電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤中砷的含量*

王娜

（沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤中砷的含量*

王娜

（沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定土壤中砷的含量。樣品經(jīng)過(guò)微波消解，在線加入內(nèi)標(biāo)校正基體效應(yīng)，通過(guò)修正方程校正質(zhì)量數(shù)干擾。測(cè)定砷元素校正曲線的相關(guān)系數(shù)0.999 9，檢出限0.01 mg/kg，樣品分析結(jié)果的變異系數(shù)為1.6%～2.4%（n=6），加標(biāo)回收率在84.0%～96.8%。同時(shí)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法氫化物-原子熒光光度法驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確度，兩種方法結(jié)果無(wú)顯著差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有簡(jiǎn)單、快速、檢出限低等特點(diǎn)，可用于土壤中砷含量的測(cè)定和監(jiān)控。

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）；砷；微波消解；原子熒光；土壤

元素砷及其化合物都具有毒性，世界衛(wèi)生組織（WHO）已將砷排在優(yōu)先研究的有毒金屬的第一位，國(guó)際癌癥研究（IARC）、美國(guó)環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究院（NIEHS）等諸多權(quán)威機(jī)構(gòu)已將砷公認(rèn)為人類(lèi)已確定的致癌物，我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的產(chǎn)品也規(guī)定了嚴(yán)格的限量[1]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)砷的測(cè)定采用銀鹽法、砷斑法、硼氫化物還原比色法、氫化物原子熒光光度法（AFS），但是分別具有操作繁瑣、檢測(cè)周期長(zhǎng)、試劑用量大、靈敏度低、重現(xiàn)性差等缺點(diǎn)。電感耦合等離子體質(zhì)譜分析技術(shù)（ICP-MS）是近十幾年來(lái)發(fā)展最快的無(wú)機(jī)微量元素分析應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)之一。由于其具有較高的靈敏度和精密度，且易于進(jìn)行多元素同時(shí)分析且檢出限低，干擾少、精度高、線性范圍寬、簡(jiǎn)便、快捷，已經(jīng)廣泛用于測(cè)定海產(chǎn)品中的微量元素[2]，化妝品中的有害元素[3]，水、土壤中的礦物元素，生物樣品痕量分析[4]等，樣品的前處理技術(shù)采用微波消解作為溶樣方式，具有快速、空白值低和消除或降低易揮發(fā)樣品在消化過(guò)程中的損失和被玷污的可能性等優(yōu)點(diǎn)，目前也已應(yīng)用于各種分析樣品的處[5-6]。本研究采用微波消解結(jié)合電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)土壤進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法-氫化物原子熒光光度法進(jìn)行檢驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)熱電公司Xseries"；

AFS-230E雙道原子熒光光度計(jì)，北京海光儀器有限公司；

MLS-1200MEGA微波消解裝置，意大利邁爾斯通有限公司；

所有玻璃器皿均用10%硝酸浸泡過(guò)夜并用超純水沖洗干凈備用。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.000 g/L砷標(biāo)準(zhǔn)溶液由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供，用2%硝酸逐級(jí)稀釋配成0、5、25、50、100 μg/L；

內(nèi)標(biāo)液（103Rh）：以5%HNO3作介質(zhì)，配成溶液濃度為5 μg/L；調(diào)諧液（7Li、89Y、140Ce、205Tl）10 μg/L；實(shí)驗(yàn)中所用各種酸及試劑均為優(yōu)級(jí)純。

1.2 樣品處理

稱取樣品0.500 g于100 mL聚四氟乙烯消化罐中，加入5.0 mL濃HNO3，2.0 mL H2O2浸泡20 min后，安裝好微波消解裝置，按表1所列微波消解程序消解樣品，冷卻后取出消化液，用純水定容到50 mL容量瓶中，待上機(jī)測(cè)定。微波消解程序見(jiàn)表1。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion procedures

表2 ICP-MS儀器工作參數(shù)Table 2 ICP-MS instrument parameters

2.1 工作曲線

在上述儀器工作條件下，砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)入ICP-MS后，儀器自動(dòng)給出元素的校準(zhǔn)方程及線性相關(guān)系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)的線性相關(guān)系數(shù)0.999 9。

2.2 硝酸濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

考察了砷標(biāo)準(zhǔn)溶液中硝酸濃度變化對(duì)測(cè)定信號(hào)相對(duì)強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明硝酸濃度在1.0%～5.0%范圍內(nèi)，測(cè)定結(jié)果影響較小，偏離值可以忽略，本實(shí)驗(yàn)中硝酸濃度選取3%。

2.3 檢出限和精密度實(shí)驗(yàn)

元素的儀器檢出限按3%純硝酸作為空白溶液重復(fù)測(cè)定11次所得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍確定，本方法檢出限為0.001 mg/kg。選取2種土壤平行處理6份，計(jì)算其結(jié)果的變異系數(shù)分別為2.4%和1.6%，測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

2.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

稱取土壤0.500 0g，已測(cè)得砷含量分別為0.419、0.826 mg/kg，分別添加0.25、0.50、0.75 g，分別測(cè)得回收率在84.0%～96.8%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 精密度、加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Precision and spike recovery results

2.5 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

取土壤樣品分別采用ICP-MS方法，AFS法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果列于表4。

表4 ICP-MS法與AFS法對(duì)比試驗(yàn)Table 4 Comparative experiment of ICP-MS method and AFS method

從表4中數(shù)據(jù)可以看出，ICP-MS法與AFS法測(cè)得的結(jié)果都比較接近真實(shí)值。通過(guò)對(duì)兩種方法的F檢驗(yàn)與t檢驗(yàn)，結(jié)果證明兩組數(shù)據(jù)的精密度及測(cè)定結(jié)果均無(wú)顯著差異。

3 結(jié)論

本研究采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤中砷的含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法前處理簡(jiǎn)單、分析速度快、檢出限低、準(zhǔn)確度和精密度較高，可成為土壤中砷元素含量的測(cè)定和質(zhì)量控制行之有效的分析方法。

[1]GB4811－04，食品中砷限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2]孫玉嶺，陳明生，王玉萍．微波溶樣ICP-MS測(cè)定海產(chǎn)品中十六種元素[J]．光譜學(xué)與光譜分析，1999，19（4）：601-603．

[3]方 紅，楊曉兵．電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定化妝品中砷、鉛、汞[J]．光譜實(shí)驗(yàn)室，2002，19（1）：74-77．

[4]陳杭亭，曹淑琴，曾憲津．電感耦合等離子體質(zhì)譜方法在生物樣品分析中的應(yīng)用[J]．分析化學(xué)，2001，29（5）：592-600．

[5]曾憲津，李秋瑩，劉春蘭．生物樣品的微波-酸消解電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜多元素同時(shí)分析[J]．分析化學(xué)，1991，19（5）：605-608．

[6]陳天裕，單 芳．微波消解石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鈦白粉中鉛[J]．分析試驗(yàn)室，1998，17（2）：47-50．

Determination of Arsenic Content in Soil by ICP-MS

WANG Na
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，Liaoning Shenyang 110032，China）

Arsenic content in soil was determined by inductively coupled plasma-atomic-mass spectrometry（ICP-MS）．Microwave digestions were carried out in PTFE（Teflon）closed vessels with HNO3and H2O2．The details of treatment of samples and working parameters of the instrument were described．The matrix effect was corrected by the in-line addition of internal standards，and the mass number interference was amended by correcting equation．Satisfactory linearity of working curve is obtained with the 0.999 9 correlation coefficient．Detection limit of Arsenic element is found at 0.001 mg/kg．CV（n=6）in the range of 1.6%～2.4%and recoveries from 84.0%to 96.8%are obtained in its application for the assay of samples．Comparing the results obtained by ICP-MS with those by the national standard method atomic fluorescence spectrometry（AFS），it can be concluded that the ICP-MS method is simple，rapid and sensitive，and can be applied to determine arsenic content in soil samples．

Inductively coupled plasma mass spectrometer（ICP-MS）；Arsenic；Microwave digestion；AFS；Soil

0 625

A

1671-0460（2010）01-0100-02

2009-03-27

王 娜（1980—），女，遼寧沈陽(yáng)人，工程師，2003年畢業(yè)于遼寧大學(xué)有機(jī)分析專(zhuān)業(yè)，目前從事化學(xué)分析測(cè)試工作，已發(fā)表論文2篇。E-mail：wn_joy@yahoo.cn。