电感耦合等离子体质谱同时测定饮用水中42种元素

1、电感耦合等离子体质谱同时测定饮用水中 42 种元素饮用水的水源一般为地表水或地下水， 近年来， 由于生活污 水、工业废水、生活废弃物或工业固体废弃物的乱排放，污染物 进入地表水和地下水， 造成了饮用水的源水水质恶化， 对人体健 康产生极大威胁。工业废水是重要的水体污染源，它具有量大、 面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。为确保饮 用水水质安全， 水质检测尤为重要， 而金属元素的检测在水质检 测中占有非常大的比重，其可以客观地评价生活饮用水的质量。 目前，饮用水中金属元素的检测多采用化学法、 原子吸收光谱法 与氢化物发生原子荧光法等， 但这些方法的样品预处理繁琐， 只 能对单元素进行

2、测定，效率低、速度慢，且线性范围较窄，精密 度较差1。电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法是近十几年来 发展最快的无机痕量元素分析技术之一 2 ，因其具有检出限低、 精密度高、 线性范围宽、 可多元素同时测定等优点而广泛应用于 环境、食品检测等领域 3-6 ，是目前公认的最有效的元素分析 方法之一。 本文结合实际需求， 建立了测定饮用水中多元素的电 感耦合等离子体质谱ICPMS法，该方法简捷、灵敏度高、检验 周期短，可以准确地同时测定饮用水中 42 种元素，可以为企业 源水与成品水质量把关和监管部门监管与执法提供技术支撑， 保 护企业的利益和消费者健康。1 材料与方法1.1 仪器与试剂Agi

3、lent 7700x 电感耦合等离子体质谱仪（美国 Agilent 公 司）； Milli-Q 超纯水系统（美国 Millipore 公司）；硝酸（德 国默克公司）；混合？俗即1.溉芤号 心任？10mg/L （美国Agile nt 公司），含有 Ag、 Al 、 As、Ba、 Be、Ca、Cd、Co、Cr、 Cs、Cu、 Fe、Ga、K、Li 、Mg、Mn、Na、Ni 、Pb、Rb、Se、Sr 、Tl 、V、Zn， 27种元素；混合标准溶液浓度为10mg/L （上海安谱），含有Sc、 Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er 、Tm、Yb、 Lu 等 16 种稀土元

4、素。Ti、Mo Sb Sn单元素标准储备溶液浓度为 1000卩g /mL（国家标准物质研究中心研制）。内标溶液：72Ge 103Rh 1151 n、 185Rs209Bi浓度为1000卩g /mL（国家标准物质研究中心研制）。 质谱调谐液（内含 Ce Co Li、TI、Y元素）浓度为10卩g /mL （美国 Agilent 公司），使用前用 2%硝酸溶液稀释至所需浓度。1.2 仪器工作条件用质谱调谐液（10卩g/L ）调试仪器至最佳状态，使仪器灵 敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到要求。仪器工作 参数如下，高频发射功率：1500W载气流速：0.80L/ min ;辅 助气流速： 0.8

5、0L/min ；补偿气流速： 0.8L/min ；氦气碰撞；雾 化室冷却温度：2C;蠕动泵转速：0.3r/s ;取样锥/截取锥： 1.0/0.4mm （Ni）锥；样品提升时间：40s;稳定时间：10s;采 样深度：8mm测量次数：3;分析模式：全定量。1.3 试验方法1.3.1 标准溶液的配制与内标的选择1.3.2 样品测定取100mL水样，将水样经0.45卩m滤膜过滤，去除水样大颗 粒物质的干扰，过滤后加入硝酸 2mL使其浓度达到2%混浊的 样品和含有有机物的样品要进行消解，过滤后再上机 7， 8 。在 线引入内标流程如下，按照设定的方法，依次将试剂空白、标准 系列、样品溶液按照进样顺序引入

6、仪器，进行分析。测定待测元 素的信号强度CPS从标准曲线或回归方程中查得样品管中测定 元素的质量浓度。2 结果与分析2.1 仪器干扰物理性/基体性的干扰和质谱型的干扰会影响 I C P- M S 性 能，造成 I C P- M S 测量的结果不准确。物理性 / 基体性的干扰 可以使仪器信号灵敏度损失、 准确度降低、 精密度差和结果漂移， 本文通过基体匹配、 在线引入内标的方法校正仪器漂移， 实验结 果表明选择合适的内标可以提高方法的准确性； A g i l e n t 7 7 0 0 x I C P- M S 具有八极杆反应系统技术，通过氦气碰撞 消除分子离子的干扰，通过八极杆碰撞反应池（O

7、R S）的H e模式消除干扰，例如： 7 5A r C l /7 5A s， 5 6A r O /5 6F e或 7 8A r A r/7 8S e 等。2.2 内标元素的选择选择样品质量数与内标相近的质量数作为内标， 内标元素会 校正信号，抑制或增强的干扰，实验表明内标回收率都在 95% 105%之间，内标回收率好保证了仪器的稳定性， 实验结果也可以 获得较好的精密度和回收率（如图 1）。2.3 标准曲线的线性范围ICP-MS分析中线性范围比较宽，综合考虑饮用水的金属元 素含量，选用适合饮用水测定的范围更能确保实验结果的准确 性，测定待测元素与内标元素的信号响应值， 以待测元素与内标 元素响

8、应信号值的比值为纵坐标， 以浓度为横坐标， 绘制标准曲 线。标准曲线的线性范围、回归方程及相关系数见表1，相关系数均大于 0.997 。2.4 方法检出限和定量限方法检出限用 2%硝酸溶液作为空白试剂，在优化的试验条 件下平行测定 11 次，计算各元素计数值的标准偏差，以 3倍标 准偏差确定方法检出限， 10 倍标准偏差确定方法定量限 9 ，结 果见表1。方法检出限为 0.000221.319卩g /L，定量限为 0.00072 4.397 卩 g /L。2.5 加标回收试验 取超纯水样进行加标试验，分别加入低、中、高 3 个水平的 标准溶液，样品重复测定 6 次，得出加标回收率、精密度结果。 实验结果表明，内标校正和无内标校正的结果在精密度为10%以内，无明显差异；内标校正和无内标校正结果在精密度为10%以上的，内？诵U?结果的精密