電感耦合等離子體質譜儀在水環境重金屬污染檢測中的應用研究

摘要：水環境中重金屬的形態對毒性和生態影響至關重要，但現有檢測方法難以準確分析。基于此，通過探討電感耦合等離子體質譜儀在水環境重金屬污染檢測中的應用。實驗設計包括選定檢測儀器與試劑樣品、設定重金屬污染檢測實驗環境。結果表明：電感耦合等離子體質譜儀相比傳統方法具有更高的穩定性和可靠性，確保實驗結果的準確性和可靠性。

關鍵詞：水環境離子體質譜儀重金屬污染檢測電感耦合

中圖分類號：O657.63

ApplicationofInductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometerintheDetectionofHeavyMetalPollutioninWaterEnvironment

PANGXinxinCHENHuidiPANJie

ZhejiangZhekanTestingCo.，Ltd，Ningbo，ZhejiangProvince，315000China

Abstract：Theformsofheavymetalsinaquaticenvironmentsarecrucialfortheirtoxicityandecologicalimpact，butexistingdetectionmethodsaredifficulttoaccuratelyanalyze.Basedonthis，theapplicationofinductivelycoupledplasmamassspectrometerinthedetectionofheavymetalpollutioninwaterenvironmentisdiscussed. Theexperimentaldesignincludesselectingdetectioninstrumentsandreagentsamples，andsettingupaheavymetalpollutiondetectionexperimentalenvironment.Theresultsindicatethattheinductivelycoupledplasmamassspectrometerhashigherstabilityandreliabilitycomparedtotraditionalmethods，ensuringtheaccuracyandreliabilityofexperimentalresults.

KeyWords：Waterenvironment;Ionicmassspectrometer;Heavymetalpollutiondetection;Inductivelycoupled

隨著工業化和城市化進程的加速，水環境中的重金屬污染問題日益嚴重。因此，對水體中的重金屬進行準確、快速的檢測顯得尤為重要。電感耦合等離子體質譜法（InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry，ICP-MS）技術的基本原理是將樣品引入等離子體，在高溫和電場的作用下，樣品中的元素被電離成帶正電荷的離子。由于ICP-MS有較高靈敏度，使其在水環境重金屬檢測中具有顯著的優勢。本研究不僅有助于了解電感耦合等離子體質譜儀在水環境重金屬污染檢測中的應用，為保障人類健康和生態安全提供技術支持[1]。

1水環境重金屬污染檢測實驗設計

重金屬密度在4.5g/cm3以上，一般比重大于5。重金屬經由飲水或食品攝入等方式損害人類身體健康，但卻無法排解與轉化。所以，人類水環境重金屬監測已成為環保檢測工作的重心[2]。

電感耦合等離子體質譜儀是用于檢測水環境中重金屬污染的儀器，工作原理在高溫和電場的作用下，樣品中的元素被電離成帶正電荷的離子[3-4]。該儀器能準確、快速地測定水環境中多種重金屬元素的含量，為水環境質量的監測和評估提供科學依據[5]。因此，研究電感耦合等離子體質譜儀在水環境重金屬污染檢測中的應用，如圖1所示。

• 選定檢測儀器與試劑樣品

在水環境重金屬污染檢測中所使用的儀器為電感耦合等離子體質譜儀，該儀器型號為PPSD/4555DS85（美國PE公司）[6]。

試驗采用化學試藥樣品5%的硝酸生產物、純水、鹽酸、土壤用重金屬標準溶液、過氧化氫、快速調諧水等，并混合制成質量濃度為80mg/L的汞單標等水溶液。試樣化學制劑如表1所示。

1.2設定重金屬污染檢測實驗環境

根據實際需求對儀器的工作參數進行設定。實驗電感耦合等離子體質譜儀工作參數如表2所示。

• 實驗方法

沉積物中的重金屬也存在生物毒性，當環境狀況和pH值改變后，沉積物中的重金屬就被排放進入水體，產生二次污染現象。

采用電感耦合等離子質譜儀（ICP-AES）的射頻產生裝置，在工作線圈上產生高Ex6u2Utu4Ll5hHxpLZCNGOyqj1UTxRnizIGiJPcI8fU=頻率的電流，使其在水溶液樣品中被推進，對水體樣品的各個重金屬污染的電離，實現各項重金屬元素檢測過程如表3所示。

將0.1G的水體樣品置于80mL的聚四氟乙烯燒杯中，加入5mL鹽酸和2mL硝酸。加幾滴過氧化氫，待冷卻后將溶液轉移至80mL的聚四氟乙烯容量瓶中，同時進行空白溶液試驗。依照測定方法對水體樣品溶液在同條件下處理空白溶液，進行10次測定，檢出限、定量限公式如下：

2實驗結果與分析

實驗測定一水域中的水體中的重金屬污染，抽取10份水體樣品，重金屬元素含有Fe、Cr、Mo、Ti、Nb、W、Al、Co等。將該電感耦合等離子體質譜儀和傳統方法對比。采用ICP-MS法、傳統方法進行檢測，每次檢測3次，取3次測量的平均結果，將兩種檢測方法比較，試驗如表4所示。

根據表4檢測結果看出，相較于傳統方法，電感耦合等離子體質譜儀能夠檢測多種重金屬離子，適用于各類水環境中的重金屬污染檢測。

3結語

綜上所述，本文研究該儀器在水環境重金屬污染檢測中的實際效果。實驗結果表明，ICP-MS具有快速、準確、靈敏度高等優點，可同時檢測多種重金屬元素，滿足水環境監測的多種需求。然而，電感耦合等離子體質譜儀在實際應用中仍存在挑戰。電感耦合等離子體質譜儀在水環境重金屬污染檢測中有廣泛的應用前景。

參考文獻

[1] 宋萍.固相微萃取—氣相色譜聯用法在水環境重金屬離子污染檢測中的應用[J].世界有色金屬，2020（5）：297-298.

[2] 陳洲杰，劉宣汝，嚴鑌鑌.海洋沉積物重金屬檢測方法及污染防治研究進展[J].低碳世界，2023，13（6）：25-27.

[3] 杜耀，朱于紅，鄭乾送，等.還原劑殘留對鉻污染土壤六價鉻測定的影響[J].安徽農學通報，2023，29（8）：156-161.

[4] 陳思龍，楊運華，馬靜，等.便攜式X射線熒光光譜儀在污染場地中重金屬檢測中的應用[J].中國無機分析化學，2023，13（5）：433-440.

[5] 劉淼淼，孫倩倩，張波，等.稻谷重金屬檢測和去除方法的研究進展[J].中國糧油學報，2022，37（12）：259-268.

[6] 熊建芳，喬付，劉忠艷，等.基于高光譜圖像的貝類重金屬污染快速無損檢測方法研究[J].環境工程，2022，40（10）：141-149.