ICP-MS等離子體質譜法在同時檢測土壤鉛、鉻、汞重金屬元素含量中的應用

韓 潔

（山西省地質勘查局二一四地質隊地質實驗室，山西 運城 044000）

土壤與糧食安全、環境、資源等問題密切相關，但是當前突然污染問題卻越發嚴峻，尤其是重金屬污染是影響土壤質量最關鍵的因素。當前經濟社會高速發展，工業化發展不斷擴大，工業污染以及生活垃圾和化學農藥的應用等，對土壤造成很大的污染，進而污染到一些農產品，引發食品安全問題。重金屬是指大于5的金屬元素以及相關的化合物。下文主要對鉛（Pb）、鉻（Cr）、汞（Hg）等重金屬元素進行研究。重金屬造成的土壤污染來源較多，如各類工業廢棄物，金屬礦山開采尾礦堆積以及污水排放，污水農業灌溉等，都可能造成土壤重金屬污染。目前對于土壤重金屬污染的測定方法較多，其準確度與精密度也各有差異。本文在土壤多種重金屬元素測定中主要采用ICP-MS進行測定，利用微波方法進行消解，取得較好效果，現結合實驗分析如下[1-3]。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

選擇美國安捷倫科技有限公司生產的電感耦合等離子體質譜儀7800型；與上海啟堯科技有限公司生產的微波消解儀wx-8000型；干燥箱；MILLQ超純水機。

1.2 儀器工作條件

Burgener霧化器為Scott雙通道霧化室，Piltier半導體進行（2±0.1）℃控溫，1.0mm與0.4mm的采樣錐與截取錐孔直徑，均屬于鎳錐，X透鏡是離子透鏡，1550WRF功率，8mm的采樣深度，載氣與補償氣流量分別為1L/min、0.11L/min。ICP-MS測試過程中，由機器自身自動條件自動給出，保證相關測試要求。

1.3 實驗方法

2 結果與討論

2.1 干擾及其校正

同質異位素以及多原子離子與氧化物等會給土壤ICP-MS法測定造成一定基體干擾。將儀器自身具有的抗干擾方程，有效校正As、Cd、Pb同位素，元素Si、Ca等氧化物，會干擾過渡元素，試驗過程中，聯合應用硝酸鹽，酸以及氫氟酸和過氧化氫等幾種酸，并混合應用，有效揮發掉土壤中Si，使其進行SiF4轉化，并轉化CaCO3成CO2進行揮發，有效控制了基體干擾，而且利用大的稀釋倍數進行樣品測定，使得基體干擾得到了有效控制。

進行Sc以及Ge與In和Bi的內標校正體系的構建，對一起接口效應以及樣品基體效應進行補償。對質譜干擾進行充分分析，測定汞元素過程中存在被吸附和記憶效應的特征，以免對整個系統造成污染，把金元素加入到測試溶液當中，對汞元素具有的記憶效應進行消除，對整個系統進行清洗，控制和降低背景干擾造成的不利影響。

2.2 標準曲線與檢出限

1000mg/L的鉛、鉻、汞標準儲備溶液進行1mL移取到容量瓶（100mL）中，通過1+99硝酸對其進行稀釋定容，并進行標準溶液10mg/L配置。在將1000mg/L的鉛、鉻、汞標準儲備溶液進行10mL移取到容量瓶（100mL）中，通過1%硝酸進行稀釋定容，進行標準溶液1mg/L配置，將汞元素標準溶液1mL進行移取到容量瓶（100mL）中，通過1%硝酸進行稀釋定容。并進行鉛、鉻、汞標準溶液0.125mL、0.25mL、1.25mL、2.50mL、5.00mL移取到容量瓶（25mmL）中，通過1%硝酸進行稀釋定容。獲取5.0ug/L、10.0ug/L、50.0ug/L、100.0ug/L、200.0ug/L質量濃度混合標準液，在將汞標準液進行25uL、50uL、75uL、125uL、250uL移取到容量瓶（250mg/L）中，通過1%硝酸進行稀釋定容。獲取0.1ug/L、0.2ug/L、0.3ug/L、0.5ug/L、1.0ug/L質量濃度混合標準液。并對不同元素進行相應信號強度標準曲線建立，依照設備條件進行11次連續測定1%硝酸溶液，對不同元素檢出限及下限進行測定，相關元素檢出限以及下限參見表1。

表1 方法的檢出限和檢測下限

2.3 方法的精密度

依照上述試驗方法針對某土壤樣品開展6次平行測試，并開展空白試驗，測試結果參見表2。通過該表數據發現，元素達到了2.1%～3.0%的精密度，具有非常好的重復性，完全可以確保測定要求。

表2 精密度實驗結果

2.4 方法的準確度

表3 樣品的加標回收率

為了考察方法準確度如何，通過加標回收率來完成，將10pg/mL二鉻、銅、鎳、鉛、鋅標準溶液分別加入到樣品內，同時將汞標準溶液0.5pg/mL加入其中，依照上述方法針對樣品進行加標回收率測定，具體結果參見表3。通過分析發現元素在90.0%～96.3%的加標回收率，達到測定相關要求。

2.5 樣品分析

依照實驗方法對抽取的樣品開展測定工作，具體結果參見表4，通過分析發現，汞在樣品沉積物內呈現較低的表現，鉻、鉛則呈現較高的含量，測定數據和國家標準方法中土壤一級要求，區內土壤沒有出現污染情況。

表4 樣品分析結果

3 結語

通過微波消解系統對土壤環境進行消解利用ICP-MS法開展相應的測定工作，測定土壤中一些重金屬元素含量，同時結合有效的校正方法，結合內標校正以及元素間干擾校正體系，很好的應對了測定土壤元素中基體干擾以及共存干擾，通過研究發現，Pb、Cr、Hg達到了2.1%～3.0%的精密度，以及90.0%～96.3%的加標回收率，可以對元素展開同時測定工作。