，計算其相對誤差（RE）和對標準偏差（RSD），結果表明（見表3），方法的準確度和精密度滿足土壤污染狀況調查樣品分析要求。

表3 標準物質的分析結果

3 結論

上述實驗表明電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定土壤污染狀況調查樣品中3種重金屬元素，具有方法檢出限低、準確度好、精密度高的優點，應用于土壤污染狀況調查樣品中的測定，能獲得令人滿意的結果。