电感耦合等离子体质谱仪在水环境重金属污染检测中的应用研究

摘要：水环境中重金属的形态对毒性和生态影响至关重要，但现有检测方法难以准确分析。基于此，通过探讨电感耦合等离子体质谱仪在水环境重金属污染检测中的应用。实验设计包括选定检测仪器与试剂样品、设定重金属污染检测实验环境。结果表明：电感耦合等离子体质谱仪相比传统方法具有更高的稳定性和可靠性，确保实验结果的准确性和可靠性。

关键词：水环境离子体质谱仪重金属污染检测电感耦合

中图分类号：O657.63

ApplicationofInductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometerintheDetectionofHeavyMetalPollutioninWaterEnvironment

PANGXinxinCHENHuidiPANJie

ZhejiangZhekanTestingCo.，Ltd，Ningbo，ZhejiangProvince，315000China

Abstract：Theformsofheavymetalsinaquaticenvironmentsarecrucialfortheirtoxicityandecologicalimpact，butexistingdetectionmethodsaredifficulttoaccuratelyanalyze.Basedonthis，theapplicationofinductivelycoupledplasmamassspectrometerinthedetectionofheavymetalpollutioninwaterenvironmentisdiscussed. Theexperimentaldesignincludesselectingdetectioninstrumentsandreagentsamples，andsettingupaheavymetalpollutiondetectionexperimentalenvironment.Theresultsindicatethattheinductivelycoupledplasmamassspectrometerhashigherstabilityandreliabilitycomparedtotraditionalmethods，ensuringtheaccuracyandreliabilityofexperimentalresults.

KeyWords：Waterenvironment;Ionicmassspectrometer;Heavymetalpollutiondetection;Inductivelycoupled

随着工业化和城市化进程的加速，水环境中的重金属污染问题日益严重。因此，对水体中的重金属进行准确、快速的检测显得尤为重要。电感耦合等离子体质谱法（InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry，ICP-MS）技术的基本原理是将样品引入等离子体，在高温和电场的作用下，样品中的元素被电离成带正电荷的离子。由于ICP-MS有较高灵敏度，使其在水环境重金属检测中具有显著的优势。本研究不仅有助于了解电感耦合等离子体质谱仪在水环境重金属污染检测中的应用，为保障人类健康和生态安全提供技术支持[1]。

1水环境重金属污染检测实验设计

重金属密度在4.5g/cm3以上，一般比重大于5。重金属经由饮水或食品摄入等方式损害人类身体健康，但却无法排解与转化。所以，人类水环境重金属监测已成为环保检测工作的重心[2]。

电感耦合等离子体质谱仪是用于检测水环境中重金属污染的仪器，工作原理在高温和电场的作用下，样品中的元素被电离成带正电荷的离子[3-4]。该仪器能准确、快速地测定水环境中多种重金属元素的含量，为水环境质量的监测和评估提供科学依据[5]。因此，研究电感耦合等离子体质谱仪在水环境重金属污染检测中的应用，如图1所示。

• 选定检测仪器与试剂样品

在水环境重金属污染检测中所使用的仪器为电感耦合等离子体质谱仪，该仪器型号为PPSD/4555DS85（美国PE公司）[6]。

试验采用化学试药样品5%的硝酸生产物、纯水、盐酸、土壤用重金属标准溶液、过氧化氢、快速调谐水等，并混合制成质量浓度为80mg/L的汞单标等水溶液。试样化学制剂如表1所示。

1.2设定重金属污染检测实验环境

根据实际需求对仪器的工作参数进行设定。实验电感耦合等离子体质谱仪工作参数如表2所示。

• 实验方法

沉积物中的重金属也存在生物毒性，当环境状况和pH值改变后，沉积物中的重金属就被排放进入水体，产生二次污染现象。

采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-AES）的射频产生装置，在工作线圈上产生高Ex6u2Utu4Ll5hHxpLZCNGOyqj1UTxRnizIGiJPcI8fU=频率的电流，使其在水溶液样品中被推进，对水体样品的各个重金属污染的电离，实现各项重金属元素检测过程如表3所示。

将0.1G的水体样品置于80mL的聚四氟乙烯烧杯中，加入5mL盐酸和2mL硝酸。加几滴过氧化氢，待冷却后将溶液转移至80mL的聚四氟乙烯容量瓶中，同时进行空白溶液试验。依照测定方法对水体样品溶液在同条件下处理空白溶液，进行10次测定，检出限、定量限公式如下：

2实验结果与分析

实验测定一水域中的水体中的重金属污染，抽取10份水体样品，重金属元素含有Fe、Cr、Mo、Ti、Nb、W、Al、Co等。将该电感耦合等离子体质谱仪和传统方法对比。采用ICP-MS法、传统方法进行检测，每次检测3次，取3次测量的平均结果，将两种检测方法比较，试验如表4所示。

根据表4检测结果看出，相较于传统方法，电感耦合等离子体质谱仪能够检测多种重金属离子，适用于各类水环境中的重金属污染检测。

3结语

综上所述，本文研究该仪器在水环境重金属污染检测中的实际效果。实验结果表明，ICP-MS具有快速、准确、灵敏度高等优点，可同时检测多种重金属元素，满足水环境监测的多种需求。然而，电感耦合等离子体质谱仪在实际应用中仍存在挑战。电感耦合等离子体质谱仪在水环境重金属污染检测中有广泛的应用前景。

参考文献

[1] 宋萍.固相微萃取—气相色谱联用法在水环境重金属离子污染检测中的应用[J].世界有色金属，2020（5）：297-298.

[2] 陈洲杰，刘宣汝，严镔镔.海洋沉积物重金属检测方法及污染防治研究进展[J].低碳世界，2023，13（6）：25-27.

[3] 杜耀，朱于红，郑乾送，等.还原剂残留对铬污染土壤六价铬测定的影响[J].安徽农学通报，2023，29（8）：156-161.

[4] 陈思龙，杨运华，马静，等.便携式X射线荧光光谱仪在污染场地中重金属检测中的应用[J].中国无机分析化学，2023，13（5）：433-440.

[5] 刘淼淼，孙倩倩，张波，等.稻谷重金属检测和去除方法的研究进展[J].中国粮油学报，2022，37（12）：259-268.

[6] 熊建芳，乔付，刘忠艳，等.基于高光谱图像的贝类重金属污染快速无损检测方法研究[J].环境工程，2022，40（10）：141-149.