郑远伟

（海南中环能检测技术有限公司，海南 海口 571127）

水是人类和生物体赖以生存和发展必不可少的物质。近年来，由于人类活动，大量污染物排入水体，对水环境造成污染[1-2]。

目前，有关水中重金属元素前处理的标准方法有多种。因此，本实验分别采用《水质 金属总量的消解 硝酸消解法》 （HJ 677-2013）[3]、《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》 （GB 7475-87）[4]以及《水质 铁，锰的测定火焰原子吸收分光光度法》 （GB11911-89）[5]标准中的方法对污水样品进行前处理，并利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 对3种前处理污水中金属元素 （Ba、Be、Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn） 进行检测，并对结果进行比较分析，以期得到一种更简便、高效的污水中金属元素前处理方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

电感耦合等离子体质谱仪（日本岛津ICPMS 2030）；电热板 (莱伯泰科，EH45A-plus)；去离子水：电阻率>18.32；硝酸：GR（65%，默克）； 盐酸：GR（广州化学试剂厂）；高氯酸：GR（广州化学试剂厂），过氧化氢：AR（30%，广州化学试剂厂）；标准储备溶液100ug/L（GNM-M28339-2013） 含 28种金属元素 （Ag，Al， As， Ba， Ca， Cd， Co， Cr， Cs， Cu， Fe，Ga，K，Li，Mg，Mn，Mo，Na，Ni，Pb，Rb，Se，Sn，Sr，V，W，Zn，Zr） 国家有色金属及电子材料分析测试中心。

本实验中所用水均为去离子超级纯水，使用的玻璃皿浸泡在10%硝酸溶液24h以上。

1.2 污水样品的采集

于2019年9月，在海棠湾水质净化厂采集污水。采样方法参照采样规范《中华人民共和国环境保护行业标准地表水和污水监测技术规范》（HJ/T91-2002） 进行，用500mL聚乙烯瓶采集，放在4℃冰箱里保存。采样器皿使用前用10%稀硝酸浸泡24h以上，用去离子水清洗后，烘干备用。

1.3 污水前处理

分别采用环境标准《水质金属总量的消解硝酸消解法》（HJ 677-2013），以及国标方法《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》（GB 7475-87）和《水质铁，锰的测定火焰原子吸收分光光度法》（GB11911-89） 对污水中金属元素进行前处理。

1.4 标准系列配置与仪器参数设定

内标溶液配置：配置由In、Sc、Re和Tb4种元素混合而成，用5%硝酸进行稀释配置成浓度200μg/L的混合内标溶液。标准曲线配置：Ba、Be、Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn 9 种元素逐级稀释成标准曲线系列，配制时用1%硝酸溶液定容至刻度。

2 结果与讨论

2.1 污水中金属元素分析结果

取同一污水分成两组，分别用HJ677-2013和GB7475-87的方法进行前处理。利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS） 进行空白，样品，样品加标，检出限和精密度RSD测试。

采用环境标准（HJ677-2013） 和国标方法（GB7475-87）对污水进行的2种前处理，从检测结果上看并无差异，2种分析结果的相对标准偏差和检出限均波动不大，均符合要求。

2.2 加标样品检测结果

取同一污水分成两组，分别用HJ677-2013和GB7475-87的方法进行前处理，均为加入1.0mL，质量浓度为40μg/L标准溶液，进行加标回收率检测实验。加标回收率结果见表1。

表1 样品检测结果加标回收率

从表1看出，通过环境标准进行污染前处理的加标回收率在86.7%～125%，采用国标方法对污水进行前处，加标回收率在88.5%～120%。就Ba、Fe、Mn和Zn而言，GB7475-87回收率比HJ677-2013的回收率更好；对Be和Cd而言，环境标准方法回收率更好；其他3种元素无差异。总体看，通过2种方法进行前处理的样品加标回收率，均符合检测质量控制要求。

2.3 部分元素质量轮廓图

质量分析存在着同量异位素，多原子离子干扰，难熔氧化物干扰，双电荷离子干扰和基体干扰等多种类型的干扰因素，ICP-MS 2030的八极赶碰撞池通过引入氦气碰撞，可以有效地消除干扰。对Fe、Cu、Pb等部分元素测试，GB7475-87和HJ677-2013的前处理结果受干扰物的影响没有明显区别，检测过程稳定。

3 结论

综上所述，采用国标方法《水质 铜、锌、铅、镉的测定 原子吸收分光光度法》 （GB 7475-87）和《水质铁，锰的测定火焰原子吸收分光光度法》 （GB11911-89）对污水进行的前处理，相对标准偏差、检出限、样品的检测结果及样品的回收率都与《水质 金属总量的消解硝酸消解法》 （HJ 677-2013） 前处理结果一致。鉴于实际操作过程中，《水质金属总量的消解 硝酸消解法》 （HJ 677-2013） 标准的前处理步骤琐碎，过程复杂，具有一定危险性，对有大量的样品检测时，会影响实验的及时性。且GB7475-87前处理的温度要求相对较低，对有大量的样品能及时完成，体现实验的及时性，实验过程要求是追求更高效，更简单，实验更有准确性。