电感耦合等离子体质谱法检测土壤中的汞研究

朱勤华（广东省地质局第五地质大队，广东 肇庆 526020）

1 材料与方法

1.1 选择设备和试剂

应用赛默飞世尔电感耦合等离子体质谱仪，iCAPQ。

铟、铑、铋内标溶液为10.0ng.mL-1，单质汞标100ug/mL。

盐酸、硝酸是优级纯，水是超纯水。

1.2 设备工作时的参数

功率1550w高频入射仪器，气流雾化速度为0.92L.min-1，气流冷却速度为14L.min-1，气流辅助速度为0.8L.min-1；扫描方式为跳峰；停留时间为18s。

1.3 样品分解步骤

称取土壤样品0.2-0.3g，放入烧杯中，取一定纯水进行润湿，添加10mL6mol.L-1HCL，放在低温电炉上加热直到没有气泡，将3mL浓硝酸加入并且低温蒸干。冷却以后放入5mL浓硝酸，转移溶解残渣到100mL容量瓶中定容。在测定时，样品溶液和内标溶液通过内标混合器按1：1混合进入雾化器。

1.4 标准溶液的选择和制备

一般的分析方法都是采用相对比较法来定量测定样品中元素的含量。但是在反复实验的过程中发现，被测元素汞含量很低，基体干扰还是比较大。为了能取得与样品相似的适量的基体元素，本方法选择了国家标准土壤标准物质GBW07430(GSS-16)制备成标准溶液来制作工作曲线，用于实际样品的定量分析。

2 结果分析

2.1 优化设备工作参数

电感耦合等离子体制谱技术最关键的参数是射频功率、采样深度和载气流量，因此，本次优化条件的考察指标是灵敏度、氧化物和双电荷产率，通过浓度为1.0ug/L的调谐溶液对仪器参数积极优化。

2.2 选择测量元素的同位素

选择对元素进行测量的同位素时，基本原则是对同位素最大丰度值的测定，防止多原子造成的干扰以及重叠同量异位素。采取在线添加内标的方式，测定结果见表1。

表1 测量元素质量数的选择

2.3 选择内标元素

内标校正法在分析技术过程中作为常见的定量校准方法。在电感耦合等离子体质谱法检测中最为关键的是利用内标校正法，尤其是在对大量样品进行检测时，内标校正法的优势更加显著。

选择内标元素的原则是：被检测物质中不包含所选择的内标元素，尽量减少影响内标元素的干扰元素，质谱行为尽可能统一于被测元素。满足以上条件的内标元素包括In、Rh、Bi，考虑到土壤中有Bi，因此选择的内标元素是Rh。

2.4 消除干扰

电感耦合等离子体质谱法的干扰具体包括基体干扰和质谱干扰。由于该方法标准与样品有相似的基体元素，所以基本忽略形成的干扰。同时，通过在线添加内标元素的补偿作用，保证待测溶液中可溶性固体总量不会抑制分析信号，长期检测过程中基体元素也不会在截取锥顶部沉淀，防止了由于锥孔堵塞而形成的信号漂移。

2.5 方法的质量水平

2.5.1 检出限。按照样品分析程序制备12份空白溶液，在最佳条件下进行测定，根据3倍标准偏差数值计算出检出限0.014ug/L。

2.5.2 准确度和精密度。选择土壤标准物质，科学处理样品，制备试液，采取选定的设备工作参数进行检测，根据以下公式对准确度和精确度进行计算：

其中土壤样品标准值为cs，检测值为ci，样品检测平均值为，检测次数为n。

表2 准确度与精确度试验结果

2.6 回收率

在标准物质中添加汞标准溶液，科学处理样品，回收率结果为101%。

实验结果说明，只要选用的标准物质溶样时能完全分解，被测元素全部进入溶液，并且制备溶液的浓度在线性范围内，电感耦合等离子体质谱法可以很好检测土壤中的汞元素，并且拥有很好的准确度，精度很高，线性范围极宽，因此采用此法检测土壤中的汞元素可以获得很好的结果。

3 结语

当前在监测土壤环境中正在积极应用电感耦合等离子体质谱技术，其对于土壤的分析中体现出以下特点：1极高的灵敏度，检出限低，痕量分析检测下限能够实现10-2；2分析过程迅速简单，检测一个样品所需时间大概是3min，可以快速为大量样品提供准确的检测结果；3很宽的线性动态范围，适合对多种元素进行分析，各个元素通常在0-100ug.L-1范围内全部都可以检测，某些元素的曲线有关系数可以实现0.9999；4样品所需数量不同，进样量基本上为50-100uL；5能够分析同位素，准确检测加入富集同位素试剂之后样品中的同位素比值，进一步同构同位素稀释法对样品中待测元素的含量进行计算。在迁移转化土壤重金属、研究环境行为方面同位素丰度发挥了巨大作用。本文通过研究利用电感耦合等离体制谱法检测汞，充分表明其的可行性。