ICP-MS检测地表水中可溶性重金属元素方法研究
2018-11-29林巧丽姚永峰
林巧丽，姚永峰
(1. 枣庄学院 化学化工与材料科学学院，山东 枣庄 277160；2.枣庄市环境监测站，山东 枣庄 277000)
重金属在污染水体后会破坏整个生态环境。例如，含镉废水被水稻吸收后，会产生有毒镉米[1]。铅随废水排入水体，被人体吸收后发生慢性中毒[2]。过量重金属进入人体，会对人体器官造成不可逆的损伤，损害人类健康。因此，对水中重金属的检测与治理刻不容缓。
目前，检测水体中重金属方法有很多种，而ICP-MS在检测重金属方面有许多独特的优势，例如：检出限低，灵敏度高、准确度高，重现性好，分析速度快，测试元素种类多[3]，ICP-MS已成为人们检测重金属的首选仪器。本文采用ICP-MS法检测水体中多种重金属，主要测试指标有检出限、精密度、准确度等。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
1.1.1 实验仪器
安捷伦科技有限公司电感耦合等离子体质谱仪 Agilent 7700X。
1.1.2 试剂
硝酸：ρ(HNO3)=1.42 g/mL，GR级；纯水：经超纯水仪纯化，电阻率≥18.2 MΩ·cm；混合多元素标准储备液：10mg/L，(安捷伦公司)；调谐液：1μg/L，Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y(安捷伦公司)；内标液：100mg/L，Sc、Bi、Ge、In、Lu、Rh、Tb(安捷伦公司)。
1.2 标准曲线的配制
使用1%硝酸做溶剂配制浓度为0μg/L，5μg/L，10μg/L，25μg/L，50μg/L，100μg/L的标准曲线。
1.3 样品的前处理
采集的水样经0.45μm孔径水系微孔滤膜过滤，并加入硝酸酸化，使硝酸含量达到1%[4]。
2 分析测试
2.1 仪器调谐
点燃等离子体充分预热后，将进样管放入1μg/L调谐液中，确保仪器灵敏度、氧化物、双电荷达到检测要求。进入分辨率/质量轴调谐，确保10%峰高所对应的峰宽应在0.65～0.85aum 的范围内。
2.2 内标液的加入
用1%硝酸做溶剂，将100 mg/L内标液稀释为1 mg/L，通过内标管自动加入，进入样品中浓度为50μg/L。
3 结果与讨论
3.1 校准曲线相关系数和检出限
以 1% HNO3为样品空白，测试n(n≥7)次空白平行样，计算n次测定值的S(标准偏差)，若空白样品中未检出某种元素，对浓度为该元素方法检出限2～5倍的样品分析n(n≥7)次，计算n次测定值的S，检出限MDL=t(n-1，0.99)×S[5]。其结果显示如表1，检出限均低于HJ 700-2014中检出限[6]，曲线相关系数r≥0.999。
表1 14种元素检出限及其标准曲线Table 1 14 elements detection limits and standard curves
表1(续)
3.2 精密度
测试10μg/L、50μg/L、100μg/L三个浓度梯度，每个浓度测定6次，计算RSD值(相对标准偏差)，14种元素各浓度RSD≤5%，表明其精密度满足方法要求。其结果见表2。
表2 14种元素精密度测试Table 2 14 elements precision tests
3.3 样品测试和加标回收率
仪器优化后，分析某河流中重金属浓度，同时取等体积相同水样，向水样中添加标准溶液进行加标实验，测其加标回收率，结果显示如表3，样品加标回收率在95%～110%之间。
表3 14种元素样品加标回收率Table 3 14 element sample recovery rate
表3(续)
4 总结
本文对 ICP-MS 测定表水中14种可溶性重金属的方法进行深入研究，其检出限、精密度、准确度均满足HJ 700-2014方法要求，因此，该方法可以满足当前地表水重金属的测试工作。
