近些年,環境監測技術不斷向微量和痕量有害物質監測方向發展,特別是水體中極少量的重金屬離子檢測,電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)是一種主要用于分析微量、痕量金屬元素的檢測儀器。可用于檢測水中多種金屬元素,檢出限低,部分重金屬檢出限達0.02μg/L。本項目采用此法對飲用水中多種重金屬元素含量進行測定。
(ICP-MS電感耦合等離子體質譜儀)
方法原理
水樣經預處理后,采用電感耦合等離子體質譜儀進行檢測。根據元素的質譜圖或特征離子進行定性,內標法定量。樣品由載氣帶入霧化系統進行霧化后,以氣溶膠形式進入等離子體的軸向通道,在高溫和惰性氣體中被充分蒸發、解離、原子化和電離,轉化成帶電荷的正離子經離子采集系統進入質譜儀,質譜儀根據離子的質荷比即元素的質量數進行分離并定性、定量分析。在一定濃度范圍內,元素質量數所對應的信號響應值與其濃度成正比。
(廢氣排放系統)
標準引用
HJ 700-2014 水質 65種元素的測定 電感耦合等離子體質譜儀
GB/T 5750.6生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標
USEPA 200.8 電感耦合等離子體質譜儀
儀器
電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)、聚四氟乙烯燒杯、聚四氟乙烯容量瓶、聚丙烯或聚四氟乙烯瓶和其他實驗室常用儀器設備
(實驗室氣體鋼瓶)
(空壓機)
試劑
鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml,優級純或高純;
硝酸:ρ(HNO3)=1.42 g/ml,優級純或高純;
氫氟酸:ρ(HF)=1.49 g/ml;
雙氧水:ω(H2O2)=30 %
高氯酸,優級純或高純;
多元素混合標準儲備液:ρ=10.0 mg/L,直接購買有證標準溶液;
內標標準儲備液:ρ=10.0 mg/L,宜選用6Li、45Sc、74Ge、89Y、103Rh、115In、185Re、209Bi為內標元素,購買市售有證標準物質進行配制;
調諧液:ρ=10 μg/L;
氬氣:純度不低于99.99 %;
一級水。
(液態氬氣)
(減壓閥(氦氣和液氬))
分析步驟
01.儀器調諧
點燃等離子體后,儀器預熱穩定30分鐘。用電感耦合等離子體質譜儀調諧溶液對儀器的靈敏度、氧化物和雙電荷進行調諧,在儀器的靈敏度、氧化物、雙電荷滿足要求的條件下,質譜儀給出的調諧溶液中所含元素信號強度的相對標準偏差≤ 5%。在涵蓋待測元素的質量數范圍內進行質量校正和分辨率校驗,如果質量校正結果與真實值差別超過±0.1 amu 或調諧元素信號的分辨率在10%峰高處所對應的峰寬超過0.6 amu~0.8 amu的范圍,應按照儀器使用說明書的要求將質量校正到正確值。
(軟件系統)
02.標準曲線的建立
依次配制一系列待測元素標準溶液,可根據測量需要調整校準曲線的濃度范圍。在容量瓶中取一定體積的標準使用液,使用硝酸溶液配制系列標準曲線,建議鈹濃度為0μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、20.0 μg/L、40.0 μg/L、50.0μg/L。
(自動進樣器)
03.試樣的測定
每個試樣測定前,用硝酸溶液沖洗系統直至信號降至最低,待分析信號穩定后開始測定。按照與建立標準曲線相同的儀器參考條件和操作步驟進行試樣的測定。若試樣中待測目標元素濃度超出標準曲線范圍,須經稀釋后重新測定,稀釋液使用硝酸溶液,稀釋倍數為f。
(檢測數據)
04.空白試樣測定
按照與試樣相同的測定條件測定空白試樣。
05.結果計算與表示
式中:
ρ — 樣品中元素的濃度,μg/L 或 mg/L;
ρ1 — 稀釋后樣品中元素的質量濃度,μg/L或mg/L;
Ρ2 — 實驗室空白試樣中對應金屬元素的質量濃度,μg/L或mg/L;
f — 試樣的稀釋倍數。
測定結果小數位數的保留與方法檢出限一致,最多保留三位有效數字。
質量保障與項目評價
1.標準曲線
每次分析樣品均應繪制校準曲線。通常情況下,校準曲線的相關系數應達到 0.999 以上。
2.內標
在每次分析中必須監測內標的強度,試樣中內標的響應值應介于校準曲線響應值的 70%~130%,否則說明儀器發生漂移或有干擾產生,應查找原因后重新分析。如果發現基體干擾,需要進行稀釋后測定;如果發現樣品中含有內標元素,需要更換內標或提高內標元素濃度。
3.空白
每批樣品應至少做一個全程序空白及實驗室空白。空白值應符合下列的情況之一才能被認為是可接受的:(1)空白值應低于方法檢出限;(2)低于標準限值的 10%;(3)低于每一批樣品最低測定值的 10%。否則須查找原因,重新分析直至合格之后才能分析樣品。
4.實驗室控制樣品
在每批樣品中,應在試劑空白中加入每種分析物質,其加標回收率應在 80%~120%之間;也可以使用有證標準樣品代替加標,其測定值應在標準要求的范圍內。