ICP-6800測量水中9種重金屬含量

關(guān)鍵詞：水質(zhì)檢測；重金屬鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶；ICP-6800

水質(zhì)重金屬污染問題日趨嚴重，科學準確的分析水中重金屬已成為環(huán)境監(jiān)測工作必不可少的一項任務(wù)。測試結(jié)果表明鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶九種元素的方法檢出限、精密度、準確度及加標回收率均到了技術(shù)導(dǎo)則的要求，證明實驗室各項分析條件均滿足實驗要求，具備9種元素的分析能力。

　　隨著地表水污染程度的加劇以及人們對水體生態(tài)環(huán)境功能要求的日益提高，做好水質(zhì)監(jiān)測分析已經(jīng)刻不容緩。水體污染中重金屬污染相比其他污染物具有長期積累性，能在生物體內(nèi)引起生理性病變及致畸致癌，而且可以進入河底沉積物和土壤體系中，導(dǎo)致環(huán)境要素的二次污染，做好水中重金屬的監(jiān)測分析對水體質(zhì)量監(jiān)管和治理有著極其重要的指導(dǎo)意義。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-6800)相比原子吸收分光光度法測定重金屬具有同時測定多元素、分析方法簡便快捷的優(yōu)勢。本文旨在參照《HJ776-2015 水質(zhì)32種元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》用ICP-OES探討水中比較常見的重金屬的分析測試。

　　實驗部分

儀器

　　電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀為ICP-6800型，美析（中國）公司；

　　霧化氣流量：0.70 L/min;

　　等離子冷卻氣流量：1.0 L/min;

　　輔助氣流量：0.20 L/min;

　　RF功率：1300 W;

　　樣品提升時間：30秒，采用垂直觀測。

　　試劑

　　24元素標準溶液：濃度為100μg/mL，美析（中國）公司；

　　硝酸：優(yōu)級純;

　　氬氣、氮氣純度大于≥99.999%;

　　超純水電阻大于18.2 MΩ。

　　標準曲線的建立

因儀器對不同元素的響應(yīng)值的差異，分別配制曲線1用以測定鈷、鎳、鎘、鋇，準確移取5.00mL濃度為100?μg/mL的混合元素標準溶液于50?mL容量瓶中，用(1+99)硝酸溶液定容至刻線，制得標準儲備濃度為10?μg/mL。于6個100 mL容量瓶中，分別加入0.00、1.00、2.00、4.00、7.00 mL標準使用液，用(1+99)硝酸溶液定容至刻線，制得濃度分別為0.00、0.10、0.20、0.40、、0.70?mg/L的標準溶液，以測定值繪制標準曲線。

曲線2用以測定鉻、銅、鋰、錳、鍶，準確移取5.00mL濃度為100?μg/mL的混合元素標準溶液于50?mL容量瓶中，用(1+99)硝酸溶液定容至刻線，制得標準儲備濃度為10?μg/mL。于6個100?mL容量瓶中，分別加入0.00、1.00、2.00、4.00、5.00?mL標準使用液，用(1+99)硝酸溶液定容至刻線，制得濃度分別為0.00、0.10、0.20、0.40、0.50 mg/L的標準溶液，以測定值繪制標準曲線。采用儀器響應(yīng)最佳波長或次優(yōu)波長進行分析測定，各元素相關(guān)系數(shù)如表1所示。

　　樣品前處理

　　測定清潔的地表水、地下水中可溶性金屬元素的前處理：水樣采集后通過0.45?μm濾膜過濾，棄去初始的50～100?mL溶液，收集所需體積的濾液并用(1+1)硝酸把溶液調(diào)節(jié)至pH<2，上機測定。

　　結(jié)果與討論

　　方法檢出限

　　按照《HJ168-2010環(huán)境監(jiān)測分析方法制修訂技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定，試劑空白未檢測出目標物質(zhì)，需要對濃度或含量為估計方法檢出限的3-5倍的樣品進行7次平行測定，計算標準偏差，再按照公式計算方法檢出限。

　　MDL=3.143×S

　　式中 MDL-方法檢出限;

　　S-標準偏差

　　以下9元素采用濃度大致在方法檢出限的3-5倍濃度進行測定得出以下元素方法檢出限，具體見下表。鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶9種元素的檢出限為0.001~0.009?mg/L，測定下限為0.004~0.036?mg/L，均遠低于方法規(guī)定的檢出限。

　　精密度

　　精密度是使用特定的分析程序在受控條件下重復(fù)分析均一樣品所測定測定值之間的一致程度。它反映了分析方法或測量系統(tǒng)存在的隨機誤差的大小。測試結(jié)果的隨機誤差越小，測試的精密度越高。文章采用低中高三個濃度的樣品進行了精密度的分析測試，結(jié)果如表2所示，相對標準偏差范圍為0.39%~5.35%。除了元素鋰在低濃度穩(wěn)定性較差外其余元素的相對標準偏差都比較低，說明試劑測試分析過程誤差都較小，儀器的分析過程穩(wěn)定，重復(fù)性較好，所測元素的精密度測試均達到了要求。

　　準確度匯總

　　準確度常用以度量一個特定的分析程序所獲得的分析結(jié)果(單次測定值或重復(fù)測量值的均值)與假定的或公認的真值之間的符合程度。一個分析方法或分析系統(tǒng)的準確度反應(yīng)該方法或該測量系統(tǒng)存在的系統(tǒng)誤差和隨機誤差的綜合指標，決定著分析結(jié)果的可靠性。文章對鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶9種元素用三種濃度溶液對準確度做了測試，結(jié)果如表3所示。相對偏差范圍為-8.70%~-0.38%。在質(zhì)控值范圍內(nèi)偏低的元素較多，鉻元素的準確度均偏低較大，初步估計為干擾較大所致。

　　加標回收率匯總

　　加標回收率是另一個測試準確度的指標。在實際樣品中加入一定量的標準樣品，計算其加標回收率。鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶9種元素加標回收率范圍為90%~110%，如表4所示。說明分析過程的隨機誤差和系統(tǒng)誤差都較小，整個分析過程穩(wěn)定可靠。　

　結(jié)論

　　經(jīng)過9元素的檢出限、精密度、準確度及加標回收率的分析測試，鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶9種元素的檢出限為0.001~0.009?mg/L，測定下限為0.004~0.036?mg/L，均遠低于方法規(guī)定的檢出限。九種元素的精密度分析結(jié)果為其相對標準偏差范圍為0.39%~5.35%，分析結(jié)果基本一致。準確度的分析測試的結(jié)果表面相對偏差范圍為-8.70%~0.38%，加標回收率為90%~110%。本分析方法及所采用的試劑均符合分析要求，具備采用《HJ776-2015 水質(zhì)32種元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》分析地表水及地下水中鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶的能力。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)檢測；重金屬鈷、鎳、鎘、鋇、鉻、銅、鋰、錳、鍶；ICP-6800