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1、环境空气颗粒物(PM2.5)中金属元素分析标准操作手册电感耦合等离子体质谱法(2013)Standard Operating Procedure for the Determination of Metals In Ambient Particulate Matter Analyzed ByInductively Coupled Plasma/Mass Spectrometry (ICP/MS )201323目 录1 适用范围12 方法原理13 试剂与材料24 仪器与设备45 样品的采集与前处理56 分析步骤57 结果计算与表示88 精密度和准确度109 质量保证和质量控制1010 废弃物的处

2、理与注意事项1211 参考标准13附1 术语与定义15附2 表A-1 ICP/MS参考操作条件17附3 表A-2 估计方法的检出限和定量下限18附4 干扰及消除19附5 表A-3 ICP/MS测定常见的多原子离子干扰20附6 表A-4 推荐内标21附录B22附7 表B-1 ICP/MS法测定颗粒物中金属成分结果记录表22环境空气颗粒物(PM2.5)中金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法1 适用范围本标准操作流程(SOP)提供了环境空气颗粒物中12种金属元素的酸浸提分离和电感耦合等离子体质谱测定的方法。本SOP适用于石英滤膜采集获得的环境空气颗粒物PM2.5样品前处理程序,及采用电感耦合等离子体

3、质谱法对样品中锑(Sb),铝(Al),砷(As),铍(Be),镉(Cd),铬(Cr),汞(Hg),铅(Pb),锰(Mn),镍(Ni),硒(Se),铊(Tl)等金属元素的分析。当空气采样量为144m3(标准状态),样品预处理定容体积为50.0mL 时,各金属元素的检出限见附录A 中表A-2。2 方法原理使用石英纤维滤膜采集获得的环境空气颗粒物(PM2.5、PM10)样品送达实验室,滤膜经预处理(5%HNO3超声浸提)后,浸提液经离心或过滤,合并澄清溶液并稀释定容,制备成测试样,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS)测定测试样中各金属元素的含量。测试样中金属成分经过雾化由载气送入ICP炬焰中,

4、经过蒸发、解离、原子化、电离等过程,转化为带正电荷的正离子,经离子采集系统进入质谱仪,质谱仪根据质荷比进行分离。对于一定的质荷比,质谱积分面积与进入质谱仪中的离子数成正比。即样品中金属元素的浓度与质谱的积分面积成正比,通过测量质谱的峰面积来测定样品中金属元素的浓度。3 试剂与材料除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的优级纯化学试剂。3.1 水:电阻率18M·cm,推荐使用Millipore超纯水机制备,用于溶液配制。3.2 巯基乙醇:d420=1.1143,分析纯。3.3 硝酸:20(HNO3)=1.42g/mL。优级纯,使用时经一次亚沸蒸馏纯化后使用,以满足样品分析的需要。3.4

5、 硝酸溶液:2+98。于400ml 纯水中加入5mL 硝酸(3.2),稀释至500mL。3.5 硝酸溶液:5+95。于400ml 纯水中加入25mL 硝酸(3.2),稀释至500mL。3.6 标准贮备溶液3.6.1 汞单元素标准贮备液:=1000µg/mL。可购买有证标准溶液,推荐使用AccuStandard, Inc.生产的单元素标准溶液,介质为10% HNO3,不确定度为5%。3.6.2 多元素标准溶液:含锑(Sb),铝(Al),砷(As),铍(Be),镉(Cd),铬(Cr),汞(Hg),铅(Pb),锰(Mn),镍(Ni),硒(Se),铊(Tl)等元素,=10.0µg/

6、mL。可购买有证标准溶液,推荐使用AccuStandard, Inc.生产的多元素标准溶液,介质为2-5% HNO3,不确定度为5%。3.6.3 内标贮备溶液:含有钪(Sc)、钇(Y)、铟(In)、铽(Tb)、铋(Bi),=100µg/mL。可购买有证标准溶液,推荐使用AccuStandard, Inc.生产的标准溶液,介质为1% HNO3,不确定度为5%。3.7 标准中间溶液3.7.1 汞元素标准中间溶液:含有汞(Hg)元素,=200mg/L。取汞标准储备溶液(3.6.1)1.00mL于100mL容量瓶中,以5%HNO3定容至刻度,得到汞标准中间溶液A,含汞浓度为10.0mg/mL

7、;取汞标准中间溶液A 2.00mL于100mL容量瓶中,以5%HNO3定容至刻度,得到汞标准中间溶液B,含汞浓度为200mg/L。保存的有效期为90 d。3.7.2 多元素标准中间溶液:含有锑(Sb),铝(Al),砷(As),铍(Be),镉(Cd),铬(Cr),汞(Hg),铅(Pb),锰(Mn),镍(Ni),硒(Se),铊(Tl)等元素,=2 000mg/L。取多元素标准溶液(3.6.2)10.0mL于50mL容量瓶中,以2%HNO3定容至刻度,得到标准中间溶液A,各元素浓度为2 000mg/L。保存的有效期为90 d。3.7.3 内标中间溶液:含有钪(Sc)、钇(Y)、铟(In)、铽(Tb)

8、、铋(Bi),=1 000mg/L。取内标储备溶液(3.6.3)1.00mL于100mL容量瓶中,以1%HNO3定容至刻度,得到内标中间溶液A,含各元素浓度为1 000mg/L。保存的有效期为180 d。内标元素应根据分析元素同位素的质量数大小来选择,一般选用在其质量数±50amu 范围内可用的内标元素。内标选择参见附件A-3。3.8 模拟滤膜参考物质:可购买有证参考标准物质,推荐使用GBW(E)080211/080212(中国标准物质中心)或SRM 2783(美国NIST)。3.9 质谱仪调谐溶液:=1.0µg/L。该溶液需含有足以覆盖全质谱范围的元素离子,包括铍(Be)

9、、镁(Mg)、铟(In)、铀(U)、铈(Ce)、钡(Ba)等。可购买有证质谱调谐溶液,也可用标准贮备溶液逐级稀释进行配制。3.10 石英滤膜:对粒径大于0.3µm 颗粒物的阻留效率不低于99。推荐使用Whatman QMA石英纤维滤膜。3.11 氩气,钢瓶气,纯度99.999%。当进行批量样品分析时,推荐使用更大容量钢瓶液氩。液氩比压缩氩气更为经济,可减少钢瓶的替换频率,保证测试气体状态的稳定。3.12 氨气,钢瓶气,纯度99.999%。3.13 氧气,钢瓶气,纯度99.999%。3.14 氦气,钢瓶气,纯度99.999%。3.15 氢气/甲烷气,钢瓶气,纯度99.999%。4 仪器

10、与设备4.1 颗粒物采样器:中流量颗粒物采样器,流量范围80 L/min130L/min。7.1.1 PM2.5切割器:切割粒径Da50=(2.5±0.2)m;捕集效率的几何标准差为g=(1.2±0.1)m。其他性能和技术指标应符合HJ/T 93 的规定。4.2 电感耦合等离子体质谱仪。质量范围为5-250amu,分辨率在5%波峰高度时的最小宽度为1amu。包括稳压电源、冷凝水设备、通风设备和自动进样器等。4.3 超纯水制备仪。4.4 酸重蒸仪。4.5 微量天平:精度为0.0001g。4.6 漩涡振荡器。4.7 可加热至70的水浴超声仪。4.8 电热板加热器。4.9 陶瓷剪

11、刀。4.10 PFA Teflon容量瓶:10mL、50mL、100mL。4.11 离心管:聚丙烯离心管,15mL、50 mL。4.12 微量移液器:200µL、1000µL、5000µL。4.13 移液管:1.00mL、5.00mL、10.0mL。4.14 A级玻璃量器。5 样品的采集与前处理5.1 试样的采集试验采集按照PM2.5采样及质量浓度测定工作手册进行操作。5.2 试样的制备水浴超声浸提。取采样滤膜1/8 (或适量),准确称重后用陶瓷剪刀剪碎置于50mL刻度离心管底部,加入20mL 5%硝酸溶液浸没截取的滤膜,拧紧离心管的螺旋盖,于通风橱里70水浴超声

12、浸提3h后,取出放至室温,浸提液用0.45m滤头过滤(或3 000r/min离心),向离心管中加入适量纯水清洗内壁并过滤,合并滤液转移至50mL容量瓶中,以去纯水定容至刻度,备用。6 分析步骤6.1 仪器调谐开机,当仪器真空度达到要求时,用质谱调谐液调整仪器各项指标,仪器灵敏度、氧化物、双电荷、质量校正及分辨率等各项指标达到要求,对仪器工作条件进行优化。仪器优化条件参见附件A-4。仪器点距成功后,需预热稳定30 min,在此期间,可用质谱仪调谐溶液进行质量校正和分辨率查验。测定质谱仪调谐溶液重复测定次数5次,并确认所测定的调校溶液中所含元素信号强度的相对标准偏差5%。须针对待测元素所涵盖的质量

13、数范围进行质量校正和分辨率查验,如质量校正结果与真实值差异超过0.1amu 以上,则必须依照仪器使用说明书将质量校正至正确值,分析信号的分辨率在5%波峰高度时的宽度约为0.75amu。6.2 校准曲线的绘制6.2.1 汞元素校准曲线的绘制6.2.1.1 汞元素标准使用溶液的配制用1000µL微量移液器取200µg/L的汞标准中间溶液(3.7.1)2.00mL于装有2.00mL 5%HNO3的离心管中,得到浓度为10.0µg/L 的浓度点,依次逐级稀释(每级稀释1倍)配制汞标准使用溶液,标准系列浓度分别为0、0.195、0.391、0.781、1.56、3.13、6

14、.25、12.5、25.0、50.0、100和200µg/L。6.2.1.2 汞元素校准曲线依次移取浓度为0、0.195、0.391、0.781、1.56、3.13、6.25、12.5、25.0、50.0、100和200µg/L的汞标准使用溶液各1.00mL于10mL容量瓶中,加入200µL高纯HNO3、100µL 巯基乙醇和100µL内标使用溶液(=100µg/L),与样品相同的方法进行前处理,纯水定容至10.0mL,混匀。得到含元素浓度分别为0、0.020、0.039、0.078、0.156、0.313、0.625、1.25、2.

15、50、5.00、10.0和20.0µg/L的标准系列,内标浓度均为1.00µg/L。内标溶液和巯基乙醇可直接加入各标准溶液中,也可在样品雾化之前以另一蠕动泵加入从而与样品充分混合。校准曲线的浓度范围可根据测量需要进行调整。6.2.2 其他多元素校准曲线的绘制6.2.2.1 其他多元素标准使用溶液的配制用1 000µL微量移液器取2 000µg/L的标准中间溶液(3.7.2)2.00mL于装有2.00mL纯水的离心管中,得到浓度为1000µg/L 的浓度点,逐级稀释(每级稀释1倍)配制多元素标准使用溶液,标准系列浓度分别为0、1.95、3.91、

16、7.81、15.6、31.3、62.5、125、250、500、1 000和2 000µg/L。6.2.2.2 其他多元素校准曲线依次移取浓度为0、1.95、3.91、7.81、15.6、31.3、62.5、125、250、500、1 000和2 000µg/L的标准使用溶液各1.00mL于10mL容量瓶中,加入200µL高纯HNO3和100µL内标使用溶液(=100µg/L),与样品相同的方法进行前处理,纯水定容至10.0mL,混匀。得到含元素浓度分别为0、0.195、0.391、0.781、1.56、3.13、6.25、12.5、25.0、

17、50.0、100和200µg/L的标准系列,内标浓度均为10.0µg/L。内标溶液可直接加入各标准溶液中,也可在样品雾化之前以另一蠕动泵加入从而与样品充分混合。校准曲线的浓度范围可根据测量需要进行调整。表1 校准曲线组分(µg/L)空白(S0)标-1(S1)标-2(S2)标-3(S3)标-4(S4)标-5(S5)标-6(S6)标-7(S7)标-8(S8)标-9(S9)标-10(S10)标-11(S4)Hg*00.020 0.039 0.078 0.156 0.313 0.6251.252.505.0010.020.0Sb00.1950.3910.7811.5633

18、.1256.2512.525.050.0-Al00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200As00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Ba00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200Be00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Cd00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Cr00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0

19、-Co00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Cu00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200Fe00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200Pb00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200Mn00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200Mo00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Ni00.1950

20、.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Se00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Ag00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Tl00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Th00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-U00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-V00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.05

21、0.0-Zn00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200Bi00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Sr00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Sn00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0-Li00.1950.3910.7811.5633.1256.2512.525.050.0100200*Hg校准曲线内标浓度均为1.00µg/L,其他元素校准曲线内标浓度均为10.0µg/L。6.3 测定

22、在优化的仪器条件下编辑测定方法、干扰方程,选择待测元素及内标元素,观测内标灵敏度,符合要求后,将试剂空白、标准曲线系列、样品溶液、质控样品溶液依次分别测定。每测定一个样品依次用1%HNO3(体积浓度)和纯水清洗进样系统。以被测元素计数值(CPS)与内标物计数值的比值为横坐标,标准系列质量浓度为纵坐标,绘制标准曲线,计算被测溶液的浓度。分析每个样品前,用洗涤空白溶液冲洗系统直到信号降至最低(通常约30 s),待分析信号稳定后(通常约30 s)才可开始测定样品。若样品中待测元素浓度超出校准曲线范围,需经稀释后重新测定。7 结果计算与表示7.1 结果计算7.1.1将采样体积按式(1)计算在标准状态下

23、的采样体积。(1)式中:V0标准状况下的采样体积,L;V 采样体积,由采样流量乘以采样时间而得,L;T0 标准状态的绝对温度,273 K;p0 标准状态的大气压力,101.3 kPa;p 采样时的大气压力,kPa;t 采样时的温度,。7.1.2颗粒物 PM2.5中的金属成分含量计算=k(1-0)×V1m2-m1×S1S2(2)式中:颗粒物PM2.5中金属成分的相对质量浓度,mg/kg;k样品溶液稀释倍数;1样品溶液中金属元素的质量浓度,mg/L;0现场空白溶液中金属元素的质量浓度,mg/L;V1被测样品溶液的体积,mL;m1采样前滤膜的质量,g;m2采样后滤膜的质量,g;S

24、1样品滤膜的总质量,g;S2分析时所截取样品滤膜的质量,g。7.1.3 空气中的金属成分含量计算(3)式中:空气中金属成分的质量浓度,mg/m3;k样品溶液稀释倍数;1样品溶液中金属元素的质量浓度,mg/L;0现场空白溶液中金属元素的质量浓度,mg/L;V0换算成标准状况下的采样体积,L;V1被测样品溶液的体积,mL;S1样品滤膜的总质量,g;S2分析时所截取样品滤膜的质量,g。7.2 结果表示最终结果保留三位有效数字。8 精密度和准确度8.1 精密度对统一发放的滤膜参考物质进行前处理后,重复6次测定,各元素测定的相对标准偏差为<15%。8.2 准确度对统一发放的滤膜参考物质进行加标回收

25、试验,各元素测定的加标回收率在80.0%120%之间。同时,各元素测定结果均在参考值范围内。9 质量保证和质量控制9.1 仪器电感耦合等离子体质谱仪应在有效检定周期内运行,以保证检出限、灵敏度、定量测定范围满足方法要求。仪器工作的环境的温度和湿度要符合仪器使用说明书或认可实验室编制的仪器操作手册中相关指标的要求。在分析前用调谐液对仪器进行调谐和质量校准。依据四级杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范(JJF 1159-2006),主要技术指标及所要达到的要求如附录表A-1所示。9.2 试剂纯度标准溶液配制和样品前处理时必须使用高纯度试剂。由于ICP-MS 的检出限很低,同时为满足空气样品测试的需要,

26、需使用二次蒸馏的酸来降低分析空白值。上机测定时,试样溶液中的硝酸浓度必须控制在5%以内,以降低真空界面的损坏程度,并且减少各种同重多原子离子干扰。此外,当试样溶液中含有盐酸时,多原子离子的干扰会比较严重,必须进行校正。9.3 校准曲线每批样品(100个)样品需进行测试工作曲线,要求各元素校准曲线的线性相关系数0.999。校准曲线绘制结束后,应以第二来源标准品配置接近校准曲线中点浓度的标准溶液,并进行分析确认,其相对误差值一般在±10%范围内时,若超出范围需重新绘制校准曲线。每批样品工作曲线的斜率变化小于20%。9.4 空白实验实验室校准空白的浓度测定值不能大于检出限,实验室试剂空白平

27、行双份测定值的相对差值不应大于50,每批样品最少要有3 个实验室试剂空白和3个现场空白样品。9.4.1 试剂空白试验每批样品(100个)需进行3个试剂空白,用实验室所用纯水和硝酸试剂,不加入滤膜,按照样品前处理操作进行处理后,上机测定。要求试剂空白值小于方法检出限(MDL);当试剂空白值大于2.2×MDL时,必须查明原因,在消除污染来源,空白值符合要求后,重新制备样品并测定。9.4.2 现场空白试验每批样品(100个)样品需进行3个现场空白试验,进行全流程质量控制。将采样器材(包括空白滤膜、镊子等)带至现场,再与同批次采集的滤膜样品返回实验室,按照样品前处理操作进行处理后,上机测定。

28、要求现场空白试验值小于方法定量限(MQL)。9.5 质控样品测定每批样品(100个)样品需进行质控样品测定(3个平行样),要求每种元素测定值在质控样品规定的许可范围内。同时为确保仪器在使用过程中的稳定可靠,在每次进样周期过程中,按一定间隔进同一测试样。规定每间隔20个样品时,进一次标准(如S5),测定值应在10%的标准值内,如果超出此范围,应重新调谐,并进行重新分析。9.6 平行样应抽取10的样品进行平行样测定。平行样的测定结果,其最大值与最小值间的差值应小于各元素相应的重复性限值(r)。由于受时间或空间的限制,严格意义上的平行样是难以采集的。因此,平行样分析一般是指将同一样品分成两份或多份在

29、完全相同的条件下进行同步分析,一般是做双份平行。9.7 样品测定当样品某种元素浓度超出工作曲线的线性范围时,应将样品适当稀释后重新分析,并重新取双份平行样分析。10 废弃物的处理与注意事项注意观察废液贮罐状态,定期清理废液。废液和废弃试剂按照化学废弃物处理的相关规定进行妥善处置。 尽量减少化学品与不可回收实验耗材的使用,减少实验废弃物。无机废液和玻璃、金属等利器废弃物必须分类收集至利器盒,集中后委托有关单位处理。由于某些金属元素(如砷、铊、汞等)或试剂毒性较大,实验过程中应做好安全防护工作。实验人员应当经过相关操作培训和安全培训。包括:无机分析及使用酸溶液进行样品前处理的操作,仪器操作和基本维

30、护,基本电气常识等。了解分析过程中使用试剂的物理化学性质,认真阅读试剂标签上的注意事项,具体操作时应满足相应安全要求。强酸应与样品及有机试剂分开存放,确保样品管置于样品架上,避免倾倒溢出。 压缩气体贮罐安放位置应符合仪器安装要求,使用过程中固定贮罐。11 参考标准EPA IO 3.5 Determination of Metals in Ambient Particulate Matter Using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP/MS)GB/T 5750.6 生活饮用水标准检验方法 无机金属指标GB/T 15432 环境空

31、气 采样器技术要求及检测方法EPA IO 3.1 Selection, Preparation, and Extraction of Filter MaterialEPA 6020A Inductively coupled plasma-mass spectrometryGB 11739-89 居住区大气中铅卫生检验标准方法 原子吸收分光光度法GB 11735-89 居住区大气中铍检验标准方法 桑色素荧光分光光度法GB 11740-89 居住区大气中镉卫生检验标准方法 原子吸收分光光度法GB 8912-88 居住区大气中砷化物卫生标准检验方法 二乙胺基二硫代甲酸银分光光度法GB 8914-88

32、 居住区大气中汞卫生标准检验方法金汞齐富集原子吸收法国家环境保护总局公告(2007 年第4 号) 环境空气质量监测规范(试行)JJF 1159-2006 四级杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范附1 术语与定义(资料性附录)1) 标准空白(CB):酸化的一定体积试剂水溶液,其酸基质与标准系列溶液中一致。 标准空白是标准系列的零点,用来校正ICP仪器。2) 标准系列(CAL):由标准储备液稀释制备得到的溶液,用来校准仪器对待测元素含量的响应值。3) 现场空白样品:该空白样品不需抽引环境空气通过空白滤膜,但要经过和真实样品一样的处理及运送操作,即运输至采样点,暴露于采样点环境,保存,储存和所有的分析步

33、骤都同样品一样处理,目的是检测在现场环境中是否存在方法待测元素或者其他干扰。样品运送途中应避免污染及损失。4) 实验平行样(LD1和LD2):同一实验室中同一样品的两等分经过完全一致的步骤分别分析。平行样检测结果的精密度与实验步骤有关而与样品收集,保存或者储存过程无关。5) 实验室加标空白(LFB):实验室试剂空白中加入已知量的方法待测元素,检测过程与样品完全一致,用来决定检测方法是否受控,实验室是否有能力进行准确和精密的测量。6) 实验室样品加标样品(LFM):一等分的生物样品中加入已知量的方法待测元素,同样品一样分析,用来检测样品基质是否对分析结果产生偏倚。样品基质中待测元素的背景浓度值应

34、用独立的等份样品测定,LFM的测量结果用来校正背景含量。7) 校准空白溶液:组成应与稀释标准品使用的溶液相同,通常是浓度为(1+99)的硝酸溶液。8) 实验室试剂空白溶液(LRB):一等份的试剂水或者其他空白基质,其制备过程与样品一样,包括过程中用到的器皿,仪器,溶液,试剂,内标物。LRB用来检测实验室环境,试剂,实验器具中是否有方法待测元素或者其他干扰。9) 洗涤空白溶液:一般是浓度为(1+99)的硝酸溶液,主要用于冲洗仪器系统中可能来自于前一次测定的残留物。10) 线性动态范围(LDR):对某一待测元素,仪器反应呈线性时对应的待测元素的含量值范围。11) 仪器检出限(IDL):对某一选定分

35、析的质量数,对标准空白进行10次重复测定后其信号值3倍标准偏差相对应的浓度值。12) 方法检出限(MDL):待测元素能够被识别,检测,并报告其含量在99%置信度下大于0的最小浓度值。方法检出限和线性工作范围取决于样品基体特性、仪器设备及其所选用的操作条件。13) 质量控制样品(QCS):加入实验室试剂空白或者样品基质中的已知含量的一等份方法待测元素溶液。质控样从实验室外部获得,与获得标准系列的来源不同。质控样用来检查实验室或者仪器状况。14) 标准储备溶液:在实验室采用有证参考物质制备,或者来源于知名商业公司购买获得的、量值可溯源的含有一定浓度一种或多种方法待测元素的溶液。15) 内标:加入样

36、品中的已知含量的纯物质,提取液或者标准溶液,用来测量样品中待测元素的相对反应值。内标物不能是样品组分中的待测元素。16) 调谐溶液:在生成标准曲线和样品分析之前用来确定仪器是否在可接受状态的溶液。17) 同量异位素:两个元素的同位素具有相同质量,称为同量异位素。实际上,它们的质量可能有很小的差异,大约是0.005m/z,这个差异不能被四极杆质量分析器所分辨。由此形成的干扰称为同量异位素干扰。18) 丰度灵敏度:表示一质量波峰的峰翼对邻近质量讯号的贡献程度,它受到离子能量和质量分析器操作压力的影响。19) 分子离子:化合物分子失去一个电子形成的正离子称为分子离子。由于分子离子与待测物的同位素具有

37、相同的质荷比而造成的干扰称为分子离子干扰。附2 表A-1 ICP/MS参考操作条件仪器参数数值射频功率1 500.00W等离子气体流量15.00L/min辅助气流量1.40 L/min雾化气流量1.00L/min分辨率(10% 峰高)0.6 amu0.7amu进样量1.00mL/min扫描线数150驻留时间50ms重复测量次数3分析时间5min上表给出的是Perkin-Elmer Sciex公司Elan DRC型电感耦合等离子体质谱仪参考工作条件,根据仪器型号的不同,可参考上述参数选择适合自己仪器的最佳测定条件。附3 表A-2 估计方法的检出限和定量下限元素推荐分析的质量数估计方法检出限a&#

38、181;g/Lng/m3锑(Sb)1210.30.09铝(Al)27258砷(As)7520.7铍(Be)90.10.03镉(Cd)111,1140.10.03铬(Cr)5231汞(Hg)2020.20.35铅(Pb)206,207,20820.6锰(Mn)550.80.3镍(Ni)6020.5硒(Se)8030.8铊(Tl)2050.090.03a分析条件:空气采样体积为144m3(标准状态),样品预处理定容体积50.0mL。附4 干扰及消除1) 同量异位素干扰附录A 中表A-2 是本方法为避开此类干扰(除了98Mo 与82Se 仍会有98Ru 与82Kr 的干扰)所推荐使用的同位素表。若为

39、了达到更高的灵敏度而选择表A-2 其它天然丰度较大的同位素,可能会产生一种或多种同量异位素干扰。这类干扰可以使用数学方程式进行校正,通常是测量干扰元素的另一同位素,再由分析讯号扣除对应的讯号。所用的数学方程式必须记录在报告中,并且在使用前必须演算其正确性。2) 丰度灵敏度当待测元素的同位素附近出现大量其它元素的同位素信号时,可能发生波峰重叠干扰。当待测样品发生这类干扰时,可采用提高解析度、基质分离、使用其它分析同位素等方式来避免干扰发生。3) 分子离子干扰这些分子离子通常由载气或样品中的某些组分在等离子体或界面系统中形成,例如:40Ar35Cl对75As 及98Mo16O对114Cd 的测定会

40、产生干扰。大部分文献已证实的影响ICP-MS 测定的分子离子干扰如附录A 中表A-2 所示。校正此干扰的方法可由文献中查得自然界存在的同位素丰度,或通过调整标准溶液浓度,使仪器测得净同位素信号的变异系数小于1.0%等方式,精确求得干扰校正系数(仪器的校正系数可通过净同位素信号强度的比值换算获得,在校正系数测定的过程中,应以适当浓度的标准溶液进行同位素比值测定,使所测得的信号精密度必须小于1.0%)。ICP/MS测定常见的多原子离子干扰参见附件A-2。4) 物理干扰物理干扰的发生与样品的雾化和传输过程有关,与离子传送效率也有关。大量样品基质存在会导致样品溶液的表面张力或粘度改变,进而造成样品溶液

41、雾化和传输效率改变,并使分析信号出现抑制或增加。另外,样品溶液中大量溶解性固体沉积在雾化器喷嘴和取样锥空洞,也会使分析信号强度降低,因此,样品溶液中总溶解性固体含量必须小于0.2%(2000mg/L)。由于物理干扰发生时,内标准品和待测元素的变化程度相同,故可以利用添加内标准品的方式来校正物理干扰。当样品中存在的基质浓度过高,造成内标准品信号发生显著抑制现象(少于标准信号的30%)时,样品溶液可经适当稀释后,再重新进行测定以避免物理干扰。5) 基体抑制(电离干扰)易电离的元素增加将大大增加电子数量而引起等离子体平衡转变,通常会减少分析信号,称基体抑制。用内标法可以校正基体干扰。6) 记忆干扰在连续分析浓度差异较大的样品或标准品时,样品中待测元素沉积并滞留在真空界面、喷雾腔和雾化器上会导致记忆干扰,可通过延长样品间的洗涤时间来避免这类干扰的发生。附5 表A-3 ICP/MS测定常见的多原子离子干扰元素受干扰元素的同位素丰度干扰分子或离子铅206Pb24.1190Pt16O+207Pb22.1191Ir16O+208Pb52.4192Pt16O+镉110Cd12.539K216O+111Cd12.895Mo16O+, 94Zr16O1H+, 39K216O21H+112Cd24.140Ca216O2, 40Ar21

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