食安無憂 | NexION系列ICP-MS智能電子稀釋法(EDR)實現一次進樣同時測定ppb-%含量的元素

環(huán)境水質及生活飲用水中多元素含量測定
水是人體最主要的成分,參與新陳代謝、體溫調節(jié)、營養(yǎng)物質吸收和廢物排泄等所有生理過程。生活飲用水的重要性遠超“解渴”這一基本功能,安全飲用水是預防介水傳染病的第一道防線,有效去除或控制水中的重金屬,能終身降低癌癥、神經損傷、肝腎疾病等慢性病的風險。而水中富含多種礦物元素對人體健康有重要的作用,如鈣和鎂對骨骼代謝很重要,鉀和循環(huán)系統(tǒng)密切相關,對高血壓的人有一定好處。同時食品、飲料、制藥、餐飲、制造業(yè)等幾乎所有行業(yè)都依賴于穩(wěn)定、達標的水源,健康的水生態(tài)系統(tǒng)是人類社會可持續(xù)發(fā)展的基石,《水污染防治法》1、《生活飲用水衛(wèi)生標準》2等法規(guī)明確規(guī)定了不同水體的檢測責任主體、指標和頻次。

GB/T-5750.6《生活飲用水標準檢驗方法第6部分:金屬和類金屬指標》3是GB 5749《生活飲用水衛(wèi)生標準》的配套檢驗方法,規(guī)定了飲用水及其水源水中金屬元素和類金屬的分析方法和要求,而HJ700-2014《水質65種元素的測定電感耦合等離子體質譜法》4則適用于地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中65種元素的檢測需求。
本文采用NexlON 1100G型ICP-MS
樣品制備
水樣包括井水、自來水、礦泉水三類樣品,將水樣酸化后直接進行測定,無需稀釋。
標準曲線的配制
采用1%(V/V)硝酸按下表(表1)所示濃度配制標準溶液,其中Hg標準溶液采用含200 ppb Au的1%(V/V)硝酸為稀釋液。
表1.標曲曲線濃度

內標溶液
采用1%硝酸(V/V)配制內標溶液:
Sc、 Ge :100 μg/L; Rh、 Re:20 μg/L 。
表2.NexION 1100G ICP-MS儀器參數

表3.NexION 1100G ICP-MS方法參數
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針對GB5750.6中元素標準曲線線性最高點為mg/L的元素K、Na、Ca、Mg、Li和Sr優(yōu)化RPa值,來選擇性地降低這些元素的信號。如圖1所示,在不設置RPa時Na、K、Mg、Sr元素最高點標準溶液信號在上千萬cps,其中Na更是高達上億個cps,通過調整四極桿通用池上的RPa來選擇性地降低Na、Mg、K和Sr元素的信號,而對于Ca、Li則無需設置RPa。針對不同元素設置不同的RPa,將分析元素信號控制在百萬cps左右(見圖1)。

圖1.不同RPa下各元素的信號(點擊查看大圖)
參考GB5750.6-2023對3種水樣中31種元素進行測試,同時進行加標回收驗證,采用EDR(智能電子稀釋)技術,實現一次進樣中高低含量元素同時分析,避免了因不同含量的樣品結果需要多次不同稀釋反復進樣而造成的效率低下,測試結果如下(表4),所有元素回收率在±10%之間。
表4.三種不同水樣測試結果和回收率
向下滑動查看表4全部內容(點擊查看大圖)
為驗證電子稀釋功能測試結果的準確性和穩(wěn)定性,本次實驗對自來水、井水和礦泉水三種水樣測試中使用電子稀釋功能的元素K、Na、Mg、Sr的回收率進行6次重復測試,所有元素加標回收率在90%-110%之間(圖2),為評估長期穩(wěn)定性,采用曲線濃度STD 4(表1)做為CCV,在6小時測試樣品過程中,每隔20分鐘左右進行CCV測試,所有元素回收率在90%-110%之間(圖3),在整個分析過程中沒有明顯的變化趨勢,說明電子稀釋功能在選擇性地對某些待測元素的信號進行衰減,減少檢測器損耗的同時具有很好的測試準確性和穩(wěn)定性。
向下滑動查看圖2-3全部內容(點擊查看大圖)
1.《中華人民共和國水污染防治法》
2.GB 5749-2022《生活飲用水衛(wèi)生標準》
3.GB/T 5750.6-2023 生活飲用水標準檢驗方法 第6部分:金屬和類金屬指標
4.HJ 700-2014《水質 65種元素的測定 電感耦合等離子體質譜法》
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