电感耦合等离子体质谱技术及其在水质检测中的应用

张作阳

摘 要：电感耦合等离子体质谱法简称为ICP-MS，这是一种新型的水质监测方法，能够对水中的元素含量准确分析，不仅具有宽广的线性范围，而且容易消除，干扰较小。因此在当前水质检测中电感耦合等离子体质谱技术应用十分广泛，能够对水中各元素含量及多种金属指标进行准确监测。

关键词：电感耦合等离子体质谱技术；ICP-MS；水质检测；应用

中图分类号：O657.63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0316-01

在社会快速发展过程中，国家和水质行业对水质检测的精确度和安全性提出了更高的要求。这也使唤电感耦合等离子体质谱法在我国水质检测中进行广泛应用。电感耦合等离子体质谱技术作为一种高温离子源，能够将引入的样品变成离子状态，并传输至质谱检测器，从而完成水质检测。质谱仪作为离子检测器，在检测离子过程中使用两种不同的模式，有效的保证了检测的线性范围从ppm级到ppb级，有时能够达到ppt级，在水质跟踪监测工作中发挥着非常重要的作用。

1 水环境中检测的重要性

水作为人类赖以生存的资源，其在地球上分布范围较广，但能供人类使用的淡水资源却较少。水不仅是生命之源，同时也是生产和农业发展的基础。当前人类生活活动十分频繁，大量的工业废水、生活污水及农业生产加流水等被排入到水体中，导致水资源受到严惩污染，水质恶化。特别是当前水资源中重金属污染情况十分严重，重金属在水环境中具有较高的稳定性、可累积性及不可降解性等特点，对人们的健康带来较大的威胁。因此在当前水环境监测过程中，需要加大对重金属污染的监测力度。通过利用电感耦合等离子体质谱技术来对水质量进行检查，实现对水污染的有效控制，为水资源保护提供重要的依据。

特别是当前国家对水资源保护力度不断增加，在水质检测中，分光光度法、原子吸收分光光度法、原子荧光法、检谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等都有所应用，这些方法都有各自的优缺点。利用这些技术来进行水质检测，不仅需要配备多台仪器，而且还要耗费较大的人力和物力，部分元素检测的准确度还无法保障。但利用电感耦合等离子体质谱法，能够实现对多种元素进行检测，而且对样品需求量较少，能够进行同位素鉴别和测量，具有非常突出的检出限，检测过程中干扰少而且容易排除，在水资源保护工作中发挥着非常重要的作用。

2 电感耦合等离子体质谱技术在水质检测中应用

2.1 ICP-MS

ICP-MS即为电感耦合等离子体质谱技术的英文缩写，其在元素定量分析、同位素分析和形态分析等方面发展速度较快，在当前水质检测中ICP-MS技术应用较为广泛，能够为水资源保护提供重要的技术保障。在ICP-MS技术进行水质检测过程中，以电感等离子体作为离子源，利用质谱仪作为什滤质器的无机元素分析仪。即在实际工作中，需要将样品处理成溶液，被引入电感合等离子体，利用高温环境将其离子化，然后将多种元素离子提取到真空的质谱仪中，利用质量筛选器进行筛选，然后对具有特定质荷比的离子进行传输和检测。ICP-MS能够对80多种元素进行分析。相较于传统的无机分析技术，ICP-MS检测法具有较强的优势，而且其还能够与其他技术进行联用。ICP-MS检测法不仅所需样品数量较少，而且检测过程中干扰因素少，具有较好动态线性范围，能够快速进行分析，具有较高的准确度，能够同时对多种重金属进行检测。

2.2 采样对象及检测方法

针对需要检测的水源地进行连续采样。在样品测定之前，需要利用调谐液将仪器调整至最佳状态，然后进行标准溶液制备。当仪器达到测定指标要求后，对测定方法和干扰方程进行编辑，选择好各个测定的元素，将其引入在线内标，观察内标灵敏度，并对P/A指标进行调整，当与要求相符后，分别将样品溶液、试剂空白和标准系统等引入到仪器中，选择各元素内标和标准，将各参数输入到计算机中。按照仪器操作规程进行操作，同时还要通过加标回收和标准样品进行质量控制，以此来保证样品中各元素检测的精确度和精密度。由系统进行标准曲线的绘制和计算回归方程。

对于样品需要检测的各元素选择电感耦合等离子体质谱法进行长期监测，每次操作严格按照该仪器操作规程进行操作，标准曲线斜率均要求达到三个九以上方能进行样品检测，并通过加标回收和标准样品进行质量控制，保证了样品中元素监测的精确度和精密度。

为保证该样品群的检测精度，随机在运行队列里面加入质控措施，检测结果表示该样品群所检测的值均符合水利行业标准SL219-2013中规定的精准度的范围要求，检测结果具有很好的准确性和代表性。

2.3 检测过程中的注意事项

2.3.1 干扰及干扰消除方法

在ICP-MS进行水质检测过程中，干扰来自于质谱干扰及非质谱干扰。对于质谱干扰，可以通过最佳化仪器并选择无干扰同位素、干扰方程及消除基体等。由于非质谱干扰其基本源于样品基体，为了能够克服基体效应，可以采用标准加入、内标校正、稀释样品及基体消除等方法。

2.3.2 确定线性范围和方法检出限

水样中的各元素含量均不相同，标准曲线范围选择适量的线性范围，线性相关系数均>0.999。

2.3.3 测定精密度

采用相对标准偏差（RSD%）来表示精密度，将几种含有不同浓度的模拟水样进行测定，要经过多少测定，其RSD%要与标准要求相符。

2.3.4 加标回收率确定

将低中高几种元素标准溶液加入在水样中，对样品的加标回收率进行测定。

3 结束语

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析仪器将质谱技术、ICP技术进行结合，实现水质金属元素的检测。与传统无机分析技术相比较，ICP-MS能够对多元素进行同时分析，具有较高的灵敏度及较宽的线性测定范围，存在干扰小、检测精度、准确度高、检出限低等优势，已经广泛应用在環境检测、生物检测、地质检测、医学检测、视频检测等多项领域，并发挥了重要的作用。采用ICP-MS对水质中的金属元素进行测定，测定模拟水样具有较高的准确性，同时选择适宜的干扰方法，不仅保证了检出限，而且检测快速简便，具有较宽的线性范围，能够同时对多种元素进行测定。

参考文献

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[2]刘军波，赵 芸，邹礼根，王贤波.ICP-MS在水质安全金属指标检测中的应用[J].饮料工业，2012（12）.

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收稿日期：2018-3-5