土壤和沉积物 金属元素总量的测定 电感耦合等离子体质谱法.pdf

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土壤和沉积物金属元素总量的测

定电感耦合等离子体质谱法

土壤和沉积物中的金属元素是一种重要的环境污染

物。随着工业化和城市化的发展，金属元素的污染日益严

重，严重影响着人类和自然环境的健康。如何精准、快速

地测定土壤和沉积物中金属元素的总量，成为了环境监测

和保护的研究热点之一。电感耦合等离子体质谱法是目前

应用最广泛的测定土壤和沉积物中金属元素总量的技术之

一，本文将对其进行详细的介绍。

一、电感耦合等离子体质谱法简介

电感耦合等离子体质谱法（InductivelyCoupled

PlasmaMassSpectrometry，ICP-MS）是一种利用高频电

磁场感应产生的等离子体，将样品原子或分子离子化并加

速到高能状态，进而进行质谱分析的方法。简单地说，

ICP-MS将样品中的金属元素离子化，然后通过质谱分析进

行元素测定。

ICP-MS的优点在于其对样品中主、微量元素的同时测

定和快速测量，同时具备极高的检测灵敏度和准确度，并

且能够进行高通量分析。ICP-MS的应用领域非常广泛，特

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别是在环境监测、食品安全、医学研究等方面得到了广泛

应用。

二、ICP-MS在土壤和沉积物金属元素总量测定中的应

用

土壤和沉积物中的金属元素总量的测定一直是环境的

重要指标之一。ICP-MS在土壤和沉积物中金属元素总量的

测定中，具有灵敏度高、准确、快速的优势。

1.样品制备

样品制备是ICP-MS测量土壤和沉积物金属元素总量的

一个重要环节。在样品制备中，首先需要对样品进行粉

碎，并通过筛孔处理。然后使用酸溶解技术将样品中的金

属元素溶解出来。通常使用的酸溶解剂为HNO3、HF、HCl

等。在酸溶解过程中，还需要加入还原剂，如H2O2等，在

加速酸溶解的同时还可以避免样品中的离子被氧化。

2.测量步骤

样品溶液通过功率较高的微波消解、超声波消解或加

热酸溶解等方法处理后，加入载体气体（一般为氩气或氮

气），通过电容耦合等离子体进行离子化。然后，离子在

中性气体中被加速，并进入四级杆质谱仪。在四级杆质谱

仪中，质荷比为M/q的离子由各种杆极和离子镜反复转

移，直到进入离子计数器，以测量它的数量。由于离子计

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数器记录的是元素的离子总数，因此可以计算出样品中每

种金属元素的总量。

3.质量控制

为确保ICP-MS测量结果的精确性和可重复性，样品测

量过程中需要进行质量控制。常用的质量控制方法包括：

1）加入内标元素：在样品溶液中加入内标元素，以保

证测量的准确性和可重复性。

2）加入外部参考物质：添加含有一定浓度的参考物

质，以比对ICP-MS测量值和参考物质之间的离子量。

3）重复测量样品：为保证测量的可靠性和准确性，建

议对所有样品进行至少三次独立的测量，并计算出它们的

平均值。

三、ICP-MS测量土壤和沉积物金属元素总量的技术发

展