電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

付嬌嬌 宮萬(wàn)華 李紅艷 王煒 謝思思

摘要：電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）技術(shù)在我國(guó)各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)元素檢測(cè)分析中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。實(shí)踐研究可知，電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)是我國(guó)現(xiàn)階段最為快速和便捷的一種痕量元素檢測(cè)分析技術(shù)。這種技術(shù)由于具有較寬的動(dòng)態(tài)線性范圍以及較低的檢出限和檢測(cè)分析過(guò)程干擾小、數(shù)據(jù)分析精度高，從而使其能夠在多種不同的化學(xué)元素聯(lián)合檢測(cè)中進(jìn)行高效、快速檢測(cè)。對(duì)此，本文主要利用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)的檢測(cè)分析原理，針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)中ICP-MS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行探討分析，從而不斷提升環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)水平，促進(jìn)我國(guó)電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)繼續(xù)得到發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù);環(huán)境監(jiān)測(cè);應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)社會(huì)在快速發(fā)展，因此人們的生活水平顯著提高，正是在此背景下，大眾對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量要求在不斷提高。特別是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)引起相關(guān)人士高度關(guān)注。從我國(guó)現(xiàn)階段的總體生態(tài)狀況來(lái)看，土壤污染以及大氣污染和各種水污染問(wèn)題層出不窮，嚴(yán)重影響著人們的正常生活與生產(chǎn)，同時(shí)各種重金屬元素對(duì)人類的生命健康構(gòu)成了極大的威脅。對(duì)此，各地區(qū)環(huán)保部門都加大了環(huán)境污染整治力度。隨著整個(gè)社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作日漸得到強(qiáng)化，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)的范圍也在不斷擴(kuò)大、環(huán)境監(jiān)測(cè)的力度更在持續(xù)加大[1-3]。對(duì)此，本文將重點(diǎn)針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)的有效運(yùn)用進(jìn)行全面分析。

1 概況

1.1 現(xiàn)階段我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在我國(guó)現(xiàn)階段的環(huán)境監(jiān)測(cè)中，所涉及到的金屬元素種類較多，而且很多重金屬元素的實(shí)際含量較高，因此會(huì)對(duì)人體造成一定的傷害，所以在采用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)分析時(shí)，必須要求元素檢測(cè)分析儀器能夠?qū)Νh(huán)境中的多種不同金屬元素進(jìn)行同時(shí)在線檢測(cè)。在此檢測(cè)分析過(guò)程中，還需對(duì)金屬元素的檢測(cè)儀器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，從而使其具備動(dòng)態(tài)性的線性檢測(cè)能力以及較寬的檢測(cè)范圍。由于我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)中相關(guān)元素主要包括微量元素和痕量元素，而這類型的元素污染濃度范圍變化較大，因此針對(duì)其中的銀以及汞等對(duì)人體有害的重金屬元素而言，在具體元素檢測(cè)分析中，對(duì)其具有較低的元素檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。所以采用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，儀器設(shè)備的檢測(cè)限度較低，但具體要求是要保證設(shè)備在檢測(cè)過(guò)程中，能夠?qū)饘僭氐膬r(jià)態(tài)和具體形態(tài)進(jìn)行分析。

1.2 應(yīng)用特征

電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)與石墨爐原子吸收法、火焰原子吸收法、示波極譜法以及陽(yáng)極溶出伏安法等傳統(tǒng)檢測(cè)廢水以及土壤元素的檢測(cè)方式相比，具有如下幾方面的應(yīng)用特征：

（1）ICP-MS技術(shù)的檢出限較低。在檢出限方面，ICP-MS技術(shù)能夠達(dá)到12級(jí)的量級(jí)，而且隨著我國(guó)工業(yè)檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，ICP-MS技術(shù)的檢測(cè)水平也在不斷提高。在檢測(cè)過(guò)程中使用四級(jí)桿質(zhì)量分析器。

（2）ICP-MS技術(shù)具有極寬的動(dòng)態(tài)線性范圍。在金屬元素檢測(cè)過(guò)程中，ICP-MS技術(shù)在污染物濃度區(qū)間中具有較寬的檢出范圍。

（3）ICP-MS檢測(cè)技術(shù)具有較高的樣品通量。其能夠在同一時(shí)間針對(duì)多種不同的元素進(jìn)行檢測(cè)分析。一般情況下，科學(xué)測(cè)定一種金屬元素的含量只需短短幾分鐘時(shí)間，而相對(duì)于傳統(tǒng)的檢出技術(shù)相比，這一技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值極高。

1.3 優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)檢測(cè)分析方式相比，現(xiàn)代意義上的電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)能夠更好地發(fā)揮其檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免傳統(tǒng)檢測(cè)方式中不良檢測(cè)情況出現(xiàn)。由于ICP-MS具有極寬的動(dòng)態(tài)線性檢測(cè)范圍與較低的檢出下限，與此同時(shí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中的電磁干擾少，檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化程度較高，最重要的是檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果精確性較高，因此其能夠針對(duì)不同的元素進(jìn)行檢測(cè)分析，同時(shí)其能夠融合多種分離檢測(cè)技術(shù)，對(duì)不同元素進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)分析。實(shí)踐證明，ICP-MS技術(shù)可結(jié)合檢測(cè)樣品的進(jìn)樣方法以及處理方式，在我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的多種領(lǐng)域進(jìn)行合理應(yīng)用。

2 應(yīng)用研究進(jìn)展

2.1 在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

環(huán)境監(jiān)測(cè)中水質(zhì)監(jiān)測(cè)是非常重要的任務(wù)，在水源中有大量的Li、Zn、Ag等痕量元素。因此，本文通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)關(guān)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究分析的相關(guān)學(xué)者較多，其中閔廣全等人采用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)對(duì)水中富含的重金屬元素以及其它對(duì)人體有害的化學(xué)元素進(jìn)行了科學(xué)檢測(cè)，檢測(cè)中的相關(guān)系數(shù)可控制在0.9995左右，且檢出限可保持在0.01-4.12μg/L之間。學(xué)者李晨則采用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)對(duì)飲用水中的痕量元素和金屬元素進(jìn)行測(cè)定，不僅測(cè)定效率高，而且檢測(cè)結(jié)果精度較高?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境酸雨中含有的鉛物質(zhì)元素進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)誤差較小。

2.2 在土壤和沉積物檢測(cè)中的應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)測(cè)中土壤監(jiān)測(cè)是重要的內(nèi)容，由于很多重金屬元素會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生危害，因此環(huán)境不斷變化將會(huì)導(dǎo)致土壤中重金屬元素不斷遷移，從而使重金屬元素重新進(jìn)入生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，使環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。因此，在土壤沉積物檢測(cè)中，只需將Sc45、In115、Tl2O4作為基礎(chǔ)檢測(cè)元素，就可采用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)對(duì)農(nóng)田水稻土壤中的重金屬元素進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)檢測(cè)研究發(fā)現(xiàn)，采用ICP-MS進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果與我國(guó)環(huán)境污染物質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)測(cè)定要求一致。比如在元素分析測(cè)定時(shí)，分別將堿熔樣品與鉑族元素作為檢測(cè)基礎(chǔ)，從而經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，檢測(cè)效果統(tǒng)一。采用這種方式進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程容易控制，而且元素的檢出限較低，回收率較高。

2.3 在生物檢測(cè)中的應(yīng)用

生物檢測(cè)中一般采用微波消解法進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，元素檢測(cè)結(jié)果一致。但是，本文在研究中發(fā)現(xiàn)，生物檢測(cè)中采用傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行元素含量測(cè)定，會(huì)受到相關(guān)干擾因素影響，因此采用ICP-MS技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)校正，可將內(nèi)標(biāo)元素鈧和釔加入樣品中，使測(cè)定精度分別達(dá)到0.3%和0.1%。這一方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，而且大大節(jié)省了檢測(cè)技術(shù)成本。

3 結(jié)論

綜上所述，本文對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)的檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)及具體檢測(cè)特征進(jìn)行了科學(xué)分析，然后針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)方式與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)方式進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，從而突出了ICP-MS技術(shù)的檢出優(yōu)點(diǎn)。在此分析基礎(chǔ)上，本文著重對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)中電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)的有效運(yùn)用進(jìn)行了全面分析，實(shí)踐證明，這種檢測(cè)技術(shù)不僅具有極寬的線性檢測(cè)范圍，而且具有較低的檢出限。在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果精確度較高，尤其是這一檢測(cè)技術(shù)能夠與多種不同分離技術(shù)有機(jī)融合，從而針對(duì)環(huán)境物質(zhì)中的相關(guān)元素形態(tài)及價(jià)態(tài)進(jìn)行科學(xué)分析。與此同時(shí)，ICP-MS技術(shù)還可與多種前處理技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用。因此，其在我國(guó)當(dāng)前環(huán)境保護(hù)中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)、土壤和沉積物檢測(cè)、生物檢測(cè)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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