ICP-MS对宝鸡市地表水中8种痕量重金属的测定
2015-12-15赫晓云王伟平
赫晓云,王伟平,张 炜
(1.陕西省宝鸡市环保宣教信息中心,陕西 宝鸡 721000;2.陕西省宝鸡市环境监测中心站,陕西 宝鸡 721006)
人类的活动使包括铍(Be)、铊(Tl)、镍(Ni)等重金属在内的大量污染物排放到地表水中,这些重金属不仅毒性大,而且在环境中不容易被降解,能随着食物链进行不断的富集[1]。当人类饮用这些受污染的水或者食用受污染的水生生物时,这会使污染物积累在人体内,当积累的量到达一定的程度时便会引起重金属中毒。
重金属的毒性较大,如铍能引起呼吸道化学性炎症及全身中毒;钒是一种能被全身吸收的毒物,能影响胃肠、神经系统和心脏;铊中毒会引起毛发脱落、胃肠道反应、神经系统损伤等,且铊具有强蓄积性毒性,可以对患者造成永久性损害,包括肌肉萎缩、肝肾的永久性损伤等。
水体中痕量金属的分析方法有原子荧光光度法[2][3],石墨炉原子吸收分光光度法[4][5],电感耦合等离子体发射光谱法[6][7]等。原子荧光光度法分析的项目有限,只能分析 Sb等能形成氢化物的元素,石墨炉原子化温度只有2 900℃左右,不能使 Tl、Ti等元素原子化,分析的项目有限,且操作较繁琐。ICP-MS作为一种全新的痕量重金属分析方法,具有检出限低,达到了ng级(10-9)的水平,灵敏度高,分析范围广,可进行多元素同时分析等优势,是清洁水体中重金属含量的理想的分析方法。
表1 ICP-MS仪器工作参数
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
ICP-MS仪器型号为美国热电xseries2电感耦合等离子体发射光谱质谱仪,优普超纯水机。
Be、Ti、Mo、Co、Sb、Ni、V 和 Tl混合标准溶液为美国 AccuStandard公司生产,浓度均为100μg/ml,介质为1%的HNO3。
图1 Be、Ti、Mo、Co、Sb、Ni、V 和 Tl等8种重金属元素的线性关系
调谐液(As,Ba,Be,Bi,Ce,Co,ln,Li,Ni,Pb,U),浓度为100±0.1 ng/ml,溶剂为2%的盐酸,将该调谐液稀释成1.0 ng/ml的混合标准调谐液。10.0 ng/ml铑、铟混合内标溶液。高纯硝酸(德国 Mreck公司生产),超纯水(电阻率为18.25 MΩ·cm)。
1.2 ICP-MS工作条件
仪器工作参数如表1所示:
1.3 样品预处理
水样的采集采用聚乙烯塑料瓶,若是清洁水样则直接加入HNO3,使 pH<2,于4℃ ~8℃下保存,若水样混浊,则需对水样进行消解后才能上机测定。
1.4 试验方法
将浓度为100 μg/ml的8种元素的混合标准溶液逐级稀释成 1.0、5.0、10.0 及 50.0 μg/L 的标准浓度系列。采用在线加入内标的方式。蠕动泵前连接1个三通,将内标溶液与标准、空白、样品溶液分别以2支泵管同样泵速导入混合器混合后进入雾化器。
2 结果与讨论
2.1 方法的线性和检出限
在仪器工作条件下,8种元素的线性关系良好,相关系数均在0.999以上(图1)所示。
2.2 方法的检出限
用1.00 μg/L的混合调谐溶液将仪器工作参数进行优化,使其达到最佳灵敏度(238U>100 000)。在优化的试验条件下平行测定1%硝酸空白溶液11次,计算各元素的标准偏差σ,以3σ确定方法检出限,检出限见表2
表1 环境样品测定结果及回收率
表2 8种重金属元素的检出限 μg/L
表3 测定元素的相对标准偏差
表4 测定元素加标后浓度及加标回收率
表5 宝鸡市地表水重金属监测结果 μg/L
2.2 标准曲线、精密度和检出限
当选取10~100 ug/L范围的6个浓度时,四氯化碳所获得的标准工作曲线为 Y=1.11×106 X+1.98×106,相关系数为0.999 8,方法检出限为2 μg/L,每个浓度做三个平行实验,RSD在1.65% ~1.98%之间,说明本方法用于地表水中四氯化碳的检测结果是可靠的。
2.3 样品测定结果
我们对三家化工企业废水水样进行了监测,每个水样做三个平行实验,结果见表1。
3 结语
研究结果表明,本方法前处理简单,回收率比较高,线性关系和检出限都比较理想,能够同时对目标化合物进行定性和定量检测,适合于地表水中四氯化碳的检测。
[1]Bellar T A,L ichtenberg J J,Kroner R C.J.AWWA,1974,66:703~706.
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