4种微波消解体系测定大气细颗粒物中重金属元素的比较
2022-06-06葛慧敏
葛慧敏,崔 然,杨 雪
(山东省泰安市生态环境监测中心,山东 泰安 271000)
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)灵敏度高、检出限低,可以实现多元素分析,对于分析大气细颗粒物(PM)中的痕量、超痕量重金属成分更有优势。样品前处理方面,微波消解法加热速度快、温升高,消解能力强,溶样时间短,同时消耗的溶剂少,空白位低,有效避免了样品的损失和玷污,分析的准确度和精密度大幅提高,而且操作简便,大大降低了劳动强度,其逐渐成为重金属样品消解的主要前处理方法。本研究采用聚丙烯滤膜采集大气PM样品,通过4 种微波消解前处理体系和ICP-MS 分析,测定PM样品中的10 种重金属元素(Al、Fe、Zn、Pb、Mn、As、Cu、Cr、Ni、Cd),选择最佳的消解条件,探索建立高效、准确、方便可靠的重金属检测方法。
1 试验部分
1.1 主要仪器与试剂
主要试剂有HNO(优级纯,国药集团)、HO(35%,天津化学有限公司)、HF(优级纯,Fisher Chemical公司)和HClO(优级纯,天津化学有限公司)。
主要仪器有微波消解仪(MARS-Xpress,美国CEM 公司)、控温电热板、ICP-MS(X-Series Ⅱ型,美国Thermo Fisher Scientific 公司)和超纯水系统(Milli-Q Integral 5,德国默克密理博公司)等。
试验用水为超纯水,所有玻璃仪器使用前均经过20% HNO浸泡24 h、纯水洗净。
1.2 样品制备
采用90 mm 聚丙烯滤膜采集大气PM样品,用石英剪刀将其均匀剪碎,置于50 mL 消解罐底部。
1.3 消解体系和消解条件的选择
本研究借鉴大气颗粒物常用的4 种消解体系,即HNO+HO、HNO(放置过夜)+HO、王水及王水+氢氟酸(HF),对聚丙烯滤膜采集的PM样品进行前处理,寻找最优消解体系。具体试验方案如表1所示。采用程序升温模式,加热功率为1 600 W(100%输 出),100 ℃保持2 min,150 ℃保持3 min,180 ℃保持15 min。……
