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一种ICP-MS测定土壤中铟的方法

文献发布时间:2023-06-19 18:46:07



技术领域

本发明涉及分析技术领域,特别涉及一种ICP-MS测定土壤中铟的方法。

背景技术

目前重金属检测所用器皿主要采取酸缸浸泡过夜的方式进行清洗,但本底不易控制,农产品中铅元素含量较低,采取酸缸浸泡过夜的方式较难满足农产品铅元素检测的器皿清洗要求。湿法消解采用石墨消解仪进行样品消解,便于操作,可实现大批量样品的同时消解。目前现行方法主要采用石墨炉原子吸收分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定农产品中铅含量。农产品中铅含量较低,相比于石墨炉原子吸收分光光度计和电感耦合等离子体发射光谱仪,电感耦合等离子体质谱仪具有更低的检出限和高灵敏度及干扰少等特点,更能准确测定农产品中铅元素含量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种ICP-MS测定土壤中铟的方法,可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种ICP-MS测定土壤中铟的方法,包括以下操作步骤:

S1:器皿的清洗方法:消解管用水清洗后加入一定量纯硝酸于石墨消解仪上加热酸煮一定时间,经水润洗后烘干使用;其它实验所用器皿用水清洗后于热硝酸溶液中荡洗三次以上,经水润洗后烘干使用;

S2:样品前处理:干燥后稻谷或植株样品经粉碎机粉碎后,称取一定量样品置玻璃消解管中,加入硝酸,摇匀,盖上管盖,于室温放置过夜,次日置于石墨消解仪上加热消解至溶液清亮呈淡黄色,继续加热至剩余体积0.5-1.0mL左右,用硝酸溶液定容至25mL,混匀待测;

S3:标准工作溶液及内标使用液的配置:分别取铅标准储备液和内标储备液,用硝酸溶液稀释,配制不同浓度的铅标准工作溶液和内标使用液;

S4:测试:设定ICP-MS仪器参数,在规定的操作条件下,将S3步骤中铅标准工作溶液和内标使用液注入电感耦合等离子体质谱仪中,测定铅元素和内标元素的信号响应值,以铅元素的浓度为横坐标,铅元素与所选内标元素相应信号的比值为纵坐标,绘制校准曲线,同法将S2步骤中空白溶液和试样溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中,测定铅元素和内标元素的信号响应值,根据校准曲线得到样液中铅元素浓度;

S5:数据处理:

铅元素的含量按公式计算:

式中:

ω—试样中待测元素含量,mg/kg;

ρ—试样溶液中被测元素质量浓度,μg/L;

ρ0—试样空白液中被测元素质量浓度,μg/L;

V—试样消解液定容体积,mL;

f—稀释倍数;

m—试样称取质量,g;

计算结果保留三位有效数字。

优选的,所述S1步骤中清洗用水为三级水,润洗用水为一级水,所用硝酸为分析纯硝酸,避免清洗试剂引入铅元素,所述S1步骤中清洗消解管所加硝酸为10-15mL,硝酸加热到140-160℃,酸煮时间为30min以上;清洗其它器皿用体积比为20%的硝酸,温度为80-100℃。

优选的,所述S2步骤中稻谷或植株样品的干燥温度为60-80℃,所述S2步骤中样品量为0.5-1.5g,所述S2步骤中硝酸级别为优级纯,硝酸加入量为5-15ml,所述S2步骤中石墨消解仪升温程序如表一:

表一 石墨消解仪升温程序

优选的,其特征在于所述S2步骤中若样品消解不完全时,待硝酸赶至2-3mL时取下,冷却后补加1-5mL硝酸和/或1-2mL过氧化氢,待反应不明显后,继续加热至溶液清亮呈淡黄色,剩余溶液0.5mL左右。

优选的,所述S2步骤、S3步骤中定容硝酸溶液为体积比为2%-5%的硝酸溶液。

优选的,所述S3步骤中的内标元素为45Sc/72Ge/103Rh/115In175Lu/209Bi。

优选的,所述S4步骤中ICP-MS仪器参数为:射频功率:1550W;等离子体气流量:15L/min;载气流量:1 L/min;辅助气流量:1 L/min;氦气流量:1 mL/min;雾化室温度:2℃;样品提升速率:0.1r/s;雾化器:PEEK babinton雾化器;采样锥/截取锥:铂锥;采样深度:8-10mm;采集模式:ISIS不连续采样;检测方式:自动;每峰定点数:1-3;重复次数:3。

优选的,所述S4步骤中样品溶液浓度超出标准曲线范围时需适当稀释。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

本发明中,采用热硝酸荡洗或酸煮器皿,可降低器皿引入的铅本底;采用硝酸和过氧化氢湿法消解农产品中痕量铅元素,可实现样品批量处理,同时确保样品充分消解;采用ICP-MS测定农产品中铅元素含量,准确度高、线性范围宽、检出限低、灵敏度高,可满足农产品中铅元素含量的测定要求。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

实施例1:

一、实验仪器与试剂

1)实验仪器:Agilent 7800电感耦合等离子体质谱仪;迈尔斯通ETHOS UP 微波消解仪;赛多利斯BSA224S-CW电子天平(万分之一)。

2)实验试剂:硝酸(国药,分析纯),硝酸(北化,BV-Ⅲ级),超纯水,铅标准溶液(安捷伦,5183-4682),内标溶液(安捷伦,5183-4681);

3)试样:米粉质控(物探所,GSB-23a)。

二、实验步骤

1)器皿清洗:

消解管用三级水清洗,加入10mL国药分析纯硝酸于石墨消解仪上加热至140℃,酸煮40min,经超纯水润洗后80℃烘干;其它实验所用器皿用三级水清洗后于100℃摄氏度的体积比为20%的国药分析纯硝酸溶液中荡洗三次以上,经超纯水润洗后80℃烘干。

2)样品前处理:

经80℃干燥的植株样品经粉碎机粉碎后,称取1.0g(精确至0.0001g)样品置玻璃消解管中,加入10mL北化BV-Ⅲ级纯硝酸,摇匀,盖上管盖,于室温放置过夜。次日置于石墨消解仪上加热消解直至溶液清亮呈淡黄色(升温程序见表二),加热至剩余体积0.5mL,用2%硝酸(2+98,北化,BV-Ⅲ级)溶液定容至25mL,混匀待测。同时做至少两份试剂空白。

表二 石墨消解仪升温程序

3)标准工作溶液及内标使用液的配置:

分别取铅标准储备液和内标储备液,用2%硝酸(2+98,北化,BV-Ⅲ级)溶液稀释,配制成浓度分别为0.200、0.500、1.00、5.00、10.00、20.00 μg/L的铅标准工作溶液和浓度为500μg/L的72Ge内标使用液;

4)测试:

设定ICP-MS仪器参数:射频功率:1550W;等离子体气流量:15L/min;

载气流量:1 L/min;辅助气流量:1 L/min;氦气流量:1 mL/min;雾化室温度:2℃;样品提升速率:0.1r/s;雾化器:PEEK babinton雾化器;采样锥/截取锥:铂锥;采样深度:8-10mm;采集模式:ISIS不连续采样;检测方式:自动;每峰定点数:1-3;重复次数:3。

在规定的操作条件下,将铅标准工作溶液和内标使用液注入电感耦合等离子体质谱仪中,测定铅元素和锗元素的信号响应值,以铅元素的浓度为横坐标,铅元素与锗元素相应信号的比值为纵坐标,绘制得校准曲线:Y=0.3106X+0.0014,式中Y为铅元素与锗元素相应信号的比值,X为铅元素的浓度。同法将空白溶液和试样溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中,测定试样溶液中铅元素和锗元素的信号响应值,根据校准曲线得到试样溶液中铅元素浓度。

5)数据处理:

铅元素的含量按公式计算:

式中:

ω—试样中待测元素含量,mg/kg;

ρ—试样溶液中被测元素质量浓度,μg/L;

ρ0—试样空白液中被测元素质量浓度,μg/L;

V—试样消解液定容体积,mL;

f—稀释倍数;

m—试样称取质量,g。

计算结果保留三位有效数字。

实验结果

此质控样品保证值为0.08±0.02mg/kg,测定值为0.09mg/kg,测定值在保证值范围内,证明本发明检测结果准确可靠。

实施例2:

一、实验仪器与试剂

1)实验仪器:Agilent 7800电感耦合等离子体质谱仪;迈尔斯通ETHOS UP 微波消解仪;赛多利斯BSA224S-CW电子天平(万分之一)。

2)实验试剂:硝酸(国药,分析纯),硝酸(北化,BV-Ⅲ级),超纯水,铅标准溶液(安捷伦,5183-4682),内标溶液(安捷伦,5183-4681);

3)试样:植株样品。

二、实验步骤

1)器皿清洗:

消解管用三级水清洗,加入10mL国药分析纯硝酸于石墨消解仪上加热至150℃,酸煮30min,经超纯水润洗后80℃烘干;其它实验所用器皿用三级水清洗后于100℃摄氏度的体积比为20%的国药分析纯硝酸溶液中荡洗三次以上,经超纯水润洗后80℃烘干。

2)样品前处理:

经80℃干燥的植株样品经粉碎机粉碎后,称取1.0g(精确至0.0001g)样品置玻璃消解管中,加入10mL苏州晶瑞UPS级纯硝酸,摇匀,盖上管盖,于室温放置过夜。次日置于石墨消解仪上加热消解直至溶液清亮呈淡黄色(升温程序见表三),加热至剩余体积0.5mL,用2%硝酸(2+98,苏州晶瑞,UPS级)溶液定容至25mL,混匀待测。同时做至少两份试剂空白。

表三 石墨消解仪升温程序

标准工作溶液及内标使用液的配置:

分别取铅标准储备液和内标储备液,用2%硝酸(2+98,苏州晶瑞,UPS级)溶液稀释,配制成浓度分别为0.200、0.500、1.00、5.00、10.00、20.00 μg/L的铅标准工作溶液和浓度为500μg/L的103Rh内标使用液;

测试:

设定ICP-MS仪器参数:射频功率:1550W;等离子体气流量:15L/min;

载气流量:1 L/min;辅助气流量:1 L/min;氦气流量:1 mL/min;雾化室温度:2℃;样品提升速率:0.1r/s;雾化器:PEEK babinton雾化器;采样锥/截取锥:铂锥;采样深度:8-10mm;采集模式:ISIS不连续采样;检测方式:自动;每峰定点数:1-3;重复次数:3。

在规定的操作条件下,将铅标准工作溶液和内标使用液注入电感耦合等离子体质谱仪中,测定铅元素和铑元素的信号响应值,以铅元素的浓度为横坐标,铅元素与铑元素相应信号的比值为纵坐标,绘制得校准曲线:Y=0.0153X+6.4155*10-5,式中Y为铅元素与铑元素相应信号的比值,X为铅元素的浓度。同法将空白溶液和试样溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中,测定试样溶液中铅元素和铑元素的信号响应值,根据校准曲线得到试样溶液中铅元素浓度。

5)数据处理:

铅元素的含量按公式计算:

式中:

ω—试样中待测元素含量,mg/kg;

ρ—试样溶液中被测元素质量浓度,μg/L;

ρ0—试样空白液中被测元素质量浓度,μg/L;

V—试样消解液定容体积,mL;

f—稀释倍数;

m—试样称取质量,g。

计算结果保留三位有效数字。

实验结果

此植株样品铅含量为0.16mg/kg。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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06120115686676