ICP-MS檢測地表水中可溶性重金屬元素方法研究

林巧麗，姚永峰

(1. 棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院，山東 棗莊 277160；2.棗莊市環(huán)境監(jiān)測站，山東 棗莊 277000)

重金屬在污染水體后會(huì)破壞整個(gè)生態(tài)環(huán)境。例如，含鎘廢水被水稻吸收后，會(huì)產(chǎn)生有毒鎘米[1]。鉛隨廢水排入水體，被人體吸收后發(fā)生慢性中毒[2]。過量重金屬進(jìn)入人體，會(huì)對人體器官造成不可逆的損傷，損害人類健康。因此，對水中重金屬的檢測與治理刻不容緩。

目前，檢測水體中重金屬方法有很多種，而ICP-MS在檢測重金屬方面有許多獨(dú)特的優(yōu)勢，例如：檢出限低，靈敏度高、準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好，分析速度快，測試元素種類多[3]，ICP-MS已成為人們檢測重金屬的首選儀器。本文采用ICP-MS法檢測水體中多種重金屬，主要測試指標(biāo)有檢出限、精密度、準(zhǔn)確度等。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

安捷倫科技有限公司電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 Agilent 7700X。

1.1.2 試劑

硝酸：ρ(HNO3)=1.42 g/mL，GR級；純水：經(jīng)超純水儀純化，電阻率≥18.2 MΩ·cm；混合多元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液：10mg/L，(安捷倫公司)；調(diào)諧液：1μg/L，Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y(安捷倫公司)；內(nèi)標(biāo)液：100mg/L，Sc、Bi、Ge、In、Lu、Rh、Tb(安捷倫公司)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

使用1%硝酸做溶劑配制濃度為0μg/L，5μg/L，10μg/L，25μg/L，50μg/L，100μg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 樣品的前處理

采集的水樣經(jīng)0.45μm孔徑水系微孔濾膜過濾，并加入硝酸酸化，使硝酸含量達(dá)到1%[4]。

2 分析測試

2.1 儀器調(diào)諧

點(diǎn)燃等離子體充分預(yù)熱后，將進(jìn)樣管放入1μg/L調(diào)諧液中，確保儀器靈敏度、氧化物、雙電荷達(dá)到檢測要求。進(jìn)入分辨率/質(zhì)量軸調(diào)諧，確保10%峰高所對應(yīng)的峰寬應(yīng)在0.65～0.85aum 的范圍內(nèi)。

2.2 內(nèi)標(biāo)液的加入

用1%硝酸做溶劑，將100 mg/L內(nèi)標(biāo)液稀釋為1 mg/L，通過內(nèi)標(biāo)管自動(dòng)加入，進(jìn)入樣品中濃度為50μg/L。

3 結(jié)果與討論

3.1 校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)和檢出限

以 1% HNO3為樣品空白，測試n(n≥7)次空白平行樣，計(jì)算n次測定值的S(標(biāo)準(zhǔn)偏差)，若空白樣品中未檢出某種元素，對濃度為該元素方法檢出限2～5倍的樣品分析n(n≥7)次，計(jì)算n次測定值的S，檢出限MDL=t(n-1，0.99)×S[5]。其結(jié)果顯示如表1，檢出限均低于HJ 700-2014中檢出限[6]，曲線相關(guān)系數(shù)r≥0.999。

表1 14種元素檢出限及其標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1 14 elements detection limits and standard curves

表1(續(xù))

3.2 精密度

測試10μg/L、50μg/L、100μg/L三個(gè)濃度梯度，每個(gè)濃度測定6次，計(jì)算RSD值(相對標(biāo)準(zhǔn)偏差)，14種元素各濃度RSD≤5%，表明其精密度滿足方法要求。其結(jié)果見表2。

表2 14種元素精密度測試Table 2 14 elements precision tests

3.3 樣品測試和加標(biāo)回收率

儀器優(yōu)化后，分析某河流中重金屬濃度，同時(shí)取等體積相同水樣，向水樣中添加標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，測其加標(biāo)回收率，結(jié)果顯示如表3，樣品加標(biāo)回收率在95%～110%之間。

表3 14種元素樣品加標(biāo)回收率Table 3 14 element sample recovery rate

表3(續(xù))

4 總結(jié)

本文對 ICP-MS 測定表水中14種可溶性重金屬的方法進(jìn)行深入研究，其檢出限、精密度、準(zhǔn)確度均滿足HJ 700-2014方法要求，因此，該方法可以滿足當(dāng)前地表水重金屬的測試工作。