电感耦合等离子体质谱法可测定地下水中15项稀土元素 |
| 2013-07-22 09:51 作者：卢思桥 来源：《硅谷》杂志-硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
|
|
采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定地下水中十五项稀土元素具有干扰少、谱线相对简单、检出限低、动态线性范围宽和能够进行“多元素同时分析”与快速同位素分析等特点。测定各个稀土元素方法加标回收率在86.0%~108%之间，检出限低于0.008μg/L，相对标准偏差小于4.7%，适用于地下水中微量稀土元素的测定。
0引言
水是人类赖以生存的不可缺少的宝贵资源，作为水资源重要组成部分的地下水，由于其水质良好、分布广泛、变化稳定及便于利用，因此是理想的供水水源。研究地下水的起源和运动，识别各个地下水子系统及其相互关系常利用环境同位素氢、氧等。现在，由于发现地下水中稀土元素与它流过的岩石、土壤的性质有关，因此稀土元素成为研究水岩相互作用的有效工具，也是地下水补给源的天然地球化学示踪剂[1]。
稀土及其化合物具有抗凝血、抗炎、杀菌、抗病毒、抗动脉硬化、抗肿瘤作用等特殊药效，稀土可抑制多种酶的活性[2]，镧、鈰、镨、钕、镝、钬、铽、镱和钇的氯盐均可抑制乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶。6-磷酸葡萄糖脱氢酶和醛缩酶活性，进而干扰糖、脂类和蛋白质代谢。稀土元素最重要的毒理学和生化效应之一就是形成脂肪肝，经动物试验，稀土元素还可以致突变，致畸及致癌作用。
电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）具有干扰少、谱线相对简单、检出限低、动态线性范围宽和能够进行“多元素同时分析”与快速同位素分析等特点，已在稀土元素分析中得到广泛的应用[3]。应用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定地下水中十五项稀土元素，结果令人满意。
1实验部分
1.1仪器及工作条件
XⅡ型电感耦合等离子体质谱仪（美国热电公司）其工作条件见表1。
ACY-2002-U型艾科浦超纯水制备系统（重庆颐洋企业发展有限公司）。
表1ICP-MS仪器工作条件
工作参数 设定值 工作参数 设定值
正向功率/W 1250 测量方式 跳峰
冷却气（Ar）流量/L/min 12.8 每个质量通道数 3
辅助气（Ar）流量/L/min 0.78 水平坐标/垂直坐标 125/497
雾化气（Ar）流量/L/min 0.92 扫描次数 30
采样锥（Ni）孔径/mm 1.0 驻留时间/ms 20
截取锥（Ni）孔径/mm 0.7 样品间隔冲洗时间/s 30
采样深度/mm 120
1.2试剂与标准溶液
实验用硝酸为优级纯；实验用水为超纯水（＞18MΩ•cm-1）；混合稀土元素标准溶液ρ（REE）=1μg/ml；铟内标溶液ρ（In）=1.0μg/ml。
混合稀土元素校准标准系列溶液：分别吸取混合稀土元素标准溶液0.00、0.10、0.50、1.00、5.00、10.00mL于一组100mL容量瓶中，各加入2mLHNO3，用水稀释至刻度，摇匀。使稀土元素的浓度分别为0.00、1.00、5.00、10.00、50.00、100.00μg/L。
1.3水样预处理
采取的地下水水样用HNO3保护后，储存于PET塑料瓶中。
2结果与讨论
2.1仪器优化
开机后利用ρ（Be、Co、In、U）=100ng/mL混合调谐液优化仪器各项参数，使其达到灵敏度高、稳定性好、氧化物及双离子最小。
2.2同位素的选择
在同位素选择中应同时考虑所选同位素丰度值和多原子分子干扰的情况，经试验，本文采用89Y，139La，140Ce，141Pr，144Nd，152Sm，153Eu，158Gd，159Tb，162Dy，165Ho，166Er，169Tm，174Yb，175Lu作为测定同位素。
2.3内标元素的选择及加入方式
内标校正法可以监测和校正信号的短期漂移及长期漂移，对第二元素进行校准及校正一般干扰。内标元素选择的原则是：内标元素的质量和电离能应与被测元素接近，且不受同量异位素重叠干扰，都是单同位素或只有一个丰度很高的主同位素，为此，选用115In为实验内标。X7型电感耦合等离子体质谱仪为在线加入内标，通过分析软件自动进行数据处理。
2.4干扰与校正
质谱干扰按仪器操作软件提供的质谱干扰系数自动进行校正。
2.5样品的测定
开机，优化仪器条件，待仪器稳定后依次测定校准标准系列和样品溶液。测试校准标准系列所绘的标准曲线，线性关系良好，各测试元素相关系数在0.9991~0.9998之间。
2.6方法检出限
将超纯水以样品相同的酸化步骤进行酸化，作为空白样品，连续测定11次，计算方法检出限，结果如表2。
表2方法的检出限单位：μg/L
元素 空白测定值（n=11） 平均值 标准偏差（s） 检出限
89Y 0.003 0.001 0.005 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.004 0.008 0.007 0.0044 0.00211 0.006
139La 0.007 0.005 0.001 0.006 0.005 0.004 0.002 0.003 0.008 0.001 0.003 0.0041 0.00234 0.007
140Ce 0.002 0.001 0.006 0.007 0.005 0.003 0.009 0.002 0.008 0.005 0.004 0.0047 0.00261 0.008
141Pr 0.004 0.002 0.003 0.005 0.006 0.008 0.006 0.009 0.003 0.000 0.003 0.0045 0.00266 0.008
144Nd 0.006 0.007 0.009 0.002 0.004 0.004 0.006 0.005 0.001 0.005 0.006 0.0050 0.00224 0.006
152Sm 0.006 0.004 0.006 0.008 0.009 0.005 0.001 0.006 0.001 0.005 0.001 0.0047 0.00276 0.008
153Eu 0.005 0.010 0.005 0.007 0.002 0.003 0.003 0.005 0.007 0.008 0.006 0.0055 0.00238 0.007
158Gd 0.006 0.01 0.005 0.007 0.001 0.005 0.006 0.007 0.001 0.002 0.005 0.0050 0.00275 0.008
159Tb 0.004 0.003 0.006 0.003 0.008 0.01 0.003 0.005 0.006 0.008 0.001 0.0052 0.00271 0.008
162Dy 0.009 0.007 0.002 0.005 0.004 0.006 0.001 0.003 0.007 0.008 0.001 0.0048 0.00282 0.008
165Ho 0.001 0.005 0.004 0.003 0.008 0.004 0.003 0.005 0.002 0.007 0.002 0.0040 0.00215 0.006
166Er 0.009 0.002 0.003 0.004 0.007 0.009 0.006 0.009 0.004 0.002 0.003 0.0053 0.00283 0.008
169Tm 0.01 0.002 0.004 0.004 0.007 0.008 0.001 0.006 0.004 0.008 0.006 0.0055 0.00273 0.008
174Yb 0.003 0.007 0.008 0.005 0.005 0.002 0.007 0.007 0.006 0.004 0.009 0.0057 0.00215 0.006
175Lu 0.008 0.006 0.003 0.004 0.002 0.005 0.003 0.002 0.005 0.003 0.001 0.0038 0.00204 0.006
2.7方法的精密度与准确度
按照确定的分析条件对人工合成地下水样品中稀土元素进行平行6次测定。结果如表3。
表3方法的准确度与精密度单位：μg/L
元素 标准值 测量平均值 S RE% RSD%
89Y 0.050 0.053 0.0195 -2.6 4.7
139La 0.050 0.049 0.0170 5.3 4.6
140Ce 0.050 0.047 0.0160 3.2 2.3
141Pr 0.050 0.050 0.0148 4.7 3.6
144Nd 0.050 0.051 0.0166 -6.5 4.3
152Sm 0.050 0.053 0.0135 7.8 3.4
153Eu 0.050 0.052 0.0169 2.8 4.7
158Gd 0.050 0.046 0.0143 6.3 2.8
159Tb 0.050 0.057 0.0139 5.2 5.2
162Dy 0.050 0.052 0.0159 -1.5 3.1
165Ho 0.050 0.053 0.0143 1.8 3.6
166Er 0.050 0.051 0.0185 5.3 4.2
169Tm 0.050 0.048 0.0140 4.2 2.1
174Yb 0.050 0.049 0.0156 -4.3 2.8
175Lu 0.050 0.053 0.0135 3.5 3.9
2.8回收率
用混合稀土标准溶液加入人工水样中，计算测定平均值和回收率，结果见表4。
表4样品回收率
元素 测量值
（μg/L） 加标量
（μg/L） 测定平均值
（μg/L） 回收率
（%）
89Y 0.013 0.050 0.065 104
139La 0.013 0.050 0.059 92.0
140Ce 0.013 0.050 0.057 88.0
141Pr 0.013 0.050 0.056 86.0
144Nd 0.013 0.050 0.062 98.0
152Sm 0.013 0.050 0.067 108
153Eu 0.013 0.050 0.066 106
158Gd 0.013 0.050 0.059 92.0
159Tb 0.013 0.050 0.059 92.0
162Dy 0.013 0.050 0.069 112
165Ho 0.013 0.050 0.062 98.0
166Er 0.013 0.050 0.061 96.0
169Tm 0.013 0.050 0.057 88.0
174Yb 0.013 0.050 0.063 100
175Lu 0.013 0.050 0.056 86.0
3结论
本法采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）具有干扰少、谱线相对简单、检出限低、动态线性范围宽和能够进行“多元素同时分析”与快速同位素分析等特点，适用于地下水中微量稀土元素的测定。
作者简介：
卢思桥（1982-），女，工程师，研究方向：水质、岩石矿物分析。 |
|
|
|
【对“电感耦合等离子体质谱法可测定地下水中15项稀土元素”发布评论】 |
版权及免责声明：
① 本网站部分投稿来源于“网友”，涉及投资、理财、消费等内容，请亲们反复甄别，切勿轻信。本网站部分由赞助商提供的内容属于【广告】性质，仅供阅读，不构成具体实施建议，请谨慎对待。据此操作，风险自担。
② 内容来源注明“硅谷网”及其相关称谓的文字、图片和音视频，版权均属本网站所有，任何媒体、网站或个人需经本网站许可方可复制或转载，并在使用时必须注明来源【硅谷网】或对应来源，违者本网站将依法追究责任。
③ 注明来源为各大报纸、杂志、网站及其他媒体的文章，文章原作者享有著作权，本网站转载其他媒体稿件是为传播更多的信息，并不代表赞同其观点和对其真实性负责，本网站不承担此类稿件侵权行为的连带责任。
④ 本网站不对非自身发布内容的真实性、合法性、准确性作担保。若硅谷网因为自身和转载内容，涉及到侵权、违法等问题，请有关单位或个人速与本网站取得联系（联系电话：01057255600），我们将第一时间核实处理。
|
|
|
|
