ICP-MS測定化探土壤樣品中金屬元素方法討論

黃立平，李 贊

（湖南省地質礦產勘查開發局418隊，湖南 婁底 417000）

電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP-AES)、電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）和X射線熒光光譜(XRF)技術是目前地質樣品元素分析的主要支撐技術，在地學研究和多目標地質調查中發揮著重要作用。ICP-MS以獨特的接口技術將杰出的ICP離子源和質譜儀所具有的靈敏、快速掃描 、干擾較少的優點結合，形成一種元素和同位素分析技術。

該技術以靈敏度高、檢出限低、可測定元素多、線性范圍寬、可進行同位素分析、應用范圍廣等優勢被公認為最強有力的痕量超痕量無機元素分析技術[1]。本文用濕法對樣品進行消解，ICP-MS儀器進行測定，取得較好的效果。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

硝酸、鹽酸、分析純，湖南匯虹試劑有限公司。

高氯酸、氫氟酸、分析純，成都金山化學試劑有限公司。

1.2 實驗儀器

電熱板、電子天平、ICP-MS。

1.3 實驗方法

稱取過200目大小試樣0.1000g，置于聚四氟乙烯坩堝中，加水濕潤，先后加入5mlHCl，5mlHNO3，5mlHF，2mlHClO4，置電熱板上，低溫開始加熱消解，半個小時后將電熱板溫度調至240度。至高氯酸煙冒盡后關閉電熱板稍冷，加入1+9稀硝酸10ml，加熱浸取至溶液沸騰。同時做空白。將溶液轉移至50ml試管，定容放置清亮。

1.4 ICPMS工作條件

ICPMS參數：射頻功率為1550W，霧化室溫度控制為2℃，等離子體氣流速15L/min，輔助氣流速1.0L/min，霧化氣流速為1.0L/min.樣品采集參數：駐留時間0.01s，間隔0.1u，測定模式KED。選取測量質量數及參考內標選擇如表1所示。

表1 元素質量數與內標元素選擇

2 結果與討論

2.1 混合標準曲線的配制

配制介質為2%HNO3的V、Mn、Ni、Cd、Cr、Cu、Pb、Tl和Zn元素不同濃度標準溶液于100mL容量瓶中，配制濃度如表2所示，內標元素Re和Rh在線加入，濃度為20μg/L。

表2 混合標準曲線濃度（ug/L）

2.2 消解混合酸的選擇

地質樣品常用分解方法有酸溶分解和熔融分解法。常用的酸體系主要有氫氟酸分解、鹽酸分解、硝酸王水分解、硫酸分解高氯酸分解等方法[2]。王水體系，沒有加入氫氟酸，礦物晶格無法完全被破壞，晶格包裹的部分無法全部進入溶液使數據偏低[3，4]。

消解之后的殘渣需用慢速定量濾紙進行過濾，過程中容易引入濾紙跟漏斗污染及造成樣品的損失。鹽酸加硝酸加氫氟酸體系能很好的消解樣品，但是有機質無法消解完全，消解后樣品呈黑棕色。本文提出用鹽酸加硝酸加氫氟酸加高氯酸混合酸來消解，能得到滿意的消解效果。

表3 不同酸體系消解效果

3 結論

（1）ICP-MS檢出限低、線性范圍寬、抗干擾能力較強，可多元素同時快速測定，在土壤重金屬分析中具有優勢。

（2）針對含有有機質，硅含量高，復雜成分地質樣品，提出了鹽酸-硝酸－氫氟酸-高氯酸作為消解的混合酸體系，2%的硝酸介質，能很好的消除消解不完全帶來的干擾，且測定質控樣各元素值全部在容許誤差內，消解效果較好。

（3）每批次樣品帶空白，來消除不同消解溫度帶來的誤差。混合酸消解－ICPMS同時檢測土壤標準物質中的V、Mn、Ni、Cd、Cr、Cu、Pb、Tl和Zn元素，各元素分析結果均在保證值范圍內，具有較好的準確度，精密度良好。