嘉峪检测网 2024-07-08 19:24
导读：研究人员提出了ICP-MS同时测定饮用水中7种阴离子盐含量的方法，并取得了令人满意的结果。
水是生命之源，但随着经济和科技的发展，环境水体污染也日趋严重。除了金属元素和有机污染物外，水中的阴离子盐，如硼酸盐、硫酸盐、氯化物、碘化物、磷酸盐、溴化物、铬酸盐也是重要的污染源。为此，GB 5749— 2022《生活饮用水卫生标准》对饮用水中一些阴离子盐的含量提出了严格的限定。目前，水中阴离子含量的测定方法主要有滴定法、分光光度法和离子色谱法，但对于这7种阴离子需要采用不同的分析方法，耗时耗力。而电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）作为元素分析的重要工具，具有分析快速、灵敏度高、检出限低以及可同时检测多种元素等优点。虽然氯、溴、硫、磷、碘这些元素的第一电离能均较大，在等离子体中只有少部分发生电离，但由于ICP-MS的高灵敏度和强抗干扰性，仍能实现较低的检出限。因此，研究人员提出了ICP-MS同时测定饮用水中7种阴离子盐含量的方法，并取得了令人满意的结果。
1、试验方法
取100mL清洁水样，加入1.0mL氨水碱化，经0.45μm水系滤膜过滤后直接按照仪器工作条件测定；较浑浊的水样以转速8000r·min−1离心5min，取上清液，经0.45μm水系滤膜过滤，按照仪器工作条件进行测定。通过三通在线引入标准溶液、水样、混合内标溶液，标准曲线法定量。
2、结果与讨论
2.1 质谱干扰及消除
试验中监测离子32S+主要受到16O2+的 多原子离子干扰，而31P+会受到14N16O1H+、15N16O+和14N17O+的强背景干扰。试验采用碰撞反应池氧气反应模式来消除干扰，32S+和31P+分别与氧气反应，生成产物离子32S16O+和31P16O+，通过监测这两种产物离子（m/z分别为48和47），不仅避免了干扰，而且由于与氧气反应效率较高，可以获得较高的灵敏度。同时，由于饮用水基体相对简单，35Cl+、11B+、79Br+、52Cr+、127I+受到的干扰较少，因此试验采用效果较好的碰撞反应池氧气反应模式来消除质谱干扰。
2.2 氧气流量的选择
试验考察了反应气不同氧气流量对样品检测灵敏度的影响。结果显示：随着氧气流量的增加，32S+、31P+与氧气结合生成的32S16O+、31P16O+增 多，检测灵敏度快速提高；当氧气流量为0.45mL·min−1时，信号强度达到最大值，但此时35Cl+、11B+、79Br+、52Cr+、127I+与氧气的反应效率很低，不足以产生足够的含氧离子用以检测，较高的氧气流量使这些离子与氧气发生碰撞的概率更大，导致动能损失，检测灵敏度降低。为兼顾及平衡各离子的检测灵敏度，试验选择氧气流量为0.10mL·min−1。
2.3 记忆效应的消除
I‒在硝酸基质中容易生成碘化氢或氧化成气态碘，残留在雾化室内壁和底部废液中，在检测过程中蒸发出来而造成严重的记忆效应，但在碱性溶液中则无此现象。类似地，硼的记忆效应同样严重。研究表明用稀氨水溶液清洗可以消除记忆效应。因此，试验选择1%氨水溶液作为稀释介质。
2.4 标准曲线、检出限和测定下限
按试验方法测定溴、硼、硫、磷、氯、碘和六价铬标准溶液系列，以监测元素的质量浓度为横坐标，对应的信号强度为纵坐标绘制标准曲线。所得线性范围、线性回归方程及相关系数见表 1。
表1 线性参数、检出限和测定下限
以1%氨水溶液为空白溶液，按试验方法平行测定11次，计算各元素测定值的标准偏差（s），以3倍和10倍标准偏差计算检出限（3s）和测定下限（10s），结果见表1。
2.5 精密度试验
按试验方法对碱化后的加标水样（氯加标量为1.0mg·L−1，铬和碘加标量为0.02mg·L−1，其他元素均为0.1mg·L−1）平行测定6次，计算测定值的相对标准偏差（RSD），结果见表2。
表2 精密度试验结果（n=6）
由表2可知，各元素测定值的RSD为1.0%~ 2.7%，表明方法具有较好的精密度。
2.6 回收试验
对碱化后的饮用水样品进行低、中、高3个浓度水平的加标回收试验，每个浓度水平平行测定6次，计算回收率，结果见表3。
表3 回收试验结果
2.7 样品分析
选取2份自来水、1份桶装水和1份纯净水样品，按试验方法进行测定，结果见表4。
表4 样品分析结果
结果显示，4份水样均未检出磷酸盐和铬酸盐，自来水中硫酸盐和氯化物含量较高。4种水样中7种阴离子盐含量均符合GB 5749—2022要求。
3、试验结论
本文提出了ICP-MS同时测定饮用水中硼酸盐、硫酸盐、氯化物、碘化物、磷酸盐、溴化物、铬酸盐等7种阴离子盐含量的方法。采用1%氨水溶液作为稀释介质，可有效降低记忆效应；利用碰撞反应池氧气反应模式去除质谱干扰。方法操作简便，灵敏度高，精密度和准确度均较好，并对实际样品进行测定，测定结果能够满足饮用水中阴离子盐的限量要求。
作者：陈荣乐，徐陆妹，李 峰，徐迪伟
单位：杭州市萧山区疾病预防控制中心
来源：《理化检验-化学分册》2024年第5期
来源：理化检验化学分册
