icp-ms在环保行业的应用

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1、Agilent7700ICP－MS在环境样品分析中的应用Zhu，MinjieAgilentICPMSProductspecialist随着社会的进步和发展，人类对生活环境状况的关心程度越来越高，因此对环境保护和环境监测的要求也日趋严格，环境中的有毒有害元素含量与人们的日常生活和健康息息相关，因此环境中的有毒有害元素检测目前成为环境样品分析的重要领域。ICP－MS作为目前最为灵敏的痕量元素分析工具，在环保行业中得到了广泛的应用。为了保证所测定的结果的准确性，对于这些环境样品的分析所采用的分析仪器，分析方法、采样方法等也作了严格的法规规定，其中的典型就是美国国家环保局所规定的ICPM

2、S技术用于饮用水、地表水、地下水中各种元素分析的EPAmethod200.8和用于废水、固体废弃物、沉积物、泥土等样品中的各种元素分析的EPAmethod6020。一、ICP－MS与其它元素分析仪器的比较目前常用的液体样品元素分析手段包括FAAS，GFAAS，ICP，ICP－MS。四种元素分析手段从分析速度，分析性能以及消耗上，如下图所示。从分析速度上看，ICP光谱与ICP－MS具有多元素同时检测能力，分析速度最快，例如需要测定10个元素的样品，平行测定三次，时间在1分钟以内。单火焰FAAS和石墨炉GFAS原子吸收分析元素有限，不具备多元素同时检测能力，对同一样品需要多次测定，分

3、析速度相对较慢。从检测能力上看，首先从对待测元素的检出限水平上看，ICP－MS最佳，为ppt（10－12）级，其次是GFAAS为**ppt量级，ICP光谱的检出限为ppb(10-9)量级，FAAS更高。基本的数据对比如下图：检测能力的另一个方面是仪器的动态线性范围，即仪器能够分析的目标元素的浓度范围。FAAS与GFAAS一般具有2～3个量级的线性范围，ICP光谱可以达到4～5个数量级的线性，而ICP－MS可以达到8～9个量级的线性。二、环境样品分析对仪器的要求和选择环境样品种类繁多，低基体样品主要包含各类水样，高基体样品包含污水，土壤，岩样，各类沉积物和空气中的粉尘，基体适中的样

4、品包括动植物样品。环境样品分析的特点以及对仪器的要求如下：l分析元素种类较多，更偏重于有毒有害元素，重金属测定，要求仪器具有多元素同时检测能力。l分析元素浓度范围变化较大，需要分析主量元素同时分析痕量元素，要求仪器具有宽动态线性范围。l某些元素，例如Cd，As，Hg等的法规要求限值较低，因此要求仪器具有极低的检测下限。l对于高基体样品，希望仪器的基体效应和干扰尽量的少。l同时希望仪器具有高通量分析能力，满足繁忙的实验室工作需要。l与色谱联用进行元素的形态和价态分析。ICP－MS是环境样品分析中的最佳手段，具有多元素检测能力，可以同时分析周期表中的大部分元素（80多种）。具有最佳的

5、动态线性范围，达到9个量级，可以分析饮用水中的几十ppm的Na的同时，测定几十ppt的Cd，这些均在一次分析中完成。对于有毒有害元素的测定，ICP－MS提供了ppt级的检出限，这是其它元素分析手段所无法达到的。ICP－MS中的质谱干扰相对简单，在高基体分析时，其干扰要比ICP光谱少的多，因此基体效应较小。ICP－MS的高通量分析能力也非常适合环境实验室繁忙的工作。目前色谱与ICP－MS联用分析进行元素的形态和价态分析已经趋于成熟，利用HPLC，GC等仪器的分离能力以及ICP－MS的超强的捡出能力，使其成为形态分析领域的最佳手段。三、环境样品种类和分析方法环境样品主要包括大气颗粒物

6、、粉尘、固体废物、以及各种水体等等。下面分别详细讨论：各种水样水样的种类较多，包括各种自然水体（包括海水），工业污水，生活用水和饮用水等等。水样是ICP－MS最适合分析的样品种类之一，对于大部分水样可以采用直接进样。饮用水的测定一般包含多种常见的金属元素，包括Cu，Mn，Pb，Cd，Zn，ICP－MS在标准模式下可以很容易的对这些元素进行测定。其它常见元素例如，K，Na，Ca，Mg，Al一般不作为强制要求，而且往往含量较高。废水样品中一般测定多种金属元素，包括Sr，Ba，Be，Cd，Co，Ti，Pb，Ni，Cr，Cu等等，也包括一些非金属元素和过渡元素例如As，B，Se。废水样品

7、往往含有较多的有机物和盐分，往往需要过滤，并经过适当的消化，去除有机成分，同时保证废水中的可溶性固体的总量在ICP－MS的测定要求之内（一般为1％TDS）。海水样品分析：测定元素种类较多，经常需要测定的元素包括Fe，Pb等等。其它元素包括As，Hg，Cr，Se等元素还可能需要进行适当的形态分析，对仪器的基体耐受性和检出限具有较高要求。煤灰分析煤灰中包含大量需要测定的元素，大部分轻质量数的金属元素都在测量范围之内，煤灰样品需要经过一定的前处理过程使其溶解，一般采用硝酸，氢氟酸和高氯