電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤中重金屬元素

閔廣全

（國(guó)土資源部 沈陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤中重金屬元素

閔廣全

（國(guó)土資源部 沈陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤樣品經(jīng)四酸（鹽酸、硝酸、氫氟酸和高氯酸）分解和王水提取后，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法對(duì)重金屬元素鉻、鎘和鉛進(jìn)行分析，通過(guò)在線加入內(nèi)標(biāo)校正基體效應(yīng)和接口效應(yīng)，應(yīng)用干擾校正公式消除元素質(zhì)量數(shù)干擾。測(cè)定元素校正曲線相關(guān)系數(shù)在0.9995以上，元素方法檢出限（3s）在0.013～2.33μg.g-1之間，RSD%＜10（n=12），加標(biāo)回收率在98.1%～103.4%之間，結(jié)果令人滿意。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法；農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地；土壤；重金屬元素

前言

土壤是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的基本要素之一，是人類(lèi)賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤環(huán)境直接關(guān)系到人體健康。人類(lèi)在生產(chǎn)和生活中所排放的重金屬污染物能在土壤中累積，特別是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤受重金屬或類(lèi)金屬毒物污染后，常常通過(guò)農(nóng)作物和水進(jìn)入人體，造成中毒，如鉛、鎘、鉻等污染后都會(huì)對(duì)居民健康造成各種危害[1～2]。故土壤特別是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤中重金屬含量的準(zhǔn)確測(cè)定具有重要意義。

目前，土壤中重金屬元素的測(cè)定方法有火焰原子吸收光譜法[3～4]，石墨爐原子吸收法[5]，原子熒光光譜法[6]等，隨著電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICPMS）[7]技術(shù)的推廣，該技術(shù)已成為近十幾年發(fā)展最快的無(wú)機(jī)痕量元素分析技術(shù)之一，由于其檢測(cè)靈敏度高、干擾少、準(zhǔn)確度高、精度好、線性范圍寬、簡(jiǎn)便、快捷，應(yīng)用十分廣泛。本試驗(yàn)采用四酸（鹽酸、硝酸、氫氟酸和高氯酸）溶解，王水提取，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）對(duì)土壤樣品中重金屬元素鉻、鎘和鉛進(jìn)行測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

XSERIESⅡ 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)ThermoFisher公司）。工作條件見(jiàn)表1。

表1 ICP-MS最佳工作參數(shù)Table 1 The optimal working condition for ICP-MS

1.2 主要試劑

硝酸：優(yōu)級(jí)純；氫氟酸：優(yōu)級(jí)純；硫酸:優(yōu)級(jí)純；鹽酸:優(yōu)級(jí)純；混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：ρ（Cd）=10.0mg· L-1，ρ（Cr、Pb）=100.0mg·L-1；內(nèi)標(biāo)溶液：ρ（Rh）=25ng·mL-1。

1.3 樣品處理

稱(chēng)取0.2000g樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加少量水潤(rùn)濕，加四酸（鹽酸：硝酸：氫氟酸：高氯酸=10: 5:10:1）20 mL于坩堝中，在150℃電熱板上加熱6h，240℃加熱至高氯酸白煙冒盡，加15mL新配制王水（1+2）溶解鹽類(lèi)，移入50mL容量瓶中，超純水定容待測(cè)。

1.4 測(cè)定

1.4.1 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用王水（1+9） 逐級(jí)稀釋成 0.050、0.100、1.000、10.000、50.000μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

鉻、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用王水（1+9） 逐級(jí)稀釋成 0.50、1.00、10.00、100.00、500.00μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.4.2 儀器操作

功率、采樣深度和載氣流量是調(diào)節(jié)儀器靈敏度最重要的工作參數(shù)，條件優(yōu)化以靈敏度、氧化物、雙電荷收率為考察指標(biāo)，用含10μg·L-1Be、Co、In、U調(diào)諧溶液優(yōu)化儀器參數(shù),其優(yōu)化后儀器工作參數(shù)見(jiàn)表1。

在儀器工作條件下，標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)入ICP-MS后，儀器自動(dòng)給出元素的校準(zhǔn)方程及線性相關(guān)系數(shù)，結(jié)果表明，元素工作曲線的線性相關(guān)系數(shù)在0.9995以上。

2 結(jié)果與討論

2.1 干擾的消除

通過(guò)在線加入內(nèi)標(biāo)溶液以降低霧化效應(yīng)，可以有效校正儀器接口效應(yīng)和基體效應(yīng)并降低采樣錐接口和離子透鏡處的空間電荷效應(yīng)等引起的干擾。采用EPA6020方法推薦的干擾校正公式扣除同量異序素形成的干擾和背景粒子形成的干擾。

2.2 方法的檢出限

按試驗(yàn)方法在試驗(yàn)條件下制作空白溶液，對(duì)其平行測(cè)定12份，12份測(cè)定結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為方法的檢出限，計(jì)算出方法的檢出限見(jiàn)表2。

表2 方法檢出限Table 2 The detection limit of elements

2.3 方法的回收率

按試驗(yàn)方法對(duì)土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)在土壤樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行樣品處理并測(cè)定，元素的回收率見(jiàn)表3。

表3 加標(biāo)回收率（n=5）Table 3 The adding standard recovery（n=5）

2.4 方法的精密度及準(zhǔn)確度

選取土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07425（遼河平原）和GBW07446（內(nèi)蒙古烏拉特后旗沙化土）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，以驗(yàn)證方法的精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果表明，方法的精密度和準(zhǔn)確度（見(jiàn)表4）滿足分析要求。

表4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分析結(jié)果（n=12）Table 4 The analytical results of standard substance

3 結(jié) 論

上述實(shí)驗(yàn)表明電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP--MS）測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤樣品中重金屬元素，具有方法檢出限低、準(zhǔn)確度好、精密度高、回收率高的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用土壤樣品的測(cè)定，能獲得令人滿意的結(jié)果。

［1］魏振林，李禾，芮玉奎.X射線熒光光譜法分析癌癥村土壤主量元素［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2008,28（11）：2706～2707.

［2］杜銳，候正偉，張光吉.兩種土壤中五種有毒元素的研究［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2001,21（5）：729～730.

［3］何曉文，許光泉，王偉寧.火焰原子吸收光譜法測(cè)定土壤中金屬元素［J］.理化檢驗(yàn)－化學(xué)分冊(cè)，2011,47（7）：778～780..

［4］金佰立.原子吸收光譜法測(cè)定土壤中銅、鉛、鋅、鉻、錳［J］.環(huán)境污染與防治，1994,16（3）：41～42.

［5］陸怡峰，史佳沁，姚偉，等.石墨爐－原子吸收分光光度法測(cè)定卷煙紙、成型紙、接裝紙中的砷、鉛、銅、鎘、鉻、鎳等六種重金屬元素［J］.上海煙業(yè)，2008（1）：37～37.

［6］徐嶸，顧浩飛，陳旭輝，等.紙制包裝中鎘、鉻、鉛、汞的測(cè)定［J］.中國(guó)造紙，2005,245（11）：31～33.

［7］王荔，楊雁澤，林守麟，等.土壤、沉積物系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中38種元素的ICP－MS定值［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2002，21（5）：9～12.

Determination of Heavy Metal Elements in Agricultural Soil with ICP-MS Method

MIN Guang-quan
（Shenyang Mineral Resources Supervision and Inspection Center,Ministry of Land and Resources,Shenyang 110032,China）

The agricultural soil samples were decomposed with four acids（hydrochloric acid,nitric acid,hydrofluoric acid and perchloric acid）and extracted with aqua regia.The heavy metal elements,such as Cr,Cd and Pb were analyzed with ICP-MS method.The matrix effect and interface effect were corrected by the on-line addition of internal standards,and the element mass number interference was eliminated by the correction formula of interference.All the tested elements’correlation coefficients were over 0.9995,the detection limits（3s）of these elements were found in the range from 0.013 to 2.33μg.g-1,RSD%＜10（n=12）,and the adding standard recovery was between 98.1%and 103.4%.The results were satisfied.

ICP-MS;agricultural producing area;soil;heavy metal elements

TE 967.18

B

1001-0017（2014）03-0228-03

2014-01-07

閔廣全（1975-），男，遼寧本溪人，高級(jí)工程師，從事等離子質(zhì)譜及原子吸收分析工作。