电感耦合等离子体质谱法测定土壤中砷的含量*

王娜

（沈阳地质矿产研究所，辽宁 沈阳 110032）

电感耦合等离子体质谱法测定土壤中砷的含量*

王娜

（沈阳地质矿产研究所，辽宁 沈阳 110032）

利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定土壤中砷的含量。样品经过微波消解，在线加入内标校正基体效应，通过修正方程校正质量数干扰。测定砷元素校正曲线的相关系数0.999 9，检出限0.01 mg/kg，样品分析结果的变异系数为1.6%～2.4%（n=6），加标回收率在84.0%～96.8%。同时采用国家标准方法氢化物-原子荧光光度法验证了方法的准确度，两种方法结果无显著差异。实验结果表明，该方法具有简单、快速、检出限低等特点，可用于土壤中砷含量的测定和监控。

电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）；砷；微波消解；原子荧光；土壤

元素砷及其化合物都具有毒性，世界卫生组织（WHO）已将砷排在优先研究的有毒金属的第一位，国际癌症研究（IARC）、美国环境卫生科学研究院（NIEHS）等诸多权威机构已将砷公认为人类已确定的致癌物，我国食品卫生标准根据不同的产品也规定了严格的限量[1]。国家标准对砷的测定采用银盐法、砷斑法、硼氢化物还原比色法、氢化物原子荧光光度法（AFS），但是分别具有操作繁琐、检测周期长、试剂用量大、灵敏度低、重现性差等缺点。电感耦合等离子体质谱分析技术（ICP-MS）是近十几年来发展最快的无机微量元素分析应用的先进技术之一。由于其具有较高的灵敏度和精密度，且易于进行多元素同时分析且检出限低，干扰少、精度高、线性范围宽、简便、快捷，已经广泛用于测定海产品中的微量元素[2]，化妆品中的有害元素[3]，水、土壤中的矿物元素，生物样品痕量分析[4]等，样品的前处理技术采用微波消解作为溶样方式，具有快速、空白值低和消除或降低易挥发样品在消化过程中的损失和被玷污的可能性等优点，目前也已应用于各种分析样品的处[5-6]。本研究采用微波消解结合电感耦合等离子体质谱法对土壤进行检验，同时采用国家标准方法-氢化物原子荧光光度法进行检验。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

电感耦合等离子体质谱仪，美国热电公司Xseries"；

AFS-230E双道原子荧光光度计，北京海光仪器有限公司；

MLS-1200MEGA微波消解装置，意大利迈尔斯通有限公司；

所有玻璃器皿均用10%硝酸浸泡过夜并用超纯水冲洗干净备用。

砷标准溶液：1.000 g/L砷标准溶液由国家标准物质研究中心提供，用2%硝酸逐级稀释配成0、5、25、50、100 μg/L；

内标液（103Rh）：以5%HNO3作介质，配成溶液浓度为5 μg/L；调谐液（7Li、89Y、140Ce、205Tl）10 μg/L；实验中所用各种酸及试剂均为优级纯。

1.2 样品处理

称取样品0.500 g于100 mL聚四氟乙烯消化罐中，加入5.0 mL浓HNO3，2.0 mL H2O2浸泡20 min后，安装好微波消解装置，按表1所列微波消解程序消解样品，冷却后取出消化液，用纯水定容到50 mL容量瓶中，待上机测定。微波消解程序见表1。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion procedures

表2 ICP-MS仪器工作参数Table 2 ICP-MS instrument parameters

2.1 工作曲线

在上述仪器工作条件下，砷标准溶液进入ICP-MS后，仪器自动给出元素的校准方程及线性相关系数，本实验的线性相关系数0.999 9。

2.2 硝酸浓度对测定结果的影响

考察了砷标准溶液中硝酸浓度变化对测定信号相对强度的影响，结果表明硝酸浓度在1.0%～5.0%范围内，测定结果影响较小，偏离值可以忽略，本实验中硝酸浓度选取3%。

2.3 检出限和精密度实验

元素的仪器检出限按3%纯硝酸作为空白溶液重复测定11次所得到的标准偏差的3倍确定，本方法检出限为0.001 mg/kg。选取2种土壤平行处理6份，计算其结果的变异系数分别为2.4%和1.6%，测定数据见表3。

2.4 加标回收实验

称取土壤0.500 0g，已测得砷含量分别为0.419、0.826 mg/kg，分别添加0.25、0.50、0.75 g，分别测得回收率在84.0%～96.8%，实验结果见表3。

表3 精密度、加标回收实验结果Table 3 Precision and spike recovery results

2.5 准确度实验

取土壤样品分别采用ICP-MS方法，AFS法进行测定，测定结果列于表4。

表4 ICP-MS法与AFS法对比试验Table 4 Comparative experiment of ICP-MS method and AFS method

从表4中数据可以看出，ICP-MS法与AFS法测得的结果都比较接近真实值。通过对两种方法的F检验与t检验，结果证明两组数据的精密度及测定结果均无显著差异。

3 结论

本研究采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤中砷的含量，实验结果表明该方法前处理简单、分析速度快、检出限低、准确度和精密度较高，可成为土壤中砷元素含量的测定和质量控制行之有效的分析方法。

[1]GB4811－04，食品中砷限量卫生标准[S]．

[2]孙玉岭，陈明生，王玉萍．微波溶样ICP-MS测定海产品中十六种元素[J]．光谱学与光谱分析，1999，19（4）：601-603．

[3]方 红，杨晓兵．电感耦合等离子体原子发射光谱法测定化妆品中砷、铅、汞[J]．光谱实验室，2002，19（1）：74-77．

[4]陈杭亭，曹淑琴，曾宪津．电感耦合等离子体质谱方法在生物样品分析中的应用[J]．分析化学，2001，29（5）：592-600．

[5]曾宪津，李秋莹，刘春兰．生物样品的微波-酸消解电感耦合等离子体原子发射光谱多元素同时分析[J]．分析化学，1991，19（5）：605-608．

[6]陈天裕，单 芳．微波消解石墨炉原子吸收光谱法测定钛白粉中铅[J]．分析试验室，1998，17（2）：47-50．

Determination of Arsenic Content in Soil by ICP-MS

WANG Na
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，Liaoning Shenyang 110032，China）

Arsenic content in soil was determined by inductively coupled plasma-atomic-mass spectrometry（ICP-MS）．Microwave digestions were carried out in PTFE（Teflon）closed vessels with HNO3and H2O2．The details of treatment of samples and working parameters of the instrument were described．The matrix effect was corrected by the in-line addition of internal standards，and the mass number interference was amended by correcting equation．Satisfactory linearity of working curve is obtained with the 0.999 9 correlation coefficient．Detection limit of Arsenic element is found at 0.001 mg/kg．CV（n=6）in the range of 1.6%～2.4%and recoveries from 84.0%to 96.8%are obtained in its application for the assay of samples．Comparing the results obtained by ICP-MS with those by the national standard method atomic fluorescence spectrometry（AFS），it can be concluded that the ICP-MS method is simple，rapid and sensitive，and can be applied to determine arsenic content in soil samples．

Inductively coupled plasma mass spectrometer（ICP-MS）；Arsenic；Microwave digestion；AFS；Soil

0 625

A

1671-0460（2010）01-0100-02

2009-03-27

王 娜（1980—），女，辽宁沈阳人，工程师，2003年毕业于辽宁大学有机分析专业，目前从事化学分析测试工作，已发表论文2篇。E-mail：wn_joy@yahoo.cn。