介紹 元素含量是飲用水水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，鈣、鎂、鐵 等礦物質(zhì)元素是維持人類和動物健康所必需的 營養(yǎng)元素，而汞、鎘、砷、鉛等痕量重金屬元素 對人體卻有著不容忽視危害。 國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 17294 概括了通過 ICP-MS 分析水樣（如飲用水、地表水、地下水、廢 水及其洗脫物）元素的方法。ISO 17294-1：20041 提供了使用 ICP-MS 法的一般指導(dǎo) 原則，ISO 17294-2：20162 介紹了特定元素的測定，包括鈾同位素。在飲用水和相對 無污染的水體中，大多數(shù)元素的定量限（LOQ）在 0.002 μg/L 到 1.0 μg/L 之間（見 表 1）。 表中也列出了指令(EU) 2020/2184 規(guī)定的 LOQ 值。該指令旨在保護(hù)人類健康，免受 水污染帶來的不利影響，確保人類飲用水的衛(wèi)生和清潔。

與其他分析法相比，ICP-MS 有多元素同時分析、檢出限低、 分析速度快、動態(tài)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。而受到等離子體多原子離 子和雙電荷干擾的影響，ICP-MS 需要用校正公式、碰撞或 反應(yīng)模式來消除干擾。 珀金埃爾默公司的 NexION®1000 ICP-MS電感耦合等離子質(zhì)譜儀 配置了通用池 （UCT），可在碰撞和反應(yīng)雙模式下運(yùn)行，以解決多原子干 擾的問題。碰撞和反應(yīng)雙模式下工作時，我們將使用混合氣 體（7 %的氫氣/氦氣）。此外，可參考 ISO 17294-2 分析有 證的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來檢驗(yàn)干擾是否去除全。

實(shí)驗(yàn)過程 

樣品和樣品制備 樣品和溶液均采用體積比稀釋。除另有規(guī)定所有樣品包括校 準(zhǔn)空白，標(biāo)準(zhǔn)溶液和清洗液都采用超純水（電阻率>18.2M Ω.cm）和高純酸（來自日本神奈川縣川崎市的 Tama  Chemicals）來稀釋。稀酸由超純水稀釋 70% w/v 的濃 HNO3 和 37% w/v 的濃 HCl 制得。 2µg/mL 鈧，0.2µg/mL 鎵和 0.1µg/mL 銦、銥、銠、銩內(nèi)標(biāo) 溶液由混合內(nèi)標(biāo)（珀金埃爾默，貨號 N9307738）稀釋 100 倍得到。內(nèi)標(biāo)溶液通過 NexION 高通量系統(tǒng)（HTS）多通閥 的指定通道與載流/樣品溶液在線混合進(jìn)樣。 

標(biāo)準(zhǔn)溶液 標(biāo)準(zhǔn)儲備液 SCS 有六組（見表 2），由市售多元素混標(biāo)或單 元數(shù)標(biāo)樣混合而成。 

校準(zhǔn)曲線 標(biāo)準(zhǔn)曲線由添加了 200 ug/L 的 Au 的 2%的 HNO3（v/v）和 0.5 %的 HCl（v/v）溶液稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備液而來。添加 HCl 能 幫助維持汞、銀、錫、銻、鉬等元素的長期穩(wěn)定性；金能降 低汞（Hg）的記憶效應(yīng)。稀釋液也可作為載液和空白溶液使 用。6 個標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點(diǎn)（除校準(zhǔn)空白外）按表 4 所示濃度 配制。標(biāo)準(zhǔn)溶液 3 作為持續(xù)確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)品（CCV）和校準(zhǔn)空白 按順序定期測定。

清洗溶液 清洗溶液由 1.5% HCl（v/v）和 0.5% HNO3（v/v）構(gòu)成，添 加 200 μg/L 金的單一元素標(biāo)準(zhǔn)溶液。 

QC 樣本 QC 樣品包括兩個有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM），一個自來水加標(biāo)樣 品，一個添加稀土元素的自來水加標(biāo)樣品和持續(xù)確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)品 （CCV）。 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為 NIST1643f（NIST, Gaithersburg, Maryland,  USA）和 CRM-TMDW-100（HPS, North Charleston, South  Carolina, USA）。 標(biāo)準(zhǔn)溶液 3（表 4）作為 CCV 定期測試以檢查儀器漂移。 水樣本包括自來水、瓶裝水和咖啡機(jī)供水，使用 2% HNO3 和 0.5% HCl 進(jìn)行酸化，同時添加 200 μg/L 的金。為評估基體 對測試結(jié)果的影響，我們對自來水進(jìn)行了基體加標(biāo)回收率試 驗(yàn)。在自來水樣品中按標(biāo)準(zhǔn)溶液 5（表 4）的濃度添加主含量 元素，按標(biāo)準(zhǔn)溶液 3（表 4）添加痕量金屬元素。 飲用水中并未檢出明顯的 REEs。但在工業(yè)用水和產(chǎn)品中， REEs 的含量更高，它們對環(huán)境的影響也不容忽視。由于二次 電離電勢低，REEs 容易形成雙電荷離子，干擾中等質(zhì)量元 素，如 As75 上的 Nd150++和 Sm150++，以及 Se78 上的 Gd156++ 和 Dy156++。為評估 REEs 的影響，我們將一部分基質(zhì)加標(biāo)回 收率試驗(yàn)溶液，混入了 10 μg/L Nd、Sm、Gd 和 Dy 的單一 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液。

基體檢查溶液 ISO 17294-2 建議驗(yàn)證 Ar40Cl35、Ca40Cl35、Ca43S32 、Ca44P31 對 As75 的干擾和 Cl35O16、S34O17 、S33O18 對 V51 的干擾消 除來確定校正公式的校正系數(shù)。反應(yīng)池技術(shù)可替代校正公式 來消除多原子離子干擾。由于本文使用了碰撞/反應(yīng)模式，因 此我們使用基體檢查溶液來評估系統(tǒng)優(yōu)化階段干擾去除的效 率，并在樣品序列中進(jìn)行了監(jiān)測?；w溶液由稀釋后的各元 素標(biāo)準(zhǔn)溶液配制而成。基體溶液的成分如下所示，其中，稀 釋液中 Cl 的濃度遠(yuǎn)高于推薦的 300 mg/L：

使用儀器 所有測量均由 NexION 1000 ICP-MS（珀金埃爾默, Shelton,  Connecticut, USA）完成，且配置了 S23 自動取樣器和高通 量系統(tǒng)（HTS）。HTS 包括一個高流量真空泵、七通閥和一個 樣品定量環(huán)。由于采用了無金屬流體通道，所以真空泵可以 快速地將樣品導(dǎo)入到樣品定量環(huán)中。樣本分析時，需用真空 泵抽取的溶液沖洗取樣探針。運(yùn)行后的清洗也需使用真空泵。 與樣本蠕動傳輸相比，這樣一來，單個樣本的總體分析時間 大大縮短。使用這種方法，樣品分析間隔時間為 3.5 分鐘。 儀器部件/參數(shù)見表 5。使用 PFA-ST 霧化器具有低背景、高 靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。

……

結(jié)論 經(jīng)證實(shí)，NexION 1000 ICP-MS 能夠滿足甚至超過 ISO 標(biāo)準(zhǔn) 和 EU 指令對飲用水分析的要求。通過有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測試、基 體加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)以及 ISTD 和 CCV 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)證明了該方 法具有很好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

NexION 1000 ICP-MS 系統(tǒng)的重點(diǎn)優(yōu)勢包括： ? 使用預(yù)先混合的氣體混合物，可以在單反應(yīng)氣設(shè)置下進(jìn)行 碰撞/反應(yīng)兩種模式來分析干擾嚴(yán)重的元素，如 Se； • 在平衡基體效應(yīng)、保障靈敏度方面，AMS 十分有效且靈 活； • HTS 的優(yōu)勢在于能夠快速沖洗、樣本通量高、維護(hù)少。