張曉赟

摘 要：建立了微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定土壤中多種金屬元素的方法。該方法線性良好，檢出限為0.04～2.08mg/kg，測(cè)定下限為0.18～8.34mg/kg，方法精密度和準(zhǔn)確度良好，對(duì)有證土壤標(biāo)樣的測(cè)試均在范圍內(nèi)，對(duì)實(shí)際樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.28%～10.5%。該方法檢出限低、準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)單，能同時(shí)測(cè)定多種元素，可以滿足實(shí)際土樣分析的需求。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體質(zhì)譜法；微波消解；土壤；金屬元素

中圖分類號(hào) X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）22-0069-03

Abstract：In this paper，a microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS） method was developed for the determination of various metal elements in soil. The method has good linearity，the detection limit were between 0.04 and 2.08mg/kg，and the lower limit of determination were between 0.18 and 8.34mg/kg. The precision and accuracy of the method were good. The results of the certified soil standard were correct，The relative standard deviation were between 3.28% and 10.5%. The method has the advantage of low detection limit，high accuracy，simplicity，and could be used for the detection of many different elements at the same time，and can meet the needs of actual soil sample analysis.

Key words：ICP-MS；Microwave digestion；Soil；Metal elements

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀不容樂觀。2016年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，提出重點(diǎn)監(jiān)測(cè)土壤中鉛、鎘等重金屬。測(cè)定土壤中重金屬的方法很多，主要有原子吸收法[1]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）[2]、X射線熒光光譜法[3]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）[4]等。ICP-MS線性廣，靈敏度高，可同時(shí)進(jìn)行多元素分析，因此廣泛用于土壤中金屬的測(cè)定。土壤樣品成分復(fù)雜，需要經(jīng)過消解后才能上樣分析，目前研究報(bào)道的前處理技術(shù)主要有電熱板消解[5]、微波消解[6]等。微波消解使用試劑量少，消解時(shí)間短，且整個(gè)過程密閉，避免樣品損失和玷污。筆者采用微波消解和ICP-MS法同時(shí)測(cè)定土壤中銅、鋅、鉛、鎘、鎳5種金屬元素。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及工作參數(shù) 儀器：鉑金埃爾默公司（PE公司）ICP-MS elan DRC-e；美國(guó)millipore公司MILLI-Q純水機(jī)。微波消解儀ETHOS D，分析天平（精度為0.0001g）。ICP-MS儀器參數(shù)見表1，微波消解參考程序見表2。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑 硝酸、鹽酸均為UP級(jí)，蘇州晶銳，氬氣：>99.999%。標(biāo)準(zhǔn)溶液混標(biāo)：ICP-MS-CAL2-1，濃度10mg/L。鹽酸-硝酸溶液（王水）：3+1。硝酸溶液：c（HNO3）=0.5mol/L。

1.3 樣品處理 稱取待測(cè)樣品0.1g（精確至0.0001g），置于聚四氟乙烯密閉消解罐中，加入8mL王水。將消解罐安置于消解罐支架，放入微波消解儀中，按照表2提供的微波消解參考程序進(jìn)行消解，消解結(jié)束后冷卻至室溫。打開密閉消解罐，用慢速定量濾紙將提取液過濾收集于50mL容量瓶中。待提取液濾盡后，用少量0.5mol/L硝酸溶液清洗聚四氟乙烯消解罐的蓋子內(nèi)壁、罐體內(nèi)壁和濾渣至少3次，洗液一并過濾收集于容量瓶中，用實(shí)驗(yàn)用水定容至刻度。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別移取一定體積的多元素標(biāo)準(zhǔn)使用液于同一組100mL容量瓶中，用0.5mol/L硝酸溶液稀釋定容至刻度，混勻。以0.5mol/L硝酸溶液為標(biāo)準(zhǔn)系列的最低濃度點(diǎn)，另制備至少5個(gè)濃度點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)系列。銅、鋅、鎳曲線范圍為0～200μg/L，鉛的曲線范圍為0～100μg/L，鎘的曲線范圍為0～1.0μg/L；線性良好，均在0.999以上。

2.2 方法檢出限和測(cè)定下限 按照上述步驟進(jìn)行校準(zhǔn)曲線繪制，并對(duì)空白樣品平行測(cè)定7次，計(jì)算測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差S。根據(jù)檢出限=3.143×S計(jì)算方法檢出限，測(cè)定下限為4倍方法檢出限，具體見表3。

2.3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品和實(shí)際樣品的測(cè)定 對(duì)土壤標(biāo)樣GBW07447（gss-18）進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定6次，由表4可知，測(cè)試值與標(biāo)準(zhǔn)值基本吻合，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.31%～4.46%。對(duì)2個(gè)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定，各元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.28%～10.5%，精密度良好，數(shù)據(jù)見表5。

3 結(jié)論

與傳統(tǒng)的消解方法相比，微波消解具有安全、高效、無(wú)損失等優(yōu)點(diǎn)。ICP-MS靈敏度高、準(zhǔn)確度好、操作簡(jiǎn)便。用王水微波消解結(jié)合ICP-MS分析土壤中多種金屬元素，結(jié)果表明：該方法線性良好，檢出限為0.04～2.08mg/kg，測(cè)定下限為0.18～8.34mg/kg，方法精密度和準(zhǔn)確度良好，對(duì)有證土壤標(biāo)樣的測(cè)試均在范圍內(nèi)，對(duì)實(shí)際樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.28%～10.5%。該方法檢出限低、準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)單，能同時(shí)測(cè)定多種元素，可以滿足實(shí)際土樣分析的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]趙明，蔡葵，趙征宇.微波消解塞曼火焰原子吸收法測(cè)定土壤中重金屬元素的方法研究[J].土壤通報(bào)，2004（5）：670-672.

[2]蘇夢(mèng)曉，陸安軍.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、X射線熒光光譜法和攝譜法測(cè)定地球化學(xué)樣品中銅、鉛、鋅、鎳的比較[J].冶金分析，2015（5）：48-53.

[3]王亞婷，賈長(zhǎng)城，何芳，等.X射線熒光光譜法測(cè)定土壤中34種主、次痕量元素[J].城市地質(zhì)，2018（1）：100-107.

[4]王佩佩，李霄，宋偉嬌.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中稀土元素[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2016，35（2）：235-240.

[5]劉錕，周曉雪.土壤不同酸體系微波消解與電熱板消解測(cè)試結(jié)果對(duì)比[J].化學(xué)工程師，2015，8：27-30.

[6]李志偉，邰自安，任文巖，等.微波消解電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定黑色頁(yè)巖中稀有稀土元素[J].巖礦測(cè)試，2010，29（2）：259-262.

（責(zé)編：徐世紅）