用ICP-MS測定土壤重金屬的注意事項

摘要：本文主要闡述用ICP-MS測定土壤重金屬鉛、鎘、鉻、銅、鋅時在樣品制備、試劑使用、消解、質(zhì)量控制以及上機(jī)5個方面的注意事項，便于從事此方面檢測的人員快捷、方便、準(zhǔn)確地完成檢測工作。

關(guān)鍵詞：ICP-MS ;土壤重金屬;注意問題

中圖分類號：S-3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215008

土壤中污染物的種類和濃度呈現(xiàn)日益上升的趨勢，重金屬在土壤中的長期積累和對農(nóng)作物的污染將嚴(yán)重影響人們的健康和生活。因此，快速、有效、準(zhǔn)確地測定土壤中的重金屬含量，對于土壤的評價、治理具有重大的意義。

作者根據(jù)實際工作經(jīng)驗總結(jié)了土壤重金屬鉛、鎘、鉻、銅、鋅用ICP-MS測定中注意事項，可以更快捷、方便、準(zhǔn)確地完成檢測任務(wù)。

1樣品制備中注意問題

土壤樣品采集中注意樣品的均勻性和代表性，樣品在晾曬、縮分和研磨中注意不能污染，防止混淆;在土壤研磨過程中要用木棒（或瑪瑙棒）研磨，不應(yīng)用金屬材質(zhì)的器材研磨;將采集的土壤樣品（一般不少于500g）混勻后用四分法縮分至約100g，縮分后的土樣經(jīng)風(fēng)干（自然風(fēng)干）后，除去土樣中石子和動植物殘體等異物，用木棒研壓，通過2mm尼龍篩的土樣要研磨至全部通過100目（孔徑0.149mm）的尼龍篩，混勻備用。

2試劑使用中注意的問題

實驗中使用的各類酸、試劑、藥品必須嚴(yán)格控制背景含量，特別是分析用的硝酸、氫氟酸、高氯酸。實驗使用的硝酸、氫氟酸是優(yōu)級純，上海國藥集團(tuán)生產(chǎn)，高氯酸優(yōu)級純，天津科密歐集團(tuán)生產(chǎn)，都能滿足實驗的要求。

實驗用水要符合GB/T6682，二級水，要做鉛、鎘、鉻、銅、鋅背景測試。實驗用水應(yīng)為新制備的去離子水，一般用娃哈哈集團(tuán)生產(chǎn)的純凈水，每次在使用之前先測量水的pH、電導(dǎo)率，電導(dǎo)率一般在2.0～3.0us/cm（實驗要求是5.0us/cm），pH在6.8～7.1之間。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：10mg/L含有銅、鋅、鉛、鎘、鉻的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，美國安捷倫公司。

內(nèi)標(biāo)儲備溶液：10mg/L Sc、Ge、Y、In、Bi的混合溶液，美國安捷倫公司。

調(diào)諧液：10ug/L Li、Y、TL或Be、In、Bi的混合溶液，美國安捷倫公司。

實驗用器皿：聚四氟乙烯管和移液管、容量瓶等所用的玻璃器皿每次需先用自來水洗凈。聚四氟乙烯管內(nèi)加入8～10mL硝酸，于150℃消煮試管2h，洗凈備用。移液管、容量瓶等所用的玻璃器皿用50%硝酸單獨浸泡24h以上，洗凈備用。聚四氟乙烯管清洗時，不建議使用酸缸，容易交叉污染。所用的玻璃器皿建議定期進(jìn)行酸溶實驗，確保無鉛等溶出。

3消解過程中注意事項

硝酸消解樣品，建議消解溫度在130～150℃之間。注意加入高氯酸混合酸消解樣品，消解溫度不能超過130℃，待樣品消解基本完全時，方可將溫度升至150℃，做徹底消解。

未使用高氯酸試劑消解樣品趕酸溫度不宜超過160℃，使用高氯酸試劑消解樣品，趕酸溫度不宜超過200℃。

在消解趕酸階段，一定要將氫氟酸趕盡，以免上機(jī)時腐蝕霧化器、矩管、錐等部件。

土壤樣品采用硝酸、高氯酸、氫氟酸等進(jìn)行全消解，趕酸至近干，但是要注意不能趕干，最后加入1～2mL25%硝酸復(fù)溶，樣品應(yīng)該是沒有固形物，清澈、透明，消解管內(nèi)壁無殘渣或深色殘留物。做批量前處理時，防止消解管余熱將樣品烤干，定容時未能將樣品全部溶解提取，將會導(dǎo)致樣品結(jié)果偏低。

4質(zhì)量控制過程中注意事項

選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，土壤GSS系列30余種，可以選擇與自已所測樣品值接近的標(biāo)準(zhǔn)土樣做質(zhì)控樣。建議每做10～20個樣品時，要加入1個質(zhì)控樣品，其分析方法與試樣完全相同。

要繪制精密度控制圖。對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行多次重復(fù)測定后，由所得的結(jié)果計算出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的‐X及S，繪制精密度控制圖，縱坐標(biāo)為測定值，橫坐標(biāo)為獲得數(shù)據(jù)的順序。將均值‐X作成與橫坐標(biāo)平行的中心線CL，‐X±3S為上下控制限UCL及LCL， ‐X±2S為上下警戒限UWL及LWL。在進(jìn)行試樣例行分析時，每批帶入質(zhì)控樣，其測定數(shù)據(jù)在控制圖上打點，如果打在控制限之外，叫“超控”，該批結(jié)果全部為錯誤結(jié)果，必須立刻找出原因，采用適當(dāng)措施，等“回控”后再重復(fù)測定。如果質(zhì)控樣的結(jié)果落在控制限和警戒限之間，說明精密度已不理想，應(yīng)引起注意。

5上機(jī)過程中注意事項

5.1消解后的土壤樣品，上機(jī)前應(yīng)保持澄清，避免污染堵塞進(jìn)樣系統(tǒng)。

5.2儀器參數(shù)的選擇

5.3內(nèi)標(biāo)的選擇

鉻、鎘、鉛、銅、鋅所選定的內(nèi)標(biāo)分別為Sc45、In115、209Bi、Sc45、Sc45。上機(jī)時內(nèi)標(biāo)溶液的濃度適當(dāng)調(diào)高，因為土壤樣品的重金屬含量比較高，基體比較復(fù)雜。用的內(nèi)標(biāo)液的濃度是500μg/L。

5.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，用1%硝酸溶液依次配制0 、0.2 、1、5、25、100 μg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液可用于一般土壤樣品測定。

5.4.1相關(guān)系數(shù)的檢驗

鉛、鎘、鉻、銅、鋅采用ICP-MS檢測其測定曲線的相關(guān)系數(shù)∣r∣≥0.999。樣品檢測溶液的濃度在標(biāo)準(zhǔn)曲線的中間，當(dāng)樣品濃度高于標(biāo)準(zhǔn)曲線時，將樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋，當(dāng)樣品濃度位于標(biāo)準(zhǔn)曲線低點附近時，采取加大稱樣量，確保檢測數(shù)據(jù)的可靠性。

5.4.2校準(zhǔn)曲線

在使用中，隨著樣品的測定過程，每測定20個樣品加測校準(zhǔn)曲線上中間濃度點并與原校準(zhǔn)曲線相應(yīng)的濃度點的測定值進(jìn)行比較，校準(zhǔn)曲線的偏離度不大于10%。

5.4.3校準(zhǔn)曲線的使用

校準(zhǔn)曲線不合格不使用，使用時不隨意超出標(biāo)準(zhǔn)系列濃度范圍，每天檢測樣品前重新配制曲線，不長期使用，不借用。

5.5樣品的測定

將儀器預(yù)熱0.5h，吸收10μg/L 的調(diào)諧液對儀器進(jìn)行調(diào)諧，達(dá)到分析的條件后，將內(nèi)標(biāo)管放進(jìn)500μg/L內(nèi)標(biāo)溶液，在內(nèi)標(biāo)液進(jìn)入霧化室后方可進(jìn)行樣品測定。依次測定標(biāo)準(zhǔn)系列各點，然后測定樣品空白、試樣。樣品分析時，至少做5%平行雙樣。每次測定的平行雙樣結(jié)果在允許相對偏差30%以下，平行雙樣測定合格率在95%以上。

5.6控制指標(biāo)

一般氧化物<2%、雙電荷<3%、質(zhì)量軸10%、峰寬為0.6～0.8，都要有相應(yīng)的控制指標(biāo)。

5.7氬氣純度與系統(tǒng)排風(fēng)

上機(jī)時注意氬氣的純度，純度不夠，等離體會熄滅，通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)量為8～10m/s，過大過小都不能正常點火。

5.8注意設(shè)備清潔度

檢測過程中要注意錐、霧化器、矩管的清潔度。樣品多時，注意進(jìn)樣一段時間后要及時清洗。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

祝紅偉 （1971-）女 ，本科 ，高級農(nóng)藝師 。研究方向：土壤、肥料、農(nóng)產(chǎn)品的檢測。