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ICP-MS 同时测定某市水体中 13 种重金属的实践研究彭春晓（广东省阳江生态环境监测站，广东阳江529500）摘要：本实验采用了电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了某市水体中的 13 种重金属含量，并采用内标法对试验结果进行校正。介绍了本次实验材料的选择原则，研究了实验过程中处理需要注意的问题。测试结果水体中13 种重金属元素含量未超标，该市水体未受重金属污染。关键词：ICP-MS重金属水污染中图分类号：O657.63；X832文献标识码：A文章编号：2095-0748（2023）01-0239-03引言水是人类不可或缺的重要资源，但近年来随着人类活动的增加，对水资源造成了严重的污染，其中主要是重金属污染。针对重金属水污染问题，国家环保部在 2014 年发布了（HJ700-2014）水质 65 种元素测定电感耦合等离子体质谱法，对电感耦合等离子体质谱法检测水质表示通过。1实验方法选择目前重金属导致的水污染检测方法主要是电感耦合等离子体质谱法、石墨炉原子吸收法、火焰原子吸收法等。石墨炉原子吸收法：灵敏度高，检出限较低，存在较多的干扰影响，此外该分析法分析耗时过长。火焰原子吸收法：检出限较高，重金属含量较低的元素需要不断萃取沉淀等方法采集到足够多的样品才能进行检测，影响到实验分析效率。电感耦合等离子体质谱法：同时兼具其他检测方法的优势，可以在单位时间内检测单种以上的元素类型，因此该检测法具有检测范围宽的优势，以及检测限制低，响应灵敏度高，操作简单易上手，元素分析速度快等优点，在检测金属元素的过程中可以实现精准、精密、快速的定位和反馈。因此本文研究 ICP-MS 法同时测定某市水体中Cu、Pb、Zn、Be、Ba、Mo、Co、Sb、V、Tl、Ti、B、Ni13 种重金属元素。2实验材料2.1实验设备电感耦合等离子体质谱仪（ELAN DRC-II，美国Perkin Elmer 公司），S10 Autosampler 自动进样器(美国PerkinElmer 公司）；ELGAClassic UF 综合型超纯水仪。2.2试剂本实验采用北京化工厂优级纯的硝酸溶液（=151 g/m3），北京坛墨质检科技有限公司购买的混合标准溶液和单元素标准溶液 Cu、Be、Ba、Mo、Co、Sb、V、B、Ni（质量浓度为 100 g/mL），Pb（浓度在每毫升500 g/mL）、Zn（质量浓度为 1 000 g/mL）国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院制备的单元素标准溶液 Tl（质量浓度为 1 000 g/mL）、Ti（质量浓度为 1 000g/mL），美国 PerkinElmer 公司购买的标准调谐液Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb、U（质量浓度为 1 g/L）,北京坛墨质检科技有限公司购买的内标溶液74Ge、103Rh、209Bi、45Sc、115In、187Re（质量浓度为 100 g/mL）。2.3样品采集本实验于样品选用了生态环境部标准样品所提供的有证标准物质 Cu、Pb、Zn、Be、Ba、Mo、Co、Sb、V、Tl、Ti、B、Ni。3实验处理3.1样品前处理首先称取质量为 0.100 0 g 的沉积物作为样品放置在消解罐当中，同时依次加入固定量的氟化氢、硝酸、次氯酸和双氧水，为加快程序消解速度使用微波消进行加热，完成之后解除压力，对样品样品进冷却、赶酸，转移至 50 mL容量瓶中进行定容，采用 ICP-MS对样品进行测定，每个样品平行测定三次。3.2样品测定与分析样品测定之前需要统一方法，本实验采用 Agi-lent770X 电感耦合等离子体质谱仪按照 DZT0064.80-1993 和 DZT0223-2001 仪器参数优化方法对过滤水和表层沉积物重金属含量进行测定。另外，实验参考了 地表水环境质量标准（GB 38382002）标准限值，为提高精准度也参考了当地背景值。4实验结果分析4.1改善电感耦合等离子体质谱法的工作条件为提高仪器的灵敏度，使其符合工作要求标准，使用标准调谐液对仪器进行校正和改善。改善后的仪器工作环境见下页表 1。收稿日期：2022-05-06作者简介：彭春晓（1982），男，本科，毕业于广东教育学院，环境保护工程师，从事环境监测分析、环境综合室（编写环境监测报告，海水浴场、海洋垃圾、降雨降尘上报数据）等工作。总第 223 期2023 年第 1 期现代工业经济和信息化Modern Industrial Economyand InformationizationTotal 223No.1，2023DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2023.01.093经验交流现代工业经济和信息化第 13 卷仪器参数优化值RF 功率/W1 500雾化器流量/（L min-1）0.93辅助气流量/（L min-1）1.2冷却气流量/（L min-1）18冲洗时间/s45提升时间/s35泵速/rps24灵敏度/（cps ppb）9Be3 00024Mg20 000115In50 000238U40 000背景值/cpsMass 2201.0氧化物/cps156CeO/140Ce0.025双电离离子/cps70Ce+/140Ce0.03标准样品保证值测定均值RSD/%Cu（201132）0.450/（mg L-1）0.441/（mg L-1）4.7Pb（201235）29.6/（g L-1）29.4/（g L-1）4.3Zn（201327）0.603/（mg L-1）0.598/（mg L-1）3.3Be（204608）13.7/（g L-1）13.8/（g L-1）2.8Ba（204310）0.783/（mg L-1）0.789/（mg L-1）3.6Mo（203808）50.5/（g L-1）51.0/（g L-1）3.6Co（203610）79.7/（g L-1）80.9/（g L-1）2.2Sb（204910）39.8/（g L-1）38.9/（g L-1）4.5V（203508）0.550/（mg L-1）0.545/（mg L-1）2.3Tl（206706）19.9/（g L-1）20.4/（g L-1）1.2B（206806）1.10/（mg L-1）1.10/（mg L-1）3.4Ti（206604）0.601/（mg L-1）0.570/（mg L-1）2.2Ni（201518）1.51/（mg L-1）1.54/（mg L-1）2.6表 1PerkinElmer NexIon300XICPMS 工作参数及优化性能指标4.2合理选择内标元素电感耦合等离子体质谱仪工作状态时可能会受到质谱和非质谱的干扰，影响实验结果误差，因此为了提高实验结果的准确性，要尽可能降低误差的影响，将误差范围控制在 12,14。质谱干扰带来的误差可以通过采用不受干扰的同位素的方法来降低，也可以选择改善测定条件、编辑干扰校正方程、使用色谱等基体分离方式或选择碰撞、反应池技术等合适的模式来降低误差。另外，解决非质谱的干扰问题可以选择的方法有稀释样品、内标法、标准加入法、去除基体或使用耐高盐进样系统等方式，通过上述方法实现降低误差的目的。注意到由于内标法的特殊性质，因此可以利用内标法对基体效应、传输效应、雾化效应、电离效应和空间电荷效应等非质谱干扰进行校正，此外，该方法对于仪器无论是短期信号漂移还是长期信号漂移都具有良好的应用性。本次实验采用的内标元素为北京坛墨质检科技有限公司购买的内标溶液74Ge、103Rh、209Bi、45Sc、115In、187Re（质量浓度为 100 g/mL）。实验结果如图 1 所示。可以明显看到曲线的变化，内标回收率在体系较为纯净的去离子水分析测试阶段较高，平均回收率在102.5%，其中回收率最高的内标元素为187Re，而45Sc的平均回收率也在 134.5%，相比标准曲线点，45Sc 的回收率也是较高的。115In、187Re 这两个内标元素的回收率与标准曲线点比较来看表现出较大的差距，而74Ge、103Rh、209Bi 这三个内标元素的回收率与标准曲线点比较来看表现差距较小。所以实验采用了后三种元素作为内标元素。4.3优化工作曲线根据 2014 年国家环保部发布了（HJ 7002014）水质 65 种元素测定电感耦合等离子体质谱法 中使用的校准曲线，水体中许多重金属的浓度范围都比较宽，原因在于在环境水体中这些重金属无污染来源，所以含量不多，其浓度测定值甚至不高于推荐曲线的首个浓度点，这可能导致对实验数据的准确性造成影响，带来实验误差。因此在实际的水体检测工作中可以通过对工作曲线的优化来提高实验结果的准确度。在实验之前优化工作条件，采用浓度为 1%的硝酸对待测的 13 种重金属元素的混合标准溶液进行稀释，最后使用内标法对工作曲线进行测试。工作曲线条件优化之后的坐标轴以以标准溶液浓度为横轴，以样品信号与内标信号的比值作为纵轴。4.4准确度控制为提高实验结果的准确度，本次实验在控制其他客观干扰条件下对 13 种重金属元素的有证标准物质分别进行了 6 次实验，按照数学概率公式计算出六次的标准偏差（见表 2），控制测定值符合工作预期和标准范围之内，同时标准差不大于 5%。该检查方法有效提高了实验检测的准确度。4.5实验样品检测按照 ICP-MS 法检测的样品回收 率范围在0.82,1.2，结果见下页表 3。从下页表 3 中数据来看，实验结果符合 地表水环境质量标准（GB 38382002），说明该市水体未受重金属污染。5结论本实验研究了某市 13 种重金属元素含量。均未图 1内标元素加标回收率比较表 2标准样品测定、准确度与精密度实验结果150.0140.0130.0120.0110.0100.090.0回收率/%45Sc74Gc103Rh115In187Re209Bi标准曲线实际样品2402023 年第 1 期Research on Coordinated Control of High-voltage Distribution System Based on DSPSun Jianan（State Grid Dandong Power Supply Company,Dandong,Liaoning 118000）Abstract:In order to better ensure the safe and stable operation of high-voltage distribution system,the coordinated control system ofhigh-voltage distribution system based on DSP is studied,the importance of studying the high-voltage distribution system based on DSPand the main components of the distribution system are introduced,the basic framework composition of the high-voltage distribution systembased on DSP is proposed,the software and hardware programs of the system are designed,and the program flow of both is proposed,through DSP collects the operation data of electrical equipment,and uses these operation data collected as the basis for coordinating thecontrol system,and then achieves the purpose of better ensuring the safe,continuous