ICP—MS在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和注意

章洋

【摘 要】自21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境保護(hù)工作已經(jīng)得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。其中，ICP-MS對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作具有重要意義，這是當(dāng)今社會(huì)中發(fā)展速度非?？斓摹⒍嘣赝瑫r(shí)分析的監(jiān)測(cè)技術(shù)。論文就ICP-MS在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討和分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的技術(shù)工作者提供一定的幫助和支持。

【Abstract】Since twenty-first century， environmental protection has been widely concerned by the community. Among them， ICP-MS is of great significance for environmental monitoring， this is the monitoring technology of rapidly developed and multi element analysis at the same time. In this paper， the application of ICP-MS in environmental monitoring and precautions are discussed and analyzed， hoping to provide some help and support for the relevant technical workers.

【關(guān)鍵詞】ICP-MS；環(huán)境監(jiān)測(cè)工作；應(yīng)用；注意事項(xiàng)

【Keywords】ICP-MS； environmental monitoring work； application； matters needing attention

【中圖分類(lèi)號(hào)】X37 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0151-02

1 ICP-MS技術(shù)的作用和意義

所謂ICP-MS技術(shù)，主要就是指電感耦合等離子體質(zhì)譜，這種分析儀器的靈敏度是非常高的，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作具有重要意義，在目前的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，我們可以看到很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把ICP-MS技術(shù)進(jìn)行了推廣和運(yùn)用，并用其對(duì)地面土壤、水中的痕量元素進(jìn)行探測(cè)和分析，這是一種極其高效的測(cè)定環(huán)境中元素的方法。

近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，ICP-MS技術(shù)也得到了很大的進(jìn)步，并且測(cè)量精度越來(lái)越高了，ICP-MS的重要優(yōu)點(diǎn)之一就是所受的干擾比較小，并且能夠與多種類(lèi)型的分離技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而大大方便環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。ICP-MS的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是痕量分析的下限比較低，因而能夠適用于監(jiān)測(cè)某種元素含量微弱的情況，ICP-MS測(cè)試所需要的時(shí)間也比較短，能夠?qū)Νh(huán)境中無(wú)機(jī)元素的分析帶來(lái)很大幫助，從而大大提升了環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量和效率。最后，ICP-MS技術(shù)所需要的取樣量非常少，我們只需要提出很少的樣本就能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。

2 ICP-MS在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用

2.1 水環(huán)境的監(jiān)測(cè)分析

水是生命之源，對(duì)于水資源的監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)極其重要的工作，大體上而言，水環(huán)境的監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中最為重要的內(nèi)容，近些年來(lái)，隨著飲用水資源的逐漸短缺。我們對(duì)于水資源的監(jiān)測(cè)工作就變得更加迫切了，再加上環(huán)境影響評(píng)價(jià)法的實(shí)施，我們對(duì)于水資源監(jiān)測(cè)就需要更加認(rèn)真。在水環(huán)境之中，包含有地表水和地下水，里面有很多無(wú)機(jī)元素，我們就需要針對(duì)這些無(wú)機(jī)元素進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析，從而保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性和有效性，但是，當(dāng)我們把這些元素全發(fā)出來(lái)之后，還需要對(duì)元素進(jìn)行綜合分析，這是一個(gè)比較困難的工作，因?yàn)樗h(huán)境中含有多種不同類(lèi)型的元素，不同元素時(shí)所涉及的分析儀器是不一樣的，在操作起來(lái)比較浪費(fèi)時(shí)間和精力。然而，ICP-MS的出現(xiàn)則順利解決了以上這些問(wèn)題，它擁有兩種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)方法，一種是信號(hào)脈沖，另一種是模擬，而且其動(dòng)態(tài)線(xiàn)性范圍是很寬的，非常適合同時(shí)分析多種元素，正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，ICP-MS技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了廣泛運(yùn)用。

2.2 土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)分析

近些年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的土壤環(huán)境污染愈加嚴(yán)重，土壤污染是一種看不見(jiàn)的污染，這會(huì)間接影響地下水，也會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)，最終通過(guò)生物鏈影響到人。我國(guó)的相關(guān)部門(mén)已經(jīng)意識(shí)到了這項(xiàng)問(wèn)題的嚴(yán)重性，并對(duì)土壤污染狀況進(jìn)行了一定程度的分析調(diào)查，設(shè)立了污染土壤修復(fù)和綜合治理的試點(diǎn)。從我國(guó)目前的實(shí)際狀況來(lái)看，土壤分析不單單是土壤普查需要進(jìn)行的工作，而且還是環(huán)保評(píng)測(cè)需要進(jìn)行的工作，我們要用到這些測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析。實(shí)際上，ICP-MS監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到了地質(zhì)行業(yè)當(dāng)中，并且有了比較成熟的測(cè)定方法，從實(shí)際的工作看來(lái)，ICP-MS技術(shù)是一種十分高效的監(jiān)測(cè)方法。

2.3 環(huán)境應(yīng)急分析

21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境應(yīng)急事故頻頻發(fā)生，這給人民大眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了很大的威脅，并引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，例如安徽巢湖事件、云南滇池事件等，這些都表明了環(huán)境污染狀況是極為嚴(yán)重的，我們必須要采取有力措施來(lái)進(jìn)行制止，因此，環(huán)境應(yīng)急分析能力顯得尤為重要。面對(duì)一些比較緊急的環(huán)境事故，ICP-MS掃描技術(shù)可以提供相當(dāng)強(qiáng)大的技術(shù)支持，我們可以迅速分析出水環(huán)境中無(wú)機(jī)元素的大體數(shù)值，從而為應(yīng)急處理提供一定的參考依據(jù)，方便各種后續(xù)工作的開(kāi)展。

2.4 環(huán)境污染的研究分析

ICP-MS技術(shù)對(duì)于環(huán)境污染監(jiān)測(cè)工作而言具有重要意義，以為其具有同位素豐度比測(cè)量的能力，我們可以充分運(yùn)用這個(gè)技術(shù)特點(diǎn)來(lái)開(kāi)展工作，并把其運(yùn)用到質(zhì)譜分析領(lǐng)域。例如，在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，鎘是一種有毒金屬，也是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，由于年代和含量的不同，很多物質(zhì)中鎘的同位素豐度也是不同的，我們可以運(yùn)用這個(gè)特點(diǎn)來(lái)識(shí)別鎘污染的源頭，從而進(jìn)一步分析和確定鎘污染的演變情況。

3 ICP-MS應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的注意事項(xiàng)

3.1 做好儀器調(diào)試之前的準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作是極其重要的，只有準(zhǔn)備好一切需要注意的事項(xiàng)，才能夠保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。首先，儀器室必須要符合儀器工作的要求條件，而且溫度需要保持在16～18℃之間，從而能夠達(dá)到工作溫度，保證測(cè)量工作的準(zhǔn)確性。外界溫度的變化量必須要小于2℃/h，而且相對(duì)濕度要合理控制，最好小于60%，為此，可以配備一臺(tái)除濕器來(lái)控制濕度。儀器和氣體鋼瓶室應(yīng)當(dāng)分開(kāi)放置，而且實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)配備好防塵設(shè)施，走道和儀器之間也應(yīng)當(dāng)設(shè)置出過(guò)渡房間。

其次，儀器室應(yīng)當(dāng)設(shè)置好高效的排風(fēng)裝置，排風(fēng)口的風(fēng)量應(yīng)當(dāng)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下而言，我們把排風(fēng)口風(fēng)量設(shè)置在20m3/min，而且風(fēng)速要達(dá)到40m/s，也要防止下雨天時(shí)雨水順著管道灌入到儀器之中。儀器應(yīng)當(dāng)使用專(zhuān)用的電源，而且安裝好斷路保護(hù)器，當(dāng)斷路情況發(fā)生的時(shí)候，儀器能夠保證不發(fā)生損壞。除此之外，我們應(yīng)當(dāng)注意地線(xiàn)的設(shè)置工作，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用獨(dú)立的地線(xiàn)，而且接地電阻的大小應(yīng)當(dāng)控制在4Ω以?xún)?nèi)。

最后，應(yīng)當(dāng)保證好氬氣的純度，應(yīng)當(dāng)在99.995%以上，從而保證測(cè)量精度，當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行儀器調(diào)試工作的時(shí)候，會(huì)用到大量的氬氣，因此，氬氣應(yīng)當(dāng)備足量，至少應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備8瓶。

3.2 選擇好合適的調(diào)試指標(biāo)

調(diào)試指標(biāo)的選擇是一項(xiàng)重要的工作環(huán)節(jié)，只有科學(xué)合理地確定指標(biāo)，才能夠保證后續(xù)工作的有效性。

首先，在調(diào)試儀器的時(shí)候，必須要充分做好氧化物的測(cè)定工作，確定氧化物的產(chǎn)率，并合理控制產(chǎn)率在一定范圍之內(nèi)，這是因?yàn)檠趸锏漠a(chǎn)生能夠有效減少該元素的點(diǎn)電荷離子，而且可能會(huì)出現(xiàn)干擾峰的現(xiàn)象，造成測(cè)量結(jié)果的不穩(wěn)定性，因此，為了減少這種影響的發(fā)生，我們必須要盡量減少氧化物的產(chǎn)生。

其次，在儀器調(diào)試的時(shí)候，我們應(yīng)當(dāng)盡可能使雙電荷低于一定的數(shù)值，這是一項(xiàng)十分重要的工作，因?yàn)殡p電荷離子的形成會(huì)對(duì)元素的分析工作造成很大的干擾，這些干擾有負(fù)干擾和正干擾，都是應(yīng)當(dāng)盡力避免的。

再次，精密度是有級(jí)別劃分的，按照精密時(shí)間的長(zhǎng)短，可以分為短時(shí)間精密度和長(zhǎng)時(shí)間精密度，分類(lèi)依據(jù)就是評(píng)價(jià)分析方法對(duì)于某種樣品在多次檢測(cè)之后的重復(fù)程度。在實(shí)際的樣品分析工作之中，我們通常會(huì)用到短時(shí)間精密度，長(zhǎng)期精密度指標(biāo)的意義并不大。

最后，大部分的元素都具有很多個(gè)同位素，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們可以創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)測(cè)的方法，可以檢測(cè)同位素的比值變化，從而分析環(huán)境污染。然而，這個(gè)方法也有一定的限制，那就是必須要保證儀器的穩(wěn)定，否則會(huì)讓結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，必須要控制線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍等，否則會(huì)出現(xiàn)失真。

總而言之，ICP-MS在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中有重要意義，相關(guān)的工程技術(shù)人員一定要不斷探索ICP-MS的應(yīng)用方法和應(yīng)用思路，并在實(shí)際的工程實(shí)踐之中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量的提升而不懈努力。

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