《HJ 1315—2023 土壤和沉積物 19種金屬元素總量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法》將于2024年6月1日正式實施。新標準中,使用微波消解法或電熱消解法對樣品進行消解,然后使用ICP-MS一次完成19種金屬元素的同時測定,解決了土壤和沉積物中元素分析標準多、前處理方法復雜等問題。
萊伯泰科依據(jù)新標準,將REVO微波消解儀和DigiBlock消解儀分別與LabMS 3000 ICP-MS搭載,可提供兩種解決方案,助力實驗室輕松應對新標準。
一、萊伯泰科分析解決方案
方法一:微波消解+ICP-MS
方法二:電熱消解+ICP-MS
1、樣品前處理
1.1微波消解前處理(REVO微波消解儀)
稱取0.1±0.0001g土壤樣品于微波消解管中,沿內(nèi)壁滴加少量試驗用水潤濕樣品,依次加入9mL硝酸和3mL鹽酸,加蓋擰緊,將消解管放入REVO微波消解儀中。參照下表升溫程序進行微波消解。
時間min | 溫度℃ | 功率W | |
Step1 | 7 | 120 | 1800 |
Step2 | 3 | 120 | 1800 |
Step3 | 5 | 160 | 1800 |
Step4 | 3 | 160 | 1800 |
Step5 | 5 | 180 | 1800 |
Step6 | 25 | 180 | 1800 |
消解結(jié)束后冷卻至室溫。從微波消解儀中取出消解管,打開消解管蓋子,在消解管中加入2mL氫氟酸,將消解管置于專用趕酸器上,140℃加熱至內(nèi)容物呈不流動的粘稠狀態(tài)。取下稍冷,加入1mL高氯酸,180℃繼續(xù)加熱至白煙幾乎冒盡,內(nèi)容物呈粘稠狀態(tài)。取下消解管冷卻至室溫,用2%硝酸溶液反復多次洗滌管內(nèi)壁,洗滌液一并轉(zhuǎn)入容量瓶中,用2%硝酸溶液定容至標線,混勻,待測。
1.2電熱消解前處理(DigiBlock消解儀)
稱取0.1±0.0001g土壤樣品于消解管中,依次加入10mL硝酸,5mL氫氟酸,2mL鹽酸,1mL高氯酸,在DigiBlock消解儀上加內(nèi)蓋,150℃加熱3小時(可根據(jù)實際消解情況加長時間),升溫至180℃,打開內(nèi)蓋進行趕酸,如有明顯黑色不溶物時,需補加硝酸,繼續(xù)180℃消解趕酸,待消解液呈粘稠不流動狀態(tài)時,取下消解管冷卻至室溫,用2%硝酸溶液洗滌管壁,洗滌液一并轉(zhuǎn)入容量瓶中,用2%硝酸溶液定容至標線,混勻,待測。
2、LabMS 3000 ICP-MS 儀器條件
設定值 | 儀器條件 | 設定值 | |
RF功率(W) | 1300 | 氦氣流量(mL/min) | 2.60 |
等離子體氣流量(L/min) | 13.0 | 霧化器 | 耐高鹽霧化器 |
輔助氣流量(L/min) | 0.8 | 霧化室 | 旋流霧室 |
霧化氣流量(L/min) | 1.03 | 炬管 | 一體式2.0mm中心管 |
測定模式 | He KED | 采樣錐、截取錐 | 鎳 |
3、檢測結(jié)果和質(zhì)量控制
3.1標準物質(zhì)檢測結(jié)果(微波消解及電熱消解前處理)
使用REVO微波消解儀和DigiBlock消解儀消解GSS-5標準物質(zhì),LabMS 3000 ICP-MS檢測消解溶液中的19種元素,檢測結(jié)果均滿足標準樣品證書不確定度范圍的要求。
GSS-5(mg/kg) | |||||
不確定度范圍 | 微波消解 | 電熱消解 | |||
檢測結(jié)果 | RSD(N=6) | 檢測結(jié)果 | RSD(N=6) | ||
Li | 54~58 | 56.50 | 3.3 | 55.60 | 2.2 |
Be | 1.6~2.4 | 1.90 | 6.4 | 1.71 | 4.6 |
V | 157~175 | 172.00 | 2.0 | 163.00 | 0.9 |
Cr | 111~125 | 115.00 | 2.5 | 118.00 | 1.2 |
Mn | 1289~1431 | 1350.00 | 3.2 | 1330.00 | 2.9 |
Co | 10~14 | 13.10 | 4.2 | 12.10 | 1.5 |
Ni | 36~44 | 41.00 | 1.8 | 36.60 | 1.5 |
Cu | 138~150 | 142.00 | 0.7 | 142.00 | 0.3 |
Zn | 469~519 | 488.00 | 3.1 | 505.00 | 2.5 |
As | 396~428 | 405.00 | 2.7 | 418.00 | 2.0 |
Sr | 38~46 | 40.60 | 7.4 | 42.80 | 1.2 |
Mo | 4.2~5.0 | 4.63 | 6.3 | 4.63 | 1.0 |
Ag | 4.0~4.8 | 4.70 | 1.2 | 4.71 | 1.5 |
Cd | 0.39~0.51 | 0.46 | 8.8 | 0.44 | 3.8 |
Sb | 30~40 | 34.70 | 1.7 | 37.30 | 4.8 |
Ba | 270~322 | 300.00 | 4.0 | 280.00 | 2.7 |
Tl | 1.3~1.9 | 1.74 | 4.1 | 1.73 | 0.3 |
Pb | 523~581 | 572.00 | 1.3 | 560.00 | 2.2 |
Bi | 37~45 | 41.70 | 5.7 | 39.40 | 2.4 |
3.2準確度控制
過去,對于準確度的控制一般是采用標準物質(zhì),要求檢測結(jié)果在證書的不確定度范圍內(nèi)。由于有證標準物質(zhì)的不確定度比較窄(特別是越新的有證標準物質(zhì),這個現(xiàn)象越為明顯),甚至可達低于5%,操作人員在土壤金屬元素分析時有較大的困難。《HJ 1315-2023》明確了,有證標準物質(zhì)的結(jié)果的允許偏差在±25%以內(nèi)。
使用LabMS 3000 ICP-MS進行分析,每10個土壤樣品后測試標準物質(zhì)GSS-5,測試結(jié)果均優(yōu)于標準要求。
3.3內(nèi)標穩(wěn)定性
土壤基體與標曲基體差異較大,ICP-MS在分析土壤樣品時內(nèi)標元素容易漂移,而內(nèi)標穩(wěn)定性是儀器分析的關鍵。LabMS 3000在3小時內(nèi)連續(xù)分析70份土壤樣品,內(nèi)標穩(wěn)定在80%-120%之間,證明了儀器具有良好的基體耐受性和檢測穩(wěn)定性,保證分析效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。
二、總結(jié)
萊伯泰科REVO 微波消解儀、DigiBlock消解儀均可以實現(xiàn)土壤和沉積物樣品的高效批量前處理,消解方法簡單易操作且避免消解過程中金屬污染問題。LabMS 3000新一代碰撞反應池使用單一高純氦氣消除多原子離子對待測元素產(chǎn)生的質(zhì)譜干擾,無需氣體切換和模式切換,節(jié)約分析時間,提高分析效率;質(zhì)譜接口基體耐受性強,在線加入內(nèi)標校正基體干擾,內(nèi)標回收穩(wěn)定,檢測結(jié)果準確可靠;配合Totalab系列自動進樣器,實現(xiàn)大批量樣品自動進樣分析,助力檢測人員提質(zhì)增效。