海水中金属元素检测方案(等离子体质谱)

SSL-CA14-635Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-047 岛津全球应用技术开发支持中心上海市徐汇区宜宜路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICPMS-2030微量进样法直接测定海水中的微量元素 ICPMS-047 摘要：：电感耦合等离子体质谱法分析海水中的微量元素，存在着样品盐分高，基体复杂，干扰严重等难点。本文建立了使用岛津 ICPMS-2030 直接测试未经稀释海水样品的方法。方法采用岛津 LabSolutions ICPMS 软件的时间分辨测量模式，在微量进样50uL、氦气碰撞的条件下同时测定多元素，并使用海水成分分析标准物质 GBW(E)080040 对方法准确性进行认证。实验结果表明，该方法操作简单、定量准确、耐受性良好，适用于海水等高盐样品的直接进样分析。 地球的水资源中，海水占了水总量的97.3%，是水环境的主要组成，具有着丰富的资源。近些年来，人类生活生产活动过程中产生的生活污水、工业废水、农业会流水等直接排入环境水体，造成海洋污染和水质污染，直接影响到人类的人口、资源和环境。因此，海洋环境的监测是海洋环境保护和一切海洋工作的基础和技术保障，海水水质分析的数据和资料，是制订海洋环保战略方针和海洋经济计划的依据。海水水质的监测分析，目前主要依照现行的海水监测标准《海洋监测规范》，各 元素分析的标准方法以原子吸收法的使用最为广泛。原子吸收虽然具有干扰少、灵敏度高、测定速度快等优点，但多元素同时测定尚有困难。ICP-MS用于海水的分析，具有线性范围宽、灵敏度高、可实现多元素同时测定的优点。 本文建立微量进样的 ICP-MS分析方法，使用岛津ICPMS-2030 的时间分辨测量模式直接测定未经稀释的海水样品，通过测试结果准确性和内标稳定性对方法适用性进行验证。 实验部分 1.1仪器 本岛津ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪，岛津高效液相色谱仪LC-20Ai(配 SIL-20AC 自动进样器，用于微量进样) 1.2实验器皿及式剂 实验所用器皿分别为塑料或玻璃材质，使用硝酸溶液(1+1)浸泡24小时后，用去离子水冲洗，干燥备用；实验所用 HCl 为 ICP-MS 级试剂，实验用水为超纯去离子水。 1.3样品前处理 海水样品直接测定。 1.4仪器参数 等离子体参数： 高 频 功 率 ： 1 . 2 k W 碰撞池参数： 辅助气流速：： 1.1 L/min 碰撞童种类： He 炬管类型： Mini 池电压：-21V 雾化室：旋流 SIL-20AC进样参数： 采样深度：5.0mm 进样体积：50uL 等离子体气流速：8.0L/min 碰撞气流速：6.0mL/min 载气流速：0.7L/min 能量过滤器电压：7.0V 雾化器类型：同心 进样速度：0.5 mL/min 雾室温度：5℃ 结果与讨论 2.1标准曲线溶液配制 配制介介为 1%HCl 的 Cd、Cr、Cu、Pb和Zn元素不同浓度标准溶液于50 mL容量瓶中，配制浓度如表1所示，内标元素Y和Lu在线加入，浓度分别为￥2 ug/L， Lu 10 ug/L。 表1标准溶液浓度及分析质量数 元素 质量数 标准曲线浓度(ug/L) (amu) STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 Cd 114 0 0.5 2.0 5.0 10 20 Cr 52 0 2.0 5.0 10 20 50 Cu 63 0 2.0 5.0 10 20 50 Pb 208 0 0.5 2.0 5.0 10 20 Zn 66 0 2.0 5.0 10 20 50 注：所有元素使用氦气碰撞模式 2.2部分元素标准曲线如下： 图11CCr元素的标准曲线 r=0.99997 图2Cu元素的标准曲线 r=0=.0.999993 2.3部分元素质量轮廓图 岛津时间分辨测量软件 LabSolutions ICPMS TRM具有最快可达1 ms 的分析速度，可根据需要实现多个元素的同时监控测定。在时间分辨模式下，软件具备内标实时校正功能，可通过自动加入内标的方式逐点校正目标元素信号，以获得消除基体影响的测试强度，从而实现准确定量。高压输液进样的方式可有效提升分析速度，在1.5 min 的时间内即可完成样品的测定。 图33(Cr元素质量轮廓图 图44 Cu元素质量轮廓图 2.4检出限考察 在进样体积为50 uL时，对浓度为 2 ug/L样品溶液考察镉、铬、铜、铅和锌元素的信噪比，折算信噪比 S/N=3时检出限以及 S/N=10定量限，以25℃时的密度 d=1.023 g/mL 计算方法检出限，结果如下： 表2灵敏度考察结果 名称 仪器检出限 方法检出限 仪器定量限 方法定量限 (ug/L) (ug/kg) (ug/L) (ug/kg) Cd 0.18 0.19 0.6 0.6 Cr 0.48 0.49 1.6 1.7 Cu 0.54 0.56 1.8 1.9 Pb 0.42 0.43 1.4 1.5 Zn 0.75 0.77 2.5 2.6 2.5海水样品分析结果 使用 ICPMS-2030 直接测定海水成分分析标准物质 GBW(E)080040 中的镉、铬、铜、铅和锌元素含量。实验结果见表3。 表3海海水样品分析结果 元素 校正内标 标准值(ug/kg) 测定结果(ug/kg) Cd 175Lu 1.00±0.06 1.05 Cr 89Y 5.0±0.4 4.7 Cu 89y 5.0±0.4 4.8 Pb 175Lu 10.0±0.6 11.2 Zn 89y 70±3 68 2.6稳定性考察 以含有内标元素Y和Lu的海水样品每隔5 min 进样分析，连续测定2小时，以内标元素峰面积的百分回收比作图，制得2小时的内标波动图如下： 图5内标信号波动图 结论 使用岛津公司 ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪的微量进样模式直接分析海水样品，可大幅减少盐分在接口的累积，高灵敏度氦气碰撞模式测定，可有效消除由于复杂基体引起的多原子离子干扰。采用该方法分析海水样品，分析结果与标准值吻合，方法准确性高。连续进样2小时监控内标信号波动，内标稳定性良好。该方法能满足对海水样品中微量元素的准确快速分析。 电感耦合等离子体质谱法分析海水中的微量元素，存在着样品盐分高，基体复杂，干扰严重等难点。岛津公司ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪的微量进样模式直接分析海水样品，可大幅减少盐分在接口的累积，高灵敏度氦气碰撞模式测定，可有效消除由于复杂基体引起的多原子离子干扰。采用该方法分析海水样品，分析结果与标准值吻合，方法准确性高。