地表水中元素检测方案(等离子体质谱)

地表水中元素的 ICP-TOF-MS法测定 1L5实验部分 1.1 方法概要 本文建立了地表水极其河水中多种元素同时分析的检测方法，水样经预处理后采用ICP-TOF-MS 进行检测。样品由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温惰性气体中被充分的蒸发、解离、原子化和电离，转化成正离子经检测器检测，质谱仪根据离子的质荷比进行分离并定性定量分析。在一定浓度范围内，元素特征离子响应信号和浓度成正比。 1.2 仪器与试剂 OptiMass 9500 型电感耦合等离子体飞行时间质谱仪，超纯水仪，分析天平，温控电热板，离心机，滤纸，聚四氟乙烯烧杯，容量瓶。 硝酸， p=1.42 g/ml，优级纯 盐酸， p=1.19 g/ml，优级纯 元素混合标准溶液(100mg/L)，使用时采用1%硝酸水溶液稀释至所需浓度；高纯氩气，实验用水均为超纯水。 1.3 仪器条件 表1仪器条件 Cal Curve Type Linear Least Squares Sample Introduction Manual SmartGate Ranges ( 13-22)，(29-45)，(77-84) Acquisition Time 5 Replicates 3 Sample Intro Time 30 Sample Pump Speed 6 Flush Pump Speed 30 Flush Time 10 Rinse Time 10 Rinse Pump Speed 10 Torch X position (mm) 9 Torch Y position (mm) 0 Torch Z position (mm) 0 Gasbox nebulizer flow (I/min) 0.66 Gasbox plasma flow (I/min) 10 Gasbox auxiliary flow (I/min) 0.5 Generator set power(W) 1200 Skimmer (V) -1500 Extraction (V) -1400 Z1 (V) -900 Y Mean (V) -250 Y Deflection (V) -2 Z Lens Mean (V) -1000 Z Lens Deflection (V) -30 Lens Body (V) -160 Fill (V) -30 Fill Bias (V) 0 Fill Grid (V) -13 Pushout Grid (V) -380 Pushout Plate (V) 690 Blanker (V) 150 Reflectron (V) 700 Multiplier Gain (V) 3100 Detector Time C0 Work (ns) -825.226 Detector Time C1 Work 2013.48 Blanker Time C0 (ns) 158.339 Blanker Time C1 247.582 1.4 标准溶液的配制 准确移取1ml100pg/mL的混标母液于25ml容量瓶中，加入250pL硝酸，用水定容至刻度摇匀，即为 4ug/ml 的标准中间溶液；分别取适量多元素标准中间液(4ug/mL)于50mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容至刻度稀释至所需浓度摇匀备用。 1.5 样品处理 1.5.1可溶性元素 可溶性元素样品采集后立即用定量滤纸过滤，收集所需体积的滤液于聚四氟乙烯瓶中，加入适量硝酸(1：1)将酸度调节至PH<2. 1.5.2元素总量 样品采集后加入适量硝酸(1：1)将酸度调节至PH<2， 准确量取 100ml摇匀后的样品于250ml 聚四氟乙烯烧杯中，加入2ml硝酸溶液(1：1)， 1ml盐酸溶液(1：1)，摇匀，置于水浴锅中80℃加热消解，静置过夜，用去离子水多次冲洗后转移至 100ml容量瓶中定容，摇匀，然后取约40ml于离心试管中离心，取上清液上机测定。 2实验结果 2.1标准曲线 表2元素线性方程及相关系数 序号 元素 相关系数 线性方程 检测限ng/mL 1 Al 0.9995 Conc=0.00057953 *Resp-39.2461 3.0 2 As 0.9986 Conc=0.00167624*Resp-4.87032 0.60 3 B 0.9959 Conc=0.00846692 *Resp-11.5159 0.7 4 Ba 0.9995 Conc = 0.000298918 * Resp -0.353772 0.20 5 Be 0.9996 Conc= 0.00543975 * Resp -1.17896 0.16 6 Bi 0.9998 Conc= 0.000356178 * Resp +0.450449 0.03 7 Cd 0.9999 Conc= 0.00130323 *Resp-1.12866 0.08 8 Co 0.9999 Conc=0.000345783 * Resp -3.02182 0.16 9 Cr 0.9984 Conc= 0.000346054 * Resp -一89.7212 5.1 10 Cu 0.9998 Conc =0.000607871 *Resp - 23.4029 0.13 11 Ga 0.9998 Conc=0.00051025*Resp-2.82004 0.13 12 Li 0.9970 Conc=0.00625128*Resp-35.6765 0.5 13 Mg 0.999 Conc = 0.000707465 * Resp -142.134 1.7 14 Mn 0.9923 Conc = 0.000256266 *Resp -117.702 0.12 15 Pb 0.9998 Conc= 0.00143868 *Resp +0.143021 0.07 16 Sb 0.9997 Conc =0.000823893* Resp +0.331256 0.16 17 Sn 0.9998 Conc=0.000830376*Resp - 1.00338 0.15 东西分析 18 Sr 0.9999 Conc =0.000247292*Resp -0.293286 0.13 19 Ti 0.9979 Conc =0.000402919 * Resp -227.831 0.6 20 TI 0.9998 Conc = 0.000442767 * Resp +0.278337 0.02 21 0.9999 Conc=0.000280922 *Resp -一0.811622 0.23 22 Zn 0.9911 Conc= 0.00290493 *Resp-59.1789 0.5 23 La 0.9990 Conc = 0.000114926* Resp +1.4159 0.04 24 Ce 0.9988 Conc = 0.000125404 * Resp +1.50563 0.03 25 Pr 0.9989 Conc= 0.000108117 * Resp +1.55677 0.01 26 Nd 0.9994 Conc = 0.000638452 * Resp +0.740084 0.03 27 Sm 0.9992 Conc =0.000751458 * Resp +0.897189 0.02 28 Eu 0.9993 Conc =0.000229423 *Resp +1.24232 0.006 29 Gd 0.9995 Conc = 0.000626639 * Resp +0.789725 0.03 30 Tb 0.9990 Conc = 0.000106503 * Resp + 1.57584 0.0009 31 Dy 0.9991 Conc=0.000439519 *Resp +1.19636 0.01 32 Ho 0.9990 Conc =0.000107415 * Resp +1.56795 0.006 33 Er 0.9993 Conc= 0.000327379 * Resp +1.09618 0.02 34 Tm 0.9990 Conc = 0.000106109 * Resp +1.58115 0.003 35 Yb 0.9993 Conc= 0.000498957 * Resp + 0.987788 0.02 36 Lu 0.9989 Conc =0.000110653 * Resp + 1.55686 0.009 37 Y 0.9991 Conc= 0.000147829 * Resp +1.25495 0.006 表3样品检测结果 序号 元素 相关系数 可溶性元素 元素总量 山泉水 ng/mL 河水 ng/mL 山泉水ng/mL 河水 ng/mL 1 Al 0.9995 4.1 24.0 5.8 185 2 As 0.9986 ND ND 13.5 32.4 T666'0 CN CN CN CN T666'0 TE 3 B 0.9959 18.8 127.3 18.9 136.3 4 Ba 0.9995 35.1 15.1 32.4 24.1 5 Be 0.9996 ND ND ND ND 6 Bi 0.9998 ND ND ND ND 7 Cd 0.9999 ND ND ND ND 8 Co 0.9999 1.0 1.0 1.0 1.5 9 Cr 0.9984 10.5 ND 10.7 ND 10 Cu 0.9998 ND ND ND ND 11 Ga 0.9998 ND ND 4.4 2.1 12 Li 0.9970 ND ND ND ND 13 Mg 0.999 10927 22146 10938 22250 14 Mn 0.9923 44.1 28.0 49.4 112 15 Pb 0.9998 0.1 0.13 0.3 0.8 16 Sb 0.9997 1.3 2.0 1.4 2.2 17 Sn 0.9998 ND ND ND ND 18 Sr 0.9999 710 898 707 930 19 Ti 0.9979 3 0 24.2 27.1 20 TI 0.9998 ND ND ND ND 21 V 0.9999 ND ND 410 411.8 22 Zn 0.9911 21.7 ND 30.1 ND 23 La La 0.9990 0.3 0.1 0.4 0.36 24 Ce 0.9988 ND ND ND 0.5 25 Pr 0.9989 ND ND ND ND 26 Nd 0.9994 ND ND ND 0.2 27 Sm 0.9992 ND ND ND ND 28 Eu Eu 0.9993 ND ND ND ND 29 Gd 0.9995 ND ND ND ND 30 Tb Tb 0.9990 ND ND ND ND 注：ND表示未检出。 2000000- 1500000- 1000000- 500000- Mg24 Al27 Li7 Mg25Mg26 Be9 B10 B11 Li6 E000000Z °半上CN：毛 6S'T T'T t'T O'T T666'0 人 LE CN ON CN CN 6866'0 n7 98 CN CN CN CN E666'0 9人 SE ON CN ON ON 0666'0 WL tE CN CN CN CN E666'0 J3 EE CN CN CN CN 0666'0 OH ZE 显当 Mass (AMU) 图1 元素标样局部放大谱图 -- -- 本文建立了地表水极其河水中多种元素同时分析的检测方法，水样经预处理后采用ICP-TOF-MS进行检测。样品由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温惰性气体中被充分的蒸发、解离、原子化和电离，转化成正离子经检测器检测，质谱仪根据离子的质荷比进行分离并定性定量分析。在一定浓度范围内，元素特征离子响应信号和浓度成正比。