用ICP-MS测定土壤重金属的注意事项

摘要：本文主要阐述用ICP-MS测定土壤重金属铅、镉、铬、铜、锌时在样品制备、试剂使用、消解、质量控制以及上机5个方面的注意事项，便于从事此方面检测的人员快捷、方便、准确地完成检测工作。

关键词：ICP-MS ;土壤重金属;注意问题

中图分类号：S-3

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215008

土壤中污染物的种类和浓度呈现日益上升的趋势，重金属在土壤中的长期积累和对农作物的污染将严重影响人们的健康和生活。因此，快速、有效、准确地测定土壤中的重金属含量，对于土壤的评价、治理具有重大的意义。

作者根据实际工作经验总结了土壤重金属铅、镉、铬、铜、锌用ICP-MS测定中注意事项，可以更快捷、方便、准确地完成检測任务。

1样品制备中注意问题

土壤样品采集中注意样品的均匀性和代表性，样品在晾晒、缩分和研磨中注意不能污染，防止混淆;在土壤研磨过程中要用木棒（或玛瑙棒）研磨，不应用金属材质的器材研磨;将采集的土壤样品（一般不少于500g）混匀后用四分法缩分至约100g，缩分后的土样经风干（自然风干）后，除去土样中石子和动植物残体等异物，用木棒研压，通过2mm尼龙筛的土样要研磨至全部通过100目（孔径0.149mm）的尼龙筛，混匀备用。

2试剂使用中注意的问题

实验中使用的各类酸、试剂、药品必须严格控制背景含量，特别是分析用的硝酸、氢氟酸、高氯酸。实验使用的硝酸、氢氟酸是优级纯，上海国药集团生产，高氯酸优级纯，天津科密欧集团生产，都能满足实验的要求。

实验用水要符合GB/T6682，二级水，要做铅、镉、铬、铜、锌背景测试。实验用水应为新制备的去离子水，一般用娃哈哈集团生产的纯净水，每次在使用之前先测量水的pH、电导率，电导率一般在2.0～3.0us/cm（实验要求是5.0us/cm），pH在6.8～7.1之间。

混合标准储备溶液：10mg/L含有铜、锌、铅、镉、铬的混合标准溶液，美国安捷伦公司。

内标储备溶液：10mg/L Sc、Ge、Y、In、Bi的混合溶液，美国安捷伦公司。

调谐液：10ug/L Li、Y、TL或Be、In、Bi的混合溶液，美国安捷伦公司。

实验用器皿：聚四氟乙烯管和移液管、容量瓶等所用的玻璃器皿每次需先用自来水洗净。聚四氟乙烯管内加入8～10mL硝酸，于150℃消煮试管2h，洗净备用。移液管、容量瓶等所用的玻璃器皿用50%硝酸单独浸泡24h以上，洗净备用。聚四氟乙烯管清洗时，不建议使用酸缸，容易交叉污染。所用的玻璃器皿建议定期进行酸溶实验，确保无铅等溶出。

3消解过程中注意事项

硝酸消解样品，建议消解温度在130～150℃之间。注意加入高氯酸混合酸消解样品，消解温度不能超过130℃，待样品消解基本完全时，方可将温度升至150℃，做彻底消解。

未使用高氯酸试剂消解样品赶酸温度不宜超过160℃，使用高氯酸试剂消解样品，赶酸温度不宜超过200℃。

在消解赶酸阶段，一定要将氢氟酸赶尽，以免上机时腐蚀雾化器、矩管、锥等部件。

土壤样品采用硝酸、高氯酸、氢氟酸等进行全消解，赶酸至近干，但是要注意不能赶干，最后加入1～2mL25%硝酸复溶，样品应该是没有固形物，清澈、透明，消解管内壁无残渣或深色残留物。做批量前处理时，防止消解管余热将样品烤干，定容时未能将样品全部溶解提取，将会导致样品结果偏低。

4质量控制过程中注意事项

选择合适的标准物质，土壤GSS系列30余种，可以选择与自已所测样品值接近的标准土样做质控样。建议每做10～20个样品时，要加入1个质控样品，其分析方法与试样完全相同。

要绘制精密度控制图。对标准物质进行多次重复测定后，由所得的结果计算出标准物质的‐X及S，绘制精密度控制图，纵坐标为测定值，横坐标为获得数据的顺序。将均值‐X作成与横坐标平行的中心线CL，‐X±3S为上下控制限UCL及LCL， ‐X±2S为上下警戒限UWL及LWL。在进行试样例行分析时，每批带入质控样，其测定数据在控制图上打点，如果打在控制限之外，叫“超控”，该批结果全部为错误结果，必须立刻找出原因，采用适当措施，等“回控”后再重复测定。如果质控样的结果落在控制限和警戒限之间，说明精密度已不理想，应引起注意。

5上机过程中注意事项

5.1消解后的土壤样品，上机前应保持澄清，避免污染堵塞进样系统。

5.2仪器参数的选择

5.3内标的选择

铬、镉、铅、铜、锌所选定的内标分别为Sc45、In115、209Bi、Sc45、Sc45。上机时内标溶液的浓度适当调高，因为土壤样品的重金属含量比较高，基体比较复杂。用的内标液的浓度是500μg/L。

5.4标准曲线的配制

准确吸取标准贮备溶液，用1%硝酸溶液依次配制0 、0.2 、1、5、25、100 μg/L的系列混合标准溶液，此标准系列溶液可用于一般土壤样品测定。

5.4.1相关系数的检验

铅、镉、铬、铜、锌采用ICP-MS检测其测定曲线的相关系数∣r∣≥0.999。样品检测溶液的浓度在标准曲线的中间，当样品浓度高于标准曲线时，将样品进行适当稀释，当样品浓度位于标准曲线低点附近时，采取加大称样量，确保检测数据的可靠性。

5.4.2校准曲线

在使用中，随着样品的测定过程，每测定20个样品加测校准曲线上中间浓度点并与原校准曲线相应的浓度点的测定值进行比较，校准曲线的偏离度不大于10%。

5.4.3校准曲线的使用

校准曲线不合格不使用，使用时不随意超出标准系列浓度范围，每天检测样品前重新配制曲线，不长期使用，不借用。

5.5样品的测定

将仪器预热0.5h，吸收10μg/L 的调谐液对仪器进行调谐，达到分析的条件后，将内标管放进500μg/L内标溶液，在内标液进入雾化室后方可进行样品测定。依次测定标准系列各点，然后测定样品空白、试样。样品分析时，至少做5%平行双样。每次测定的平行双样结果在允许相对偏差30%以下，平行双样测定合格率在95%以上。

5.6控制指标

一般氧化物<2%、双电荷<3%、质量轴10%、峰宽为0.6～0.8，都要有相应的控制指标。

5.7氩气纯度与系统排风

上机时注意氩气的纯度，纯度不够，等离体会熄灭，通风系统排风量为8～10m/s，过大过小都不能正常点火。

5.8注意设备清洁度

检测过程中要注意锥、雾化器、矩管的清洁度。样品多时，注意进样一段时间后要及时清洗。

参考文献

[1] 李亚军，张青，李永太.电感耦合等离子体质谱法测定土壤中重金属元素[J].当代化工，2015，4（44）：4.

[2]全国《农产品产地土壤重金属污染防治》普查全程质量控制培训材料[Z].2012.

作者简介：

祝红伟 （1971-）女 ，本科 ，高级农艺师 。研究方向：土壤、肥料、农产品的检测。