技術特點
LC-ICP-MS
碰撞模式
鉻主要有兩種形態：Cr（III)和Cr（VI），其中Cr（III)是對人體有益的元素，而Cr（VI)則有較高的毒性和致癌性，因此，國標中對環境水中六價鉻含量進行限制，其中GB3838-2002
規定地表水限值是0.1 mg/L；GB 8978-1996規定污水排放限制為0.5mg/L。
LC-ICP-MS因其優異的性能在鉻形態分析中應用廣泛，本實驗通過簡單的過濾處理環境水樣品后，采用聚光科技自主研發Expec 7000 ICP-MS與液相色譜聯用對環境水中鉻形態進行分析。
樣品前處理
采取地表水和污水，0.45μm過濾膜過濾，并用緩沖溶液穩定，4℃儲存，待測。
儀器配置
儀器：Expec 7000電感耦合等離子體質譜儀；聚光科技液相色譜儀；
色譜柱：
CNWSep AX保護柱，5.0 x4.0mm，10um；分析柱：CNWSep
AX陰離子交換色譜柱250mmx4.0mm，10um（安譜實驗）。流動相：0.15mol/L
HNO3氨水調節PH=7.0，等度洗脫，流速為1mL/min，進樣體積：50μL。
參數 | 設置 |
RF功率（W） | 1500 |
冷卻氣（L/min） | 14 |
輔助氣（L/min） | 1.0 |
霧化氣（L/min） | 1.068 |
碰撞氣（He）流量（mL/min） | 1.2 |
泵速（rpm） | 30 |
霧化室溫度（℃） | 5 |
采樣深度(mm) | 1.20 |
通道數 | 1 |
駐留時間(ms) | 500 |
掃描次數 | 1 |
質量數 | 202 |
表1 Expec 7000的儀器條件
標準溶液配制
配制三價鉻和六價鉻濃度均為0.5、1、2、5、10、20μg/L的混合標準溶液，用于建立標準曲線。所得到的標準曲線的線性相關系數均大于0.999。標準溶液色譜圖如圖1所示。
圖1標準溶液色譜圖（1-六價鉻；2-三價鉻）
檢出限
以濃度為0.1μg/L的混合標準溶液，連續測量7次，計算標準偏差（SD），以3.143SD作為檢出限進行計算，各組分檢出限見表2.
目標物 | 檢出限(μg/mL) |
三價鉻 | 0.03 |
六價鉻 | 0.04 |
表2 被測元素的檢出限
圖2 污水及污水加標樣色譜圖
方法精密度及準確度
對濃度為5μg/L和20μg/L的空白加標樣品，連續測量6次，計算平均值和相對標準偏差，以考察儀器的精密度，結果如表3所示。相對標準偏差均小于6%。地表水和污水的測量結果及加標回收率如表4所示，加標回收率在91.8%-96.7%之間。
目標物 | 加標濃度(μg/mL) | 平行測定結果(μg/mL) | 平均值(μg/mL) | RSD% | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||
三價鉻 | 5 | 5.34 | 5.36 | 5.2 | 5.71 | 4.96 | 5.73 | 5.38 | 5.5 |
20 | 20.00 | 19.12 | 21.31 | 21.78 | 20.65 | 21.59 | 20.7 | 5.0 | |
六價鉻 | 5 | 4.29 | 4.4 | 4.22 | 4.72 | 4.79 | 4.76 | 4.53 | 5.6 |
20 | 19.98 | 19.05 | 18.85 | 19.78 | 18.78 | 20.49 | 19.5 | 3.6 |
表3 方法的精密度
樣品名稱 | 目標物 | 加標濃度(μg/mL) | 加標樣平行6次測定結果(μg/mL) | 平均值(μg/mL) | 樣品測量結果(μg/mL) | 加標回收率（%） | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||||
地表水 | 三價鉻 | 5 | 4.56 | 4.96 | 4.66 | 4.80 | 4.77 | 4.72 | 4.75 | ND | 94.9 |
六價鉻 | 5 | 4.81 | 4.84 | 4.83 | 4.74 | 5.02 | 4.78 | 4.84 | ND | 96.7 | |
污水 | 三價鉻 | 5 | 4.64 | 4.95 | 4.79 | 5.01 | 4.84 | 4.62 | 4.81 | ND | 96.2 |
六價鉻 | 5 | 5.47 | 5.83 | 5.89 | 5.87 | 5.63 | 5.7 | 5.73 | 1.14 | 91.8 |
表4 環境水中不同形態Cr的測量結果及加標回收率
結論
本文采用LC與Expec 7000聯用技術測定地表水和污水中三價鉻和六價格的含量，檢出限分別為0.03μg/L和0.04μg/L，方法精密度小于6%，加標回收率在91.8%-96.7%之間，可用于環境水中三價鉻和六價鉻的檢測。