電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定土壤中6 種元素殘留

李 偉

（山東科泰環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司，山東 臨沂 276004）

隨著我國社會(huì)城市化、工業(yè)化的快速發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來越重視，其中土壤中重金屬污染已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。土壤中的微生物不能將重金屬元素分解，導(dǎo)致其含量在土壤中不斷積累并通過各種食物鏈逐級(jí)生物富集從而嚴(yán)重危害人體健康[1]。隨著全國土壤污染狀況詳查的實(shí)施，準(zhǔn)確可靠測(cè)試土壤中鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻等元素殘留對(duì)保障生態(tài)環(huán)境安全與人體健康具有重要的意義。

鉈、砷、鎘、錫等元素檢測(cè)一般采用原子熒光法、原子吸收法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子發(fā)射光譜法等，其中電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有基體干擾少、靈敏度高、線性范圍廣和一次同時(shí)監(jiān)測(cè)多種元素等特點(diǎn)[2-6]。本文采用微波消解法消解土壤樣品[7]，建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定土壤中鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻殘留的檢測(cè)方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7500 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國安捷倫）；M3 型微波消解儀（上海屹堯科技）；GST 25-20 型趕酸儀（北京維克特銳）：FA2004 型電子天平（上海上平）；HQ-34CCS 型純水機(jī)（河北華清）。

鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度均為100μg·mL-1，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；鍺、銦、鉍內(nèi)標(biāo)溶液，濃度均為10μg·L-1，國家有色金屬測(cè)試中心；HF、HCl、HNO3，均為優(yōu)級(jí)純, 上?；瘜W(xué)試劑廠；GSS-13、GSS-26 土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（地球物理地球化學(xué)勘查研究所）。

1.2 儀器工作參數(shù)

開啟電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，按表1 儀器工作參數(shù)預(yù)熱15min 后進(jìn)行樣品分析。

表1 儀器工作參數(shù)Tab.1 Instrument working parameters

1.3 樣品消解前處理

移取（0.2±0.0001）g 經(jīng)自然風(fēng)干粉碎后過20 目篩網(wǎng)的土壤樣品, 置于微波消解罐中，分別加入2mL HF、6mL HNO3和4mL HCl，按表2 進(jìn)行消解前處理。將所得消解液置于趕酸儀中進(jìn)行趕酸處理，再用3% HNO3溶液定容至50mL 進(jìn)行ICP-MS 分析。

表2 微波消解方法Tab.2 Microwave digestion methods

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤前處理方法的確定

土壤樣品中硅酸鹽含量較高，為保證土壤樣品消解完全一般采用微波消解或混酸濕法消解等前處理方式?；焖釢穹ㄏ獠僮鬟^程中酸消耗量較多，步驟繁瑣，消解時(shí)間長，敞口式的消解易對(duì)分析人員健康造成危害，且HClO4對(duì)方法測(cè)試干擾較大。本文分別采用微波和混酸濕法對(duì)GSS-26 土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行消解后再進(jìn)行ICP-MS 測(cè)定，見表3。

表3 前處理方法比較Tab.3 Comparison of pretreatment methods

由表3 可見，采用微波消解處理方式，土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品中鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻的測(cè)試結(jié)果最接近標(biāo)準(zhǔn)值。

2.2 干擾校正實(shí)驗(yàn)

電感耦合等離子體質(zhì)譜法在實(shí)際分析過程中易受到環(huán)境因素和樣品基質(zhì)干擾。內(nèi)標(biāo)法可有效去除上述干擾，通過內(nèi)標(biāo)在線校正的方式可明顯提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。本實(shí)驗(yàn)采用在線加入內(nèi)標(biāo)液，鍺內(nèi)標(biāo)溶液對(duì)砷、鉬元素進(jìn)行校正，銦內(nèi)標(biāo)溶液對(duì)鎘、銻、錫元素進(jìn)行校正，鉍內(nèi)標(biāo)溶液對(duì)鉈元素進(jìn)行校正，內(nèi)標(biāo)溶液濃度均為10μg·L-1。實(shí)驗(yàn)比較內(nèi)標(biāo)元素對(duì)測(cè)試結(jié)果回收率的影響，結(jié)果見表4。

表4 內(nèi)標(biāo)法對(duì)測(cè)試結(jié)果影響Tab.4 Influence of internal standard method on test results

由表4 可見，采用內(nèi)標(biāo)元素校正后的6 種元素回收率測(cè)定結(jié)果更高。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及方法檢出限

用2%稀HNO3稀釋鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，配 制 濃 度 為0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、25.0、50.0μg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。在1.2 儀器工作條件下對(duì)6 種元素混合標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)樣分析，以各元素濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以儀器3 倍信噪比（3S/N）計(jì)算方法檢出限，再根據(jù)定容體積和消解土壤樣品量換算成樣品中的含量，結(jié)果見表5。

表5 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程和檢出限Tab.5 Standard curve equation and detection limit

由表5 可見，鉈、砷、鎘等6 種元素在一定濃度范圍內(nèi)質(zhì)量濃度與對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，檢出限在0.004～0.012μg·kg-1之間。

2.4 精密度實(shí)驗(yàn)

取GSS-13 土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品，按本方法進(jìn)行前處理后平行測(cè)定6 次，考察方法精密度，結(jié)果見表6。

表6 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.6 Precision test results

由表6 可見，土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品中鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻6 次測(cè)定結(jié)果的RSD 在2.07%～4.61%之間，測(cè)定均值在標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，本方法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度。

2.5 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

在空白土壤樣品中加入適量鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制濃度為1.00μg·L-1和5.00μg·L-1的加標(biāo)樣品，按1.3 方法前處理后進(jìn)行ICP-MS 測(cè)定，結(jié)果見表7。

表7 加標(biāo)回收結(jié)果Tab.7 Results of standard addition and recovery

由表7 可見，6 種元素的土壤樣品加標(biāo)回收率在90.4%～105.0%之間，方法加標(biāo)回收率良好。

3 結(jié)論

本文建立一種采用微波消解法對(duì)土壤樣品進(jìn)行前處理，電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定土壤中鉈、砷、鎘、錫、鉬、銻元素殘留的方法。實(shí)驗(yàn)證明，本方法具有操作簡單、靈敏度高、檢出限低、精密度和準(zhǔn)確度好等特點(diǎn)，適用于土壤中鉈、砷、鎘、錫等痕量元素殘留的測(cè)定。