電感耦合等離子體質譜技術在環境監測中的應用

付嬌嬌 宮萬華 李紅艷 王煒 謝思思

摘要：電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）技術在我國各個技術領域相關元素檢測分析中具有重要的應用價值。實踐研究可知，電感耦合等離子體質譜技術是我國現階段最為快速和便捷的一種痕量元素檢測分析技術。這種技術由于具有較寬的動態線性范圍以及較低的檢出限和檢測分析過程干擾小、數據分析精度高，從而使其能夠在多種不同的化學元素聯合檢測中進行高效、快速檢測。對此，本文主要利用電感耦合等離子體質譜技術的檢測分析原理，針對現階段我國環境監測中ICP-MS技術的實際應用情況進行探討分析，從而不斷提升環境監測技術水平，促進我國電感耦合等離子體質譜技術繼續得到發展。

關鍵詞：電感耦合等離子體質譜技術;環境監測;應用

經濟社會在快速發展，因此人們的生活水平顯著提高，正是在此背景下，大眾對生活環境的質量要求在不斷提高。特別是生態環境監測中，電感耦合等離子體質譜技術引起相關人士高度關注。從我國現階段的總體生態狀況來看，土壤污染以及大氣污染和各種水污染問題層出不窮，嚴重影響著人們的正常生活與生產，同時各種重金屬元素對人類的生命健康構成了極大的威脅。對此，各地區環保部門都加大了環境污染整治力度。隨著整個社會對環境保護工作的重視，我國環境保護工作日漸得到強化，因此環境監測的范圍也在不斷擴大、環境監測的力度更在持續加大[1-3]。對此，本文將重點針對環境監測中電感耦合等離子體質譜技術的有效運用進行全面分析。

1 概況

1.1 現階段我國環境監測的技術標準

在我國現階段的環境監測中，所涉及到的金屬元素種類較多，而且很多重金屬元素的實際含量較高，因此會對人體造成一定的傷害，所以在采用電感耦合等離子體質譜技術進行環境監測分析時，必須要求元素檢測分析儀器能夠對環境中的多種不同金屬元素進行同時在線檢測。在此檢測分析過程中，還需對金屬元素的檢測儀器進行參數設置，從而使其具備動態性的線性檢測能力以及較寬的檢測范圍。由于我國環境監測中相關元素主要包括微量元素和痕量元素，而這類型的元素污染濃度范圍變化較大，因此針對其中的銀以及汞等對人體有害的重金屬元素而言，在具體元素檢測分析中，對其具有較低的元素檢測標準。所以采用電感耦合等離子體質譜技術進行環境監測時，儀器設備的檢測限度較低，但具體要求是要保證設備在檢測過程中，能夠對金屬元素的價態和具體形態進行分析。

1.2 應用特征

電感耦合等離子體質譜技術與石墨爐原子吸收法、火焰原子吸收法、示波極譜法以及陽極溶出伏安法等傳統檢測廢水以及土壤元素的檢測方式相比，具有如下幾方面的應用特征：

（1）ICP-MS技術的檢出限較低。在檢出限方面，ICP-MS技術能夠達到12級的量級，而且隨著我國工業檢測技術的不斷進步，ICP-MS技術的檢測水平也在不斷提高。在檢測過程中使用四級桿質量分析器。

（2）ICP-MS技術具有極寬的動態線性范圍。在金屬元素檢測過程中，ICP-MS技術在污染物濃度區間中具有較寬的檢出范圍。

（3）ICP-MS檢測技術具有較高的樣品通量。其能夠在同一時間針對多種不同的元素進行檢測分析。一般情況下，科學測定一種金屬元素的含量只需短短幾分鐘時間，而相對于傳統的檢出技術相比，這一技術的應用價值極高。

1.3 優點

與傳統檢測分析方式相比，現代意義上的電感耦合等離子體質譜技術能夠更好地發揮其檢測技術優勢，同時避免傳統檢測方式中不良檢測情況出現。由于ICP-MS具有極寬的動態線性檢測范圍與較低的檢出下限，與此同時，環境監測過程中的電磁干擾少，檢測過程的自動化程度較高，最重要的是檢測數據結果精確性較高，因此其能夠針對不同的元素進行檢測分析，同時其能夠融合多種分離檢測技術，對不同元素進行詳細檢測分析。實踐證明，ICP-MS技術可結合檢測樣品的進樣方法以及處理方式，在我國環境監測的多種領域進行合理應用。

2 應用研究進展

2.1 在水質監測中的運用

環境監測中水質監測是非常重要的任務，在水源中有大量的Li、Zn、Ag等痕量元素。因此，本文通過研究發現，業內關于水質監測研究分析的相關學者較多，其中閔廣全等人采用電感耦合等離子體質譜技術對水中富含的重金屬元素以及其它對人體有害的化學元素進行了科學檢測，檢測中的相關系數可控制在0.9995左右，且檢出限可保持在0.01-4.12μg/L之間。學者李晨則采用電感耦合等離子體質譜技術對飲用水中的痕量元素和金屬元素進行測定，不僅測定效率高，而且檢測結果精度較高。可實現對環境酸雨中含有的鉛物質元素進行檢測，檢測誤差較小。

2.2 在土壤和沉積物檢測中的應用

環境監測中土壤監測是重要的內容，由于很多重金屬元素會對人類產生危害，因此環境不斷變化將會導致土壤中重金屬元素不斷遷移，從而使重金屬元素重新進入生態循環系統，使環境產生嚴重污染。因此，在土壤沉積物檢測中，只需將Sc45、In115、Tl2O4作為基礎檢測元素，就可采用電感耦合等離子體質譜技術對農田水稻土壤中的重金屬元素進行測定。通過檢測研究發現，采用ICP-MS進行測定，結果與我國環境污染物質量檢驗標準中的相關測定要求一致。比如在元素分析測定時，分別將堿熔樣品與鉑族元素作為檢測基礎，從而經過對比分析，檢測效果統一。采用這種方式進行檢測，檢測過程容易控制，而且元素的檢出限較低，回收率較高。

2.3 在生物檢測中的應用

生物檢測中一般采用微波消解法進行科學檢測，元素檢測結果一致。但是，本文在研究中發現，生物檢測中采用傳統檢測技術進行元素含量測定，會受到相關干擾因素影響，因此采用ICP-MS技術進行自動校正，可將內標元素鈧和釔加入樣品中，使測定精度分別達到0.3%和0.1%。這一方法操作過程簡單，而且大大節省了檢測技術成本。

3 結論

綜上所述，本文對電感耦合等離子體質譜技術的檢測優點及具體檢測特征進行了科學分析，然后針對傳統檢測方式與現代檢測技術方式進行對比總結，從而突出了ICP-MS技術的檢出優點。在此分析基礎上，本文著重對現階段我國環境監測中電感耦合等離子體質譜技術的有效運用進行了全面分析，實踐證明，這種檢測技術不僅具有極寬的線性檢測范圍，而且具有較低的檢出限。在環境監測過程中，數據檢測結果精確度較高，尤其是這一檢測技術能夠與多種不同分離技術有機融合，從而針對環境物質中的相關元素形態及價態進行科學分析。與此同時，ICP-MS技術還可與多種前處理技術進行結合使用。因此，其在我國當前環境保護中的水質監測、土壤和沉積物檢測、生物檢測中具有較高的應用價值。

參考文獻：

[1]李金英，郭冬發，姚繼軍，等.電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）新進展[J].質譜學報，2002，23（3）：164-164.

[2]李冰，楊紅霞.電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）技術在地學研究中的應用[J].地學前緣，2003（02）：105-116.

[3]梁沛，陳浩，胡斌，等.電感耦合等離子體質譜測定中草藥中痕量稀土元素的研究[C]// 第九屆全國稀土分析化學學術報告會論文集.2001.