饮用水中Ag、As、Cu、Mn、Mo等金属元素检测方案(无机质谱仪(Inorganic-MASS))

SSL-CA14-498Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-017 上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICPMS-2030 测定生活饮用水中多种金属元素的含量 ICPMS-017 摘要：参考环境标准 HJ678-2013《水质金属总量的消解微波消解法》和 GB/T 5750.6-2006《生活饮用水标准检验方法金属指标》，使用岛津 ICPMS-2030 型电感耦合等离子体质谱仪测定生活饮用水中多种可溶性金属元素和总量金属元素的含量。实验结果表明，该方法操作简单，定量准确，线性范围宽，可满足生活饮用水中多种金属元素含量的同时分析。 水质中各元素含量高低不一，卫生评价需要检测的无机元素较多，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)具有方法简单、快捷、灵敏度高、准确性好、线性范围宽、可实现多元素同时分析的特点。本文使用岛津公司ICPMS-2030 电感耦合等离子体质谱仪多内标元素同时分析测定了 Ag、As、Cu、Mn、Mo 等18种微量元素。并通过加标回收实验对方法进行验证。实验结果表明：各元素工作曲线线性良好，检出限低，该方法操作简便、 分析速度快、结果准确可靠，，可满足饮用水中多种元素的含量分析。 本文参考环境标准 HJ 678-2013《水质金属总量的消解微波消解法》和 GB/T 5750.6-2006《生活饮用水标准检验方法金属指标》，使用岛津 ICPMS-2030型电感耦合等离子体质谱仪测定生活饮用水中的多种可溶性金属元素和总量金属元素的含量。 1.1仪器 岛津ICPMS-2030 电感耦合等离子体质谱仪 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；实验所用的 HCl 和 HNO， 为优级纯试剂，实验用水为超纯去离子水。 1.3样品前处理 1.3.11可溶性元素 可溶性元素样品采集后立即用 0.45 um 滤膜过滤，弃去初始的滤液50 mL， 用少量滤液清洗采样瓶，收集所需体积的滤液于采样瓶中，加入适量的硝酸将酸度调节至 pH<2。 1.3.2元素总量 量取25 mL 混合均匀的水样于微波消解罐中，加入4mL浓HNO，和1mL浓HCl，观察溶液，如有大量气泡产生，置于通风橱中静置，待反应平稳后盖上消解罐盖，放入微波消解仪中，设定消解温度为180℃，消解持续时间为 15min， 开始消解。消解结束后取出消解内罐，置于电热板上亚沸状态下加热浓缩，定容至25 mL容量瓶中，摇匀待测。 1.4仪器参数 等离子体参数： 雾化器类型：同心 高频功率：1.2kW 雾室温度：5℃ 辅助气流速：1.1L/min 高频频率：27.12MHz 矩管类型：Mini 碰撞池参数： 雾化室：旋流 碰撞童种类： He 采样深度：5.0mm 池电压：-21V 等离子体气流速：8.0L/min 碰撞气流速：6.0 mL/min 载气流速：0.7L/min 能量过滤器电压：5.0V 结果讨论 2.1标准曲线溶液配制 配制介质为 5%HNO，的 Ag、As、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、Ti、Tl、V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。 表1标准溶液浓度及分析质量数 元素 质量数 标准隹线浓度(ug/L) (amu) STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 Ag 107 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 As 75 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Be 9 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Cd 114 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Co 59 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Cr 52 0.00 1.00 5.00 10.0 20.0 50.0 Cu 65 0.00 1.00 5.00 10.0 20.0 50.0 Mn 55 0.00 1.00 5.00 10.0 20.0 50.0 Mo 98 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Ni 60 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Pb 208 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Sb 121 0.00 1.00 5.00 10.0 20.0 50.0 Se 78 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Sn 120 0.00 1.00 5.00 10.0 20.0 50.0 Ti 48 0.00 1.00 10.0 50.0 100.0 200.0 Tl 205 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 51 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 Zn 66 0.00 0.50 1.00 5.00 10.0 20.0 注： 为使用No Gas模式 2.2部分元素标准曲线如下： 图1Cd元素的标准曲线 r=0.99999 图2As元素的标准曲线 r=0.99994 图33Sb元素的标准曲线 r=0.99997 图3 V元素的标准曲线 r=0.99998 2.3部分元素质量轮廓图 质谱分析存在着同量异位素干扰、多原子离子干扰、难熔氧化物干扰、双电荷离子干扰和基体干扰等多种类型的干扰因素。ICPMS-2030的八极杆碰撞池通过引入氦气碰撞，可以有效地消除干扰。当分析结果异常，需要经验去识别甄选时，岛津LabSolutions ICPMS 软件具有独特的“诊断助手”功能，可根据各元素的质量灵敏度、等效背景浓度、干扰情况等因素综合判断，对结果做出“Best”，“Good”和“NG”的判断，可大大提高分析效率并保证分析结果的准确性。 kcps As：75 kcps Cd：114 图5.As元素质量轮廓图 图6 Cd元素质量轮廓图 kcps Sb：121 kcps V51 图7Sb元素质量轮廓图 图8V元素质量轮廓图 2.4样品分析结果及检出限 使用 ICPMS-2030 直接测定饮用水中可溶性和总量金属元素的含量。对样品空白进行11次测定，以结果的3倍标准偏差所对应的浓度值作为方法检出限。实验结果见表2和表3。 表2饮用水中可溶性元素分析结果 校正 方法检出限 GB/T 测定结果 RSD(%) 加标量 加标回收率 元素 5750.6-2006 检出限(ug/L) 内标 (g/L) (ug/L) (n=3) (ug/L) (%) Ag 89v 0.015 0.03 N.D. -- 4.00 85 As 74Ge 0.053 0.09 2.22 3.27 1.00 105 Be 45Sc 0.002 0.03 N.D. -- 4.00 117 Cd 89y 0.008 0.06 N.D. -- 1.00 102 Co 45Sc 0.008 0.03 0.37 3.96 1.00 90 Cr 45Sc 0.066 0.09 N.D. -- 1.00 88 Cu 45Sc 0.058 0.09 0.72 4.85 1.00 85 Mn 45Sc 0.018 0.06 0.57 1.54 1.00 102 Mo 89y 0.045 0.06 2.08 1.02 4.00 92 Ni 45Sc 0.017 0.07 0.71 2.87 1.00 88 Pb 165Ho 0.018 0.07 N.D. -- 1.00 102 Sb 159Tb 0.069 0.07 1.35 2.03 1.00 103 Se 839y 0.090 0.09 0.03 3.17 1.00 103 Sn 89v 0.057 0.09 N.D. -- 1.00 98 Ti 45Sc 0.051 0.4 50.0 0.23 50.0 94 TI 165Ho 0.006 0.01 N.D. -- 1.00 97 45Sc 0.007 0.07 0.81 1.25 1.00 89 Zn 45Sc 0.093 0.8 N.D. -- 1.00 104 注：使用非非气碰撞模式； N.D.表示未检出 表3饮用水中元素总量分析结果 元素 校正 方法检出限 GB/T 测定结果 RSD(%) 加标量 加标回收率 5750.6-2006 检出限(ug/L) 内标 (ug/L) (ug/L) (n=3) (ug/L) (%) Ag 89v 0.015 0.03 0.104 4.83 1.00 98 As 74Ge 0.053 0.09 2.37 1.05 1.00 105 Be 45Sc 0.002 0.03 N.D. 1.00 106 Cd 89y 0.008 0.06 0.046 3.13 1.00 98 Co 45Sc 0.008 0.03 0.62 1.98 1.00 91 Cr 45Sc 0.066 0.09 1.01 1.55 1.00 98 Cu 45Sc 0.058 0.09 1.56 4.77 1.00 88 Mn 45Sc 0.018 0.06 42.6 1.02 60 102 Mo 89v 0.045 0.06 2.07 2.55 4.00 98 Ni 4sSc 0.017 0.07 1.80 1.88 1.00 86 Pb 165Ho 0.018 0.07 1.52 1.1 1.00 97 Sb I59Tb 0.069 0.07 3.28 1.33 4.00 87 Se 89y 0.090 0.09 1.13 4.92 1.00 105 Sn 89y 0.057 0.09 1.53 1.96 1.00 87 Ti 45Sc 0.051 0.4 53.4 0.55 60.0 89 T1 165Ho 0.006 0.01 N.D. 1.00 98 V 45Sc 0.007 0.07 4.58 2.05 4.00 92 Zn 4Sc 0.093 0.8 9.32 0.77 4.00 100 注：使用非非气碰撞模式； N.D.表示未检出 结论 使用岛津公司新品 ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪测定了饮用水中的多种金属元素含量，分析结果线性相关系数良好，r>0.9995，加标回收率良好，回收率在 85%-117%之间， 符合 GB/T 5750.6-2006 基体加标回收率70-130%的范围要求。该方法具有灵敏度高，检出限低，精密度高，分析速度快，操作简单，可行度高等特点，线性范围宽，可满足饮用水中多种可溶性和总量金属元素含量的分析。 岛津全球应用技术开发支持中心 水质中各元素含量高低不一，卫生评价需要检测的无机元素较多，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)具有方法简单、快捷、灵敏度高、准确性好、线性范围宽、可实现多元素同时分析的特点。本文使用岛津公司ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪多内标元素同时分析测定了Ag、As、Cu、Mn、Mo等18种微量元素。并通过加标回收实验对方法进行验证。实验结果表明：各元素工作曲线线性良好，检出限低，该方法操作简便、分析速度快、结果准确可靠，可满足饮用水中多种元素的含量分析。本文参考环境标准HJ 678-2013《水质 金属总量的消解 微波消解法》和GB/T 5750.6-2006《生活饮用水标准检验方法 金属指标》，使用岛津ICPMS-2030型电感耦合等离子体质谱仪测定生活饮用水中的多种可溶性金属元素和总量金属元素的含量。