肥料中稀土元素检测方案(ICP-MS)

SSL-CA20-732Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-176 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cn Tel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICP-MS测定肥料中稀土元素含量 ICPMS-176 摘要：参考农业标准《NY/T 3834-2021肥料中16种稀土元素的测定电感耦合等离子体质谱法》，利用岛津电感耦合等离子体质谱仪 ICPMS-2030系列测定了肥料中稀土元素含量。分析结果显示，该方法各元素检出限为0.01 ug/kg~3.75 ug/kg， 加标回收率为 93.1%~115%，准确度良好，该方法可用于肥料中16种稀土元素含量的分析测定，满足农业肥料中稀土元素检测需求。 关键词： ICP-MS肥料 稀土元素 元素周期表中镧系元素——镧(La)、饰(Ce)、镨 (Pr)、钕(Nd)、钜(Pm)、衫 (Sm)、销(Eu)、钆(Gd)、铖(Tb)、镝(Dy)、(Ho)(Er)、 (Tm)、(Yb)、(Lu)以及与镧系元素密切相关的元素亿 (Y)和和(Sc)称为稀土元素 (Rare Earth Elements， REE)。 除钜元素外，其它16种元素广泛存在于自然界中。稀土元素具有独特的物理化学性质，农业应用中具有促进种子萌发、提高种子发芽率，增强作物光合作用、作物增产等作用，我国从20世纪90年代开始推广稀土肥料，施入土壤、叶面喷肥等。受经济效益的影响，肥料、农药企业生产了含有稀土的肥料和农药。稀土 元素在农业生产中的应用扩大，导致其在土壤、植物和水体之间迁移，分布浓度含量较高。稀土元素可能具有环境蓄积性、生殖和免疫毒性、生物吸收与富集等特性。国务院于2013年1月发布《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》文件，文件指出“严格控制稀土农用”，稀土的大范围、长期使用对我国土壤环境污染已造成一定的影响。 ICP-MS作为高灵敏度、多元素快速分析的无机质谱技术，是痕量、超痕量元素分析的主要手段。本文使用岛津 ICPMS-2030系列分析了肥料中稀土元素含量。 实验部分 1.1仪器设备 岛津ICPMS-2030系列电感耦合等离子体质谱仪，微波消解仪。 1.2仪器条件 表1 ICP-MS分析条件 参娄数 参数设定 参数 参数设定 高频功率 1.20 kW 等离子体气 8.5 L/min 辅助气 1.10 L/min 载气 0.70 L/min 炬管类型 Mini 炬管 雾化器 同心雾化器 雾化室 旋流雾室 雾化室温度 5℃ 采样深度 5.0 mm 采样锥/截取锥 铜锥/镍锥 碰撞气 He 碰撞气流速 6 mL/min 池电压 -21V 能量过滤器电压 7.0V 样品前处理 准确称取 0.500g肥料试样于微波消解罐中，加入7.5 mL HCl和 2.5 mL HNO， 放置一定时间预消解后，放入微波消解仪中消解(15 min 升高至200℃，保持30 min)。消解完毕后，将样品管置于赶酸仪上，140℃加热赶酸至溶液剩余约1mL， 转移至50mL离心管中，用水定容至50 g， 0.45 um 滤膜过滤混匀备用。同时做空白和加标回收试验。 结果与讨论 2.1标准曲线和检出限 用2%HNO将16种稀土元素混合标准溶液(100 mg/L， AccuStandard) 稀释为0、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0、100、200、500 ug/L的标准序列；部分元素标准曲线如图1所示，检出限及回收率结果见表2。 以方法空白溶液连续测定7次，计算方法检出限，以称样量0.5g定容到50mL计算，16种稀土元素的方法检出限为0.01~3.75ug/kg， 10 和100 ug/L 加标回收率为 93.1%~115%。 图1 元素标准曲线 表2 元素检出限及回收率 编号 元素 质量数 内标 相关系数 MDL (ug/kg) 回收率(%) 1 Ce 140 115in 0.9992 0.60 95.5 2 Dy 163 185Re 0.9998 0.43 99.0 3 Er 166 185Re 0.9998 0.30 102 4 Eu 153 1151n 0.9999 0.07 104 5 Gd 157 185Re 0.9999 0.36 110 6 Ho 165 185Re 0.9996 0.01 102 7 La 139 115in 0.9994 2.10 115 8 LU 175 185 Re 0.9998 0.08 93.1 9 Nd 146 1151n 0.9999 0.17 102 10 Pr 141 1151n 0.9998 0.28 105 11 Sc 45 Ge 0.9998 3.75 111 12 Sm 147 1151n 0.9999 0.55 101 13 Tb 159 185Re 0.9993 0.17 111 14 Tm 169 185 Re 0.9995 0.01 103 15 Y 89 2Ge 0.9998 0.39 108 16 Yb 172 185Re 0.9999 0.05 101 2.2样品结果 仪器开机点火后，以样品连续进样约30 min 稳定后测试。肥料中稀土元素样品(S1-高钙高钾氨基酸水溶肥料；S2-复合巴；S3-氨基酸水溶肥料；S4-中量元素水溶肥料；S5-稀土)测试结果见表3。 表3肥料中稀土元素测试结果(mg/kg) 编号 元素 S1 S2 S3 S4 S5 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 1 Ce 134 1.12 3.93 2.16 0.170 1.37 0.366 3.03 2250 4.00 2 Dy 0.009 3.91 0.155 1.78 0.012 2.46 0.059 1.55 2.60 1.69 3 Er 0.007 4.48 0.175 5..41 0.007 9.43 0.038 2.84 0.713 4.97 4 Eu 0.007 6.56 0.018 3.95 0.003 1.02 0.010 7.92 7.00 1.15 5 Gd 1.02 2.49 0.155 4.37 0.015 5.03 0.051 4.69 29.9 2.33 6 Ho 0.005 4.26 0.044 1.84 0.002 6.39 0.014 2.57 0.276 0.99 7 La 63.8 1.17 3.23 0.87 0.076 3.52 0.272 3.50 1250 3.50 8 Lu N.D. 一 0.050 2.36 N.D. N.D. 0.026 5.48 9 Nd 1.67 1.13 0.270 2.05 0.086 4.87 0.142 3.90 519 0.62 10 Pr 6.70 0.41 0.100 3.17 0.023 2.80 0.037 4.08 174 0.37 11 Sc 0.091 7.72 0.508 5.96 0.016 6.31 0.032 6.69 0.037 4.45 12 Sm 0.152 3.34 0.083 4.49 0.013 0.57 0.042 6.17 40.9 0.38 13 Tb 0.031 4.89 0.022 2.79 0.002 5.00 0.006 5.35 1.64 0.70 编号 元素 S1 S2 S3 S4 S5 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 浓度 RSD(%) 14 Tm N.D. 一 0.038 4.98 N.D. 一 0.004 3.59 0.027 3.91 15 Y 0.023 9.58 2.66 1.98 0.067 2.66 0.634 0.95 5.69 0.53 16 Yb 0.006 8.93 0.289 2.05 0.005 9.53 0.016 1.14 0.13 3.17 N.D.-未检出 岛津ICPMS-2030 系列通过采用微型炬管、Eco 模式和工业氩气，可大幅度降低实验室的运行成本。全中文LabSolutions ICPMS 智能化工作站，操作简单，具备方法开发助结和结果诊断功能，缩短方法建立和数据处理时间。 结论 以微波消解样样、使用岛津ICPMS-2030 型电感耦合等离子体质谱仪测定了多种肥料中16种稀土元素含量。该方法灵敏度高，多元素分析速度快，满足农用肥料中稀土元素含量的分析测定。 岛津应用云 以微波消解样品、使用岛津ICPMS-2030型电感耦合等离子体质谱仪测定了多种肥料中16种稀土元素含量。该方法灵敏度高，多元素分析速度快，满足农用肥料中稀土元素含量的分析测定。