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摘要：根据GB 18145-2014《 陶瓷片密封水嘴》水嘴中金属污染物析出要求，建立电感耦合等离子质谱法测定水嘴中金属污染物析出。通过一系列的验证分析，利用数理统计方法，计算得到了方法的检出限、标准曲线相关系数、精密度和加标回收率。实验结果表明，ICP-MS方法适用于水嘴中金属污染物析出水样的检测。
关键词：电感耦合等离子质谱法 水嘴中金属污染物析出浸泡液
GB 18145-2014《 陶瓷片密封水嘴》国家标准中，要求对铅、锑、砷、钡、铍、硼、镉、铬、铜、汞、硒、铊、铋、镍、锰、钼16种金属污染物析出进行检测，标准中要求水嘴金属污染物析出浸泡液，按GB/T 5750.6-2006 《生活饮用水标准检验方法 金属指标方法》进行检测。GB/T 5750.6-2006标准适用于生活饮用水及其水源水的检测，测定金属元素的方法有原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等等。水嘴金属污染物析出浸泡液由于是由含盐高的试用浸泡液，是否适用于GB/T 5750.6-2006电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测试，需做验证。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
7800电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦科技有限公司。
超纯水：电阻率 18.2M Ω/cm；
硝酸（密度1.42g/mL）；
混合标准储备液：锰、铜、钡、硼（10000μg/mL）；砷、铍、镉、钼、镍、铅、锑、硒、锡、铊、铋（1000μg/mL）；汞（100μg/mL）
质谱调谐液：Li、Y、Ce、Tl、Co（C=1μg/L）；内标溶液：Sc、Ge、Y、In、Tb
（C=0.01g/L），使用前用1%的HNO3 稀释为C=10μg/L。
1.2 仪器条件
使用1μg/L的调谐液对仪器条件进行最优化,最优化参数为：射频功率:1550W；等离子气体:15L/min；辅助气体:0.9L/min；采样深度: 8.0mm；雾化室温度:2 ℃；蠕动泵转速：0.1r/min；采样锥与截取锥类型:镍锥；样品提升速度：0.3r/min；重复取样次数：3次。
1.3 实验方法
1.3.1 标准溶液的配制
吸取混合标准储备液，用1%HNO3 配制成砷、铍、镉、钼、镍、铅、锑、硒、锡、铊、铋浓度分别为 0.0，0.5，1.0，10.0，50.0 ，100μg/L；锰、铜、钡、硼浓度分别为 0.0、5.0、10.0、50.0、100.0、500.0μg/L 的标准系列；汞为 0.0，0.25、0.5、1.0、1.5、2.0μg/L 。
1.3.2 水样采集
1.3.2.1 试验用浸泡液的配制
1.3.2.1.1 0.025 mol/L含氯常备溶液
取7.3 mL次氯酸钠溶液（分析纯，有效氯含量≥5％），用纯水稀释至200 mL，贮存于密闭带塞的棕色瓶中，避光保存，此溶液为含氯常备溶液。每周需配制新鲜的溶液。
取1.0 mL含氯常备溶液用试剂水稀释至1 L，立即分析总余氯，测定值为A。
为了配制余氯浓度为2 mg/L的溶液，需要向试验用浸泡液中加入含氯常备溶液的体积，按式（1）计算：
V ＝.png)
……………………………………………（1）
式中： V —— 需加入含氯常备溶液的体积，单位为毫升（mL）；
B —— 试验用浸泡液的体积，单位为升（L）；
A —— 含氯溶液总余氯的浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）。
1.3.2.1.2 0.4 mol/L碳酸氢钠溶液
将33.6 g无水碳酸氢钠（分析纯）溶解于纯水中，并用纯水稀释至1 L，充分混匀，每周配制新鲜的溶液。
1.3.2.1.3 试验用浸泡液
配制1 L浸泡液：取25 mL 0.4 mol/L碳酸氢钠溶液（1.3.2.1.2）、适量含氯常备溶液（1.3.2.1.1），用纯水稀释至1 L，用0.1 mol/L盐酸调整pH值，使溶液符合下列要求：pH为8.0±0.5，碱度(以CaCO3 计)为（500±25）mg/L，无机碳为（122±5）mg/L，余氯为（2.0±0.5）mg/L。
按照上述比例配制实际所需要的浸泡液。
1.3.2.3 水嘴的浸泡及水样收集
取同款水嘴3套样品，用自来水冲洗样品15 min，然后用纯水洗涤3次，洗去样品内的残渣和污物。在室温23 ℃±2 ℃，用浸泡液洗涤样品3次，并用浸泡液完全充满样品，收集经过16 h浸泡的浸泡液进行测试。
1.3.3 测定
开机，当仪器真空度达到要求时，用调谐液调整仪器各项指标，使仪器灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到测定要求后，编辑测定方法、干扰方程及选择各测定元素，引入在线内标，观测内标灵敏度、调P/A 指标，符合要求后，将试剂空白、标准系列、样品溶液分别引入仪器。选择各元素内标，选择各标准，输入各参数，由计算机绘制标准曲线、计算回归方程。
1.3.4 计算
根据标准曲线所得的线性回归方程y=aX+b、所测样品的记数率，仪器自动计算出样品
中16种元素浓度。检出限的计算方法为，取11次平行测定试剂空白溶液的结果及3次平行测定一定浓度各元素的结果，按式（2）计算。
检出限（μg /L）=[3σ /(S −B)]×C………………………………………（2）
式中：σ 为试剂空白的标准偏差（SD）；
S 为一定标准各元素标准溶液的信号强度（CPS）；
C 为各元素标准溶液的浓度；
B 为试剂空白的信号强度（CPS）。
2 结果分析与讨论
2.1 干扰及消除方法的选择
对于 ICP-MS 而言，干扰分为质谱干扰和非质谱干扰。质谱干扰的解决办法主要有：选择无干扰同位素（如137Ba 代替138Ba），最佳化仪器，消除基体，干扰方程。本实验采用的是最佳化仪器条件、干扰校正方程等方法消除。非质谱干扰主要源于样品基体，如溶解性固体，高质量元素和易电离元素。对本实验水样采取内标校正法，通过加入内标溶液来监测校正相应信号的变动情况，可有效地去除基体效应、克服仪器的漂移，保证测量的准确性。
2.2 线性范围及方法检出限的确定
考虑所测水样中各元素的含量情况，选用适量的线性范围为标准曲线范围，其线性相关系数均大于0.999。方法检出限、线性范围和相关系数见下表。
2.3 精密度的测定
精密度用相对标准偏差（RSD%）表示。测定含16 种金属元素的3 种不同浓度的模拟水样7 次，相对标准偏差（RSD%）均小于5%。
2.4 加标回收率的确定
在水样中加入低、中、高 3 个浓度的金属元素标准溶液，测定样品的加标回收率,回收率均在87.6%~119.0%。
2.5 标准样品测定
本实验用 ICP-MS 的方法测定了环境保护部标准样品研究所提供的含钡、镉、铜、锰、钼、镍、铅、锑、铊、硒、汞、砷标准样品GSB 07-3035-2013，测试值均在证书数值范围内。
2.6 实际样品测定
测定了两款市场抽样合格水嘴，6个萃取浸泡液，水样中16 种元素的测定值均在标准范围内。
3 结论
本实验采用 ICP-MS 测定了水样中的16 种金属元素。通过调谐优化了最佳实验条件，编制了分析方法和干扰方程，选择了相应的内标，绘制了标准曲线。测定了含16 种元素的3 种浓度的模拟水样7 次，16 种元素的标准偏差均低于5%。在水样中加入一定浓度的标准溶液，各元素的加标回收率在87.6%~119.0%。环境保护部标准样品研究所提供的含钡、镉、铜、锰、钼、镍、铅、锑、铊、硒、汞、砷标准样品GSB 07-3035-2013，测试值均在证书数值范围内。测定了两款市场抽样合格水嘴，6个萃取浸泡液，水样中16 种元素的测定值均在标准范围内。ICP-MS方法适用于水嘴中金属污染物析出水样的检测。
参考文献：
[1] GB 18145-2014《 陶瓷片密封水嘴》
[2] GB/T 5750.6-2006 《生活饮用水标准检验方法 金属指标方法》
论文作者:李建军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：溶液论文; 标准论文; 样品论文; 浓度论文; 元素论文; 污染物论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第30期论文;