ICP-MS等离子体质谱法在同时检测土壤铅、铬、汞重金属元素含量中的应用

韩 洁

（山西省地质勘查局二一四地质队地质实验室，山西 运城 044000）

土壤与粮食安全、环境、资源等问题密切相关，但是当前突然污染问题却越发严峻，尤其是重金属污染是影响土壤质量最关键的因素。当前经济社会高速发展，工业化发展不断扩大，工业污染以及生活垃圾和化学农药的应用等，对土壤造成很大的污染，进而污染到一些农产品，引发食品安全问题。重金属是指大于5的金属元素以及相关的化合物。下文主要对铅（Pb）、铬（Cr）、汞（Hg）等重金属元素进行研究。重金属造成的土壤污染来源较多，如各类工业废弃物，金属矿山开采尾矿堆积以及污水排放，污水农业灌溉等，都可能造成土壤重金属污染。目前对于土壤重金属污染的测定方法较多，其准确度与精密度也各有差异。本文在土壤多种重金属元素测定中主要采用ICP-MS进行测定，利用微波方法进行消解，取得较好效果，现结合实验分析如下[1-3]。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

选择美国安捷伦科技有限公司生产的电感耦合等离子体质谱仪7800型；与上海启尧科技有限公司生产的微波消解仪wx-8000型；干燥箱；MILLQ超纯水机。

1.2 仪器工作条件

Burgener雾化器为Scott双通道雾化室，Piltier半导体进行（2±0.1）℃控温，1.0mm与0.4mm的采样锥与截取锥孔直径，均属于镍锥，X透镜是离子透镜，1550WRF功率，8mm的采样深度，载气与补偿气流量分别为1L/min、0.11L/min。ICP-MS测试过程中，由机器自身自动条件自动给出，保证相关测试要求。

1.3 实验方法

2 结果与讨论

2.1 干扰及其校正

同质异位素以及多原子离子与氧化物等会给土壤ICP-MS法测定造成一定基体干扰。将仪器自身具有的抗干扰方程，有效校正As、Cd、Pb同位素，元素Si、Ca等氧化物，会干扰过渡元素，试验过程中，联合应用硝酸盐，酸以及氢氟酸和过氧化氢等几种酸，并混合应用，有效挥发掉土壤中Si，使其进行SiF4转化，并转化CaCO3成CO2进行挥发，有效控制了基体干扰，而且利用大的稀释倍数进行样品测定，使得基体干扰得到了有效控制。

进行Sc以及Ge与In和Bi的内标校正体系的构建，对一起接口效应以及样品基体效应进行补偿。对质谱干扰进行充分分析，测定汞元素过程中存在被吸附和记忆效应的特征，以免对整个系统造成污染，把金元素加入到测试溶液当中，对汞元素具有的记忆效应进行消除，对整个系统进行清洗，控制和降低背景干扰造成的不利影响。

2.2 标准曲线与检出限

1000mg/L的铅、铬、汞标准储备溶液进行1mL移取到容量瓶（100mL）中，通过1+99硝酸对其进行稀释定容，并进行标准溶液10mg/L配置。在将1000mg/L的铅、铬、汞标准储备溶液进行10mL移取到容量瓶（100mL）中，通过1%硝酸进行稀释定容，进行标准溶液1mg/L配置，将汞元素标准溶液1mL进行移取到容量瓶（100mL）中，通过1%硝酸进行稀释定容。并进行铅、铬、汞标准溶液0.125mL、0.25mL、1.25mL、2.50mL、5.00mL移取到容量瓶（25mmL）中，通过1%硝酸进行稀释定容。获取5.0ug/L、10.0ug/L、50.0ug/L、100.0ug/L、200.0ug/L质量浓度混合标准液，在将汞标准液进行25uL、50uL、75uL、125uL、250uL移取到容量瓶（250mg/L）中，通过1%硝酸进行稀释定容。获取0.1ug/L、0.2ug/L、0.3ug/L、0.5ug/L、1.0ug/L质量浓度混合标准液。并对不同元素进行相应信号强度标准曲线建立，依照设备条件进行11次连续测定1%硝酸溶液，对不同元素检出限及下限进行测定，相关元素检出限以及下限参见表1。

表1 方法的检出限和检测下限

2.3 方法的精密度

依照上述试验方法针对某土壤样品开展6次平行测试，并开展空白试验，测试结果参见表2。通过该表数据发现，元素达到了2.1%～3.0%的精密度，具有非常好的重复性，完全可以确保测定要求。

表2 精密度实验结果

2.4 方法的准确度

表3 样品的加标回收率

为了考察方法准确度如何，通过加标回收率来完成，将10pg/mL二铬、铜、镍、铅、锌标准溶液分别加入到样品内，同时将汞标准溶液0.5pg/mL加入其中，依照上述方法针对样品进行加标回收率测定，具体结果参见表3。通过分析发现元素在90.0%～96.3%的加标回收率，达到测定相关要求。

2.5 样品分析

依照实验方法对抽取的样品开展测定工作，具体结果参见表4，通过分析发现，汞在样品沉积物内呈现较低的表现，铬、铅则呈现较高的含量，测定数据和国家标准方法中土壤一级要求，区内土壤没有出现污染情况。

表4 样品分析结果

3 结语

通过微波消解系统对土壤环境进行消解利用ICP-MS法开展相应的测定工作，测定土壤中一些重金属元素含量，同时结合有效的校正方法，结合内标校正以及元素间干扰校正体系，很好的应对了测定土壤元素中基体干扰以及共存干扰，通过研究发现，Pb、Cr、Hg达到了2.1%～3.0%的精密度，以及90.0%～96.3%的加标回收率，可以对元素展开同时测定工作。