電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測土壤中的汞研究

朱勤華（廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊，廣東 肇慶 526020）

1 材料與方法

1.1 選擇設(shè)備和試劑

應(yīng)用賽默飛世爾電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，iCAPQ。

銦、銠、鉍內(nèi)標(biāo)溶液為10.0ng.mL-1，單質(zhì)汞標(biāo)100ug/mL。

鹽酸、硝酸是優(yōu)級純，水是超純水。

1.2 設(shè)備工作時的參數(shù)

功率1550w高頻入射儀器，氣流霧化速度為0.92L.min-1，氣流冷卻速度為14L.min-1，氣流輔助速度為0.8L.min-1；掃描方式為跳峰；停留時間為18s。

1.3 樣品分解步驟

稱取土壤樣品0.2-0.3g，放入燒杯中，取一定純水進(jìn)行潤濕，添加10mL6mol.L-1HCL，放在低溫電爐上加熱直到?jīng)]有氣泡，將3mL濃硝酸加入并且低溫蒸干。冷卻以后放入5mL濃硝酸，轉(zhuǎn)移溶解殘渣到100mL容量瓶中定容。在測定時，樣品溶液和內(nèi)標(biāo)溶液通過內(nèi)標(biāo)混合器按1：1混合進(jìn)入霧化器。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的選擇和制備

一般的分析方法都是采用相對比較法來定量測定樣品中元素的含量。但是在反復(fù)實驗的過程中發(fā)現(xiàn)，被測元素汞含量很低，基體干擾還是比較大。為了能取得與樣品相似的適量的基體元素，本方法選擇了國家標(biāo)準(zhǔn)土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07430(GSS-16)制備成標(biāo)準(zhǔn)溶液來制作工作曲線，用于實際樣品的定量分析。

2 結(jié)果分析

2.1 優(yōu)化設(shè)備工作參數(shù)

電感耦合等離子體制譜技術(shù)最關(guān)鍵的參數(shù)是射頻功率、采樣深度和載氣流量，因此，本次優(yōu)化條件的考察指標(biāo)是靈敏度、氧化物和雙電荷產(chǎn)率，通過濃度為1.0ug/L的調(diào)諧溶液對儀器參數(shù)積極優(yōu)化。

2.2 選擇測量元素的同位素

選擇對元素進(jìn)行測量的同位素時，基本原則是對同位素最大豐度值的測定，防止多原子造成的干擾以及重疊同量異位素。采取在線添加內(nèi)標(biāo)的方式，測定結(jié)果見表1。

表1 測量元素質(zhì)量數(shù)的選擇

2.3 選擇內(nèi)標(biāo)元素

內(nèi)標(biāo)校正法在分析技術(shù)過程中作為常見的定量校準(zhǔn)方法。在電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測中最為關(guān)鍵的是利用內(nèi)標(biāo)校正法，尤其是在對大量樣品進(jìn)行檢測時，內(nèi)標(biāo)校正法的優(yōu)勢更加顯著。

選擇內(nèi)標(biāo)元素的原則是：被檢測物質(zhì)中不包含所選擇的內(nèi)標(biāo)元素，盡量減少影響內(nèi)標(biāo)元素的干擾元素，質(zhì)譜行為盡可能統(tǒng)一于被測元素。滿足以上條件的內(nèi)標(biāo)元素包括In、Rh、Bi，考慮到土壤中有Bi，因此選擇的內(nèi)標(biāo)元素是Rh。

2.4 消除干擾

電感耦合等離子體質(zhì)譜法的干擾具體包括基體干擾和質(zhì)譜干擾。由于該方法標(biāo)準(zhǔn)與樣品有相似的基體元素，所以基本忽略形成的干擾。同時，通過在線添加內(nèi)標(biāo)元素的補償作用，保證待測溶液中可溶性固體總量不會抑制分析信號，長期檢測過程中基體元素也不會在截取錐頂部沉淀，防止了由于錐孔堵塞而形成的信號漂移。

2.5 方法的質(zhì)量水平

2.5.1 檢出限。按照樣品分析程序制備12份空白溶液，在最佳條件下進(jìn)行測定，根據(jù)3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)值計算出檢出限0.014ug/L。

2.5.2 準(zhǔn)確度和精密度。選擇土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，科學(xué)處理樣品，制備試液，采取選定的設(shè)備工作參數(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)以下公式對準(zhǔn)確度和精確度進(jìn)行計算：

其中土壤樣品標(biāo)準(zhǔn)值為cs，檢測值為ci，樣品檢測平均值為，檢測次數(shù)為n。

表2 準(zhǔn)確度與精確度試驗結(jié)果

2.6 回收率

在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中添加汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，科學(xué)處理樣品，回收率結(jié)果為101%。

實驗結(jié)果說明，只要選用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶樣時能完全分解，被測元素全部進(jìn)入溶液，并且制備溶液的濃度在線性范圍內(nèi)，電感耦合等離子體質(zhì)譜法可以很好檢測土壤中的汞元素，并且擁有很好的準(zhǔn)確度，精度很高，線性范圍極寬，因此采用此法檢測土壤中的汞元素可以獲得很好的結(jié)果。

3 結(jié)語

當(dāng)前在監(jiān)測土壤環(huán)境中正在積極應(yīng)用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)，其對于土壤的分析中體現(xiàn)出以下特點：1極高的靈敏度，檢出限低，痕量分析檢測下限能夠?qū)崿F(xiàn)10-2；2分析過程迅速簡單，檢測一個樣品所需時間大概是3min，可以快速為大量樣品提供準(zhǔn)確的檢測結(jié)果；3很寬的線性動態(tài)范圍，適合對多種元素進(jìn)行分析，各個元素通常在0-100ug.L-1范圍內(nèi)全部都可以檢測，某些元素的曲線有關(guān)系數(shù)可以實現(xiàn)0.9999；4樣品所需數(shù)量不同，進(jìn)樣量基本上為50-100uL；5能夠分析同位素，準(zhǔn)確檢測加入富集同位素試劑之后樣品中的同位素比值，進(jìn)一步同構(gòu)同位素稀釋法對樣品中待測元素的含量進(jìn)行計算。在遷移轉(zhuǎn)化土壤重金屬、研究環(huán)境行為方面同位素豐度發(fā)揮了巨大作用。本文通過研究利用電感耦合等離體制譜法檢測汞，充分表明其的可行性。