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. 棗莊學院 化學化工與材料科學學院，山東 棗莊 277160；2.棗莊市環境監測站，山東 棗莊 277000)

重金屬在污染水體后會破壞整個生態環境。例如，含鎘廢水被水稻吸收后，會產生有毒鎘米[1]。鉛隨廢水排入水體，被人體吸收后發生慢性中毒[2]。過量重金屬進入人體，會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特的優勢，例如：檢出限低，靈敏度高、準確度高，重現性好，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，主要測試指標有檢出限、精密度、準確度等。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 實驗儀器

安捷倫科技有限公司電感耦合等離子體質譜儀 Agilent 7700X。

1.1.2 試劑

硝酸：ρ(HNO3)=1.42 g/mL，GR級；純水：經超純水儀純化，電阻率≥18.2 MΩ·cm；混合多元素標準儲備液：10mg/L，(安捷倫公司)；調諧液：1μg/L，Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y(安捷倫公司)；內標液：100mg/L，Sc、Bi、Ge、In、Lu、Rh、Tb(安捷倫公司)。

1.2 標準曲線的配制

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的標準曲線。

1.3 樣品的前處理

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

2 分析測試

2.1 儀器調諧

點燃等離子體充分預熱后，將進樣管放入1μg/L調諧液中，確保儀器靈敏度、氧化物、雙電荷達到檢測要求。進入分辨率/質量軸調諧，確保10%峰高所對應的峰寬應在0.65～0.85aum 的范圍內。

2.2 內標液的加入

用1%硝酸做溶劑，將100 mg/L內標液稀釋為1 mg/L，通過內標管自動加入，進入樣品中濃度為50μg/L。

3 結果與討論

3.1 校準曲線相關系數和檢出限

以 1% HNO3為樣品空白，測試n(n≥7)次空白平行樣，計算n次測定值的S(標準偏差)，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，計算n次測定值的S，檢出限MDL=t(n-1，0.99)×S[5]。其結果顯示如表1，檢出限均低于HJ 700-2014中檢出限[6]，曲線相關系數r≥0.999。

表1 14種元素檢出限及其標準曲線Table 1 14 elements detection limits and standard curves

表1(續)

3.2 精密度

測試10μg/L、50μg/L、100μg/L三個濃度梯度，每個濃度測定6次，計算RSD值(相對標準偏差)，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 樣品測試和加標回收率

儀器優化后，分析某河流中重金屬濃度，同時取等體積相同水樣，向水樣中添加標準溶液進行加標實驗，測其加標回收率，結果顯示如表3，樣品加標回收率在95%～110%之間。

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

表3(續)

4 總結

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