ICP-MS測定環(huán)境水質(zhì)樣品重金屬的方法研究

朱樹香 吳坷

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一二大隊，江西 鷹潭 335000）

一、儀器設(shè)備以及實驗條件

（一）實驗設(shè)備

本次所用于檢測水質(zhì)樣品重金屬含量的儀器為ICP-MS 7900，設(shè)備中的高純氬氣、高純氦氣均為99.999%。配備感量0.01mg（瑞士梅特勒公司）、純水器（Milli-plus 2150型）、0.45μm濾膜、XS 205型電子天平等儀器。實驗試劑鋁、砷、鉻、鉛、錫、鎳等幾種溶液，均為1000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液；實驗過程中使用的濃硝酸為國藥集團(tuán)生產(chǎn)的優(yōu)級純濃硝酸。

（二）標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液配制是檢驗ICP-MS方法檢測水質(zhì)中重金屬元素含量的對比樣品之一。精密吸取鋁、砷、鉻、鉛、錫、鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0mL、2.mL，將其分別置于100mL、200mL容量瓶中，用3%稀硝酸溶解混合，形成標(biāo)準(zhǔn)的混合溶液。將標(biāo)準(zhǔn)混合溶液分別配置成質(zhì)量濃度為0.01μg/L、0.05μg/L、0.1μg/L、0.2μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L的混標(biāo)溶液。環(huán)境水質(zhì)樣品配置，將100mL待測水質(zhì)樣品濃縮至8mL，冷卻后加0.3mL硝酸，用純化水定容至10mL，并用0.45μm濾膜過濾處理獲得水質(zhì)樣品溶液。

二、實驗過程分析

（一）實驗前處理

關(guān)于水質(zhì)檢測實驗前的處理方法，國標(biāo)方法一般是將水質(zhì)樣品過濾后直接進(jìn)行檢測，而部分學(xué)者將水質(zhì)樣品在過濾后進(jìn)行濃縮，這樣可以提高檢測方法的靈敏度和檢測準(zhǔn)確度，能夠真實的反映水質(zhì)中極微量金屬元素的含量，對于分析水質(zhì)中的金屬元素種類和含量有著積極的作用。基于此，本文為了提高了實驗靈敏度和有效的檢測出水質(zhì)樣品中的重金屬元素，將100mL待測水質(zhì)樣品濃縮至8mL，冷卻后加0.3mL硝酸，用純化水定容至10mL，并用0.45μm濾膜過濾處理獲得水質(zhì)樣品溶液。

（二）ICP-MS儀器設(shè)備調(diào)整

根據(jù)前人的研究資料顯示，ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜法）在檢測水質(zhì)中的重金屬元素時具有較好的靈敏度，即該儀器具有良好的穩(wěn)定性能。盡管如此，為了提高檢測靈敏度，在進(jìn)行正式實驗前需要將儀器預(yù)熱30分鐘以上，便于檢測儀器穩(wěn)定工作。當(dāng)實驗儀器真空符合實驗條件要求后，用1.0μg/L的元素調(diào)諧液對儀器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化處理，如調(diào)整雙電荷、氧化物、矩管位置等參數(shù)，完成后準(zhǔn)備進(jìn)行實驗。

（三）消除干擾因素

使用ICP-MS法檢測水質(zhì)樣品中重金屬元素含量時存在干擾因素，主要包括兩個方面：一是非質(zhì)譜干擾，主要是樣品中基質(zhì)的影響，水質(zhì)樣品中基巖組成成分不一致，對檢測金屬元素的影響程度也不一致，有的對檢測效果其促進(jìn)作用，有的影響檢測靈敏度；二是質(zhì)譜干擾，根據(jù)干擾因素的不同又分為多電荷離子干擾、氧化物離子干擾、同量異位素重疊、加合物離子干擾等，可以通過1.0μg/L的元素調(diào)諧液對儀器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化處理消除。

（四）標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

標(biāo)準(zhǔn)曲線是進(jìn)一步分析水質(zhì)樣品中重金屬元素含量的對比依據(jù)，因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線的得出一般以不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)混合液為實驗對象獲得，本次分別以 0.01μg/L、0.05μg/L、0.1μg/L、0.2μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L標(biāo)準(zhǔn)混合液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的擬合。通過分析檢測后，按照各元素的響應(yīng)值和對應(yīng)的濃度繪制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，獲得相應(yīng)的曲線系數(shù)以及檢出限，統(tǒng)計表見表1。

表1 待測重金屬元素曲線方程及相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計表

（五）水質(zhì)樣品檢測實驗

將100mL待測水質(zhì)樣品濃縮至8mL，冷卻后加0.3mL硝酸，用純化水定容至10mL，并用0.45μm濾膜過濾處理獲得水質(zhì)樣品溶液。在實驗過程中，為了分析檢測精度的可靠性，分別選取0.01μg/L（標(biāo)準(zhǔn)曲線低點）、0.1μg/L（標(biāo)準(zhǔn)曲線中點）、1.0μg/L（標(biāo)準(zhǔn)曲線高點）的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行三水平加標(biāo)實驗。實驗結(jié)果顯示，各元素加標(biāo)回收率在85.6%～10.3.7%之間，說明本文檢測方法獲得的檢測結(jié)果具有較高的可靠性。在完成檢測實驗后，為了對比分析該種實驗方法的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)行重復(fù)試驗工作，重復(fù)試驗按照上述操作步驟重新進(jìn)行5次，重復(fù)實驗偏差均小于5%，說明該實驗方法穩(wěn)定可靠。

三、結(jié)束語

根據(jù)上文實驗過程可以得出，ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜法）在環(huán)境水質(zhì)樣品重金屬元素檢測中具有良好的應(yīng)用效果，三水平加標(biāo)實驗結(jié)果表明各元素加標(biāo)回收率在85.6%～10.3.7%之間，重復(fù)實驗偏差均小于5%，說明該實驗方法穩(wěn)定可靠。此外，使用ICP-MS法進(jìn)行水質(zhì)樣品重金屬元素檢測，不僅具有較高的靈敏度，而且實驗操作較簡單，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確。