中国公共卫生  2011, Vol. 27 Issue (2): 139-140   PDF    
饮用水源水中23种微量元素ICP-MS法测定
钮伟民1, 毛云中1, 何恩奇1, 虞锐鹏2, 朱敏3     
1. 无锡市疾病预防控制中心, 江苏 214023;
2. 江南大学食品科学与技术国家重点实验室;
3. 珀金埃尔默仪器(上海)有限公司
关键词: 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)     地表水     微量元素     饮用水源水    

生活饮用水源水中微量元素的定量分析,有助于评价人类生存环境。常见的监测方法有分光光度法、原子吸收法、原子荧光法和电感耦合等离子体发射光谱法等1, 2。电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry ICP-MS)是近年来兴起的一种微量元素分析方法,具有高灵敏度、多元素同时检测、待测元素覆盖面广、线性范围宽等优点3, 4, 5。本研宄建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定地表水中铍、硼、铝、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、砷、硒、钼、银、镉、锡、锑、钡、铅、铊、铀23种元素的分析检测方法,并应用于地表生活用水源水分析。现报告如下。

1 材料与方法 1.1 试剂

浓硝酸,MOS级;多元素混合标准溶液(美国Perkin Elmer公司);超纯水,电阻率≥18.2MΩ·cm。

1.2 仪器

Perkin Elmer Elan DRC-e型电感耦合等离子体 质谱仪(美国Perkin Elmer公司);ELGA双柱超纯水机(英国 ELGA公司)。

1.3 样品采集与制备

采集源水储存于100mL聚乙烯瓶中,加HNO3酸化使阳pH<2.4~ 8°C低温保存,水样采集后尽快分析。在分析前自然沉降30min后取上清液分析。

1.4 标准曲线制作

以1% HNO3为介质稀释储备液,配制成不同浓度的标准曲线。

1.5 仪器参数及优化

RF发生器功率: 1 300W;等离子体 气流量: 16 L/min;扫描方式:单点跳峰;扫描次数: 20次;重复 次数: 3次。质谱干扰是CPMS中最严重的干扰,为了使质 谱干扰降到最低,样品测定前使用调谐液优化仪器的各项工 作参数,使仪器的灵敏度、氧化物等各项指标至最佳,并选择合适的校正方程来校正由氧化物、双电荷、质量歧视等所带来 的干扰。采用内标法是克服基体效应的有效方式之一6, 7,以6Li、45Sc 、72Ge、 115 In、 159Tb、209Bi作为内标,测量时在线加入 内标,以校正仪器漂移和基体影响。

2 结 果 2.1 加标回收与精密度实验

以源水作为基体,加入一定浓度的标准溶液进行分析。实验表明,除Ba外,元素的回收率均为90% ~ 110%,相对标准偏差<5%。传统ICP-MS检测 Al、Cr、Fe和Se等元素存在干扰,使其检出限较高;而采用 Perkin Elmer Elan DRC-e的动态反应池技术(DR C)可有效降低检出限。

2.2 检出限、相关系数及线性范围

对1% HNO3空白溶液连续进行11次测量,以3倍标准偏差所对应的浓度作为检出限,23种元素检出限为0. 0005~ 1.7。铁线性范围为0.01~ 10mg/L,其他元素线性范围从各元素检出限至1 000μg/L相关系数均>0.999。

2.3 能力验证样品分析

测定中国合格评定国家认可委员会T0395的水中8种重金属元素,标准值分别为Cu 1.20,1.30 ;Pb 1.0,1.32; Zri 1.40,1.60 ;Cd 0.155,0.196 ;Ni 1. 32,1.21 ;Cr 1.40,1.60;Fe 0.797,0.701; Mn 2.20,1.78。测定结果平均值为 Cu 1.28,1.40; Pb 1.43,1.35; Zri 1.44,1.67; Cd 0.146,0.192; Ni 1.36,1.27; Cr 1.40,1.59; Fe 0.804,0.721; Mn 2.25,1. 80。测定结果与参考值相符,表明所建立的方法准确可靠。

2.4 各采样点样品检测结果(表 1)
表 1 无锡地区生活饮用水地表源水含量(μg/L)
3 讨 论

使用ICP-MS测定地表源水中微量元素,不仅测定准确快速、检出限低、分析重现性好,而且能够实现多种元素同时测定。通过对模拟水样的分析,除Ba外,各元素的回收率均介于90% ~ 110%之间。Ba回收率稍高的原因主要是记忆效应引起的。各元素平行测定的相对标准偏差< 5%。综上所述,该方法具有操作方便、线性范围宽、检出限低、干扰少,精密度和准确度好等优点,可以用于地表水中微量元素的监测。

参考文献
〔1〕 卫生部.GB5749-2006.生活饮用水卫生标准 [S].北京:中国标准出版社,2006.
〔2〕 卫生部.GB3838-2002.地表水环境质量标准 [S].北京:中国标准出版社,2002.
〔3〕 Lawrence M G,Greig A,Collerson KD,et al.Direct quantification of rare earth element concentrations in natural waters by ICP-MS [J].Applied Geochemistry,2006,(21):839.
〔4〕 López FJ,Garcia M D,Morito NP,et al.Determination of heavy metals in crayfish by ICP-MS with amicrow ave-ass isted digestion treatment[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2003,54 (2):223.
〔5〕 Chen H,Zlotorzynska ED,Rasmussen PE,et al. Evaluation of semquantitative an alysis mode in ICP-MS.Talanta,2008,74 (5):1547.
〔6〕 王小如.电感耦合等离子体质谱应用实例 [M].北京:化学工业出版社,2005:6.
〔7〕 谢建滨,张慧敏,黎雪慧,等.尿中10种元素碰撞池ICP-MS方法快速测定 [J].中国公共卫生,2008,24(8):975-976.