《电感耦合等离子体质谱技术在环境监测中的应用》
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摘 要：电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术在我国各个技术领域相关元素检测分析中具有重要的应用价值.实践研究可知,电感耦合等离子体质谱技术是我国现阶段最为快速和便捷的一种痕量元素检测分析技术.这种技术由于具有较宽的动态线性范围以及较低的检出限和检测分析过程干扰小、数据分析精度高,从而使其能够在多种不同的化学元素联合检测中进行高效、快速检测.对此,本文主要利用电感耦合等离子体质谱技术的检测分析原理,针对现阶段我国环境监测中ICP-MS技术的实际应用情况进行探讨分析,从而不断提升环境监测技术水平,促进我国电感耦合等离子体质谱技术继续得到发展.
关键词：电感耦合等离子体质谱技术;环境监测;应用
经济社会在快速发展,因此人们的生活水平显著提高,正是在此背景下,大众对生活环境的质量要求在不断提高.特别是生态环境监测中,电感耦合等离子体质谱技术引起相关人士高度关注.从我国现阶段的总体生态状况来看,土壤污染以及大气污染和各种水污染问题层出不穷,严重影响着人们的正常生活与生产,同时各种重金属元素对人类的生命健康构成了极大的威胁.对此,各地区环保部门都加大了环境污染整治力度.随着整个社会对环境保护工作的重视,我国环境保护工作日渐得到强化,因此环境监测的范围也在不断扩大、环境监测的力度更在持续加大[1-3].对此,本文将重点针对环境监测中电感耦合等离子体质谱技术的有效运用进行全面分析.
1.概况
1、1 现阶段我国环境监测的技术标准
在我国现阶段的环境监测中,所涉及到的金属元素种类较多,而且很多重金属元素的实际含量较高,因此会对人体造成一定的伤害,所以在采用电感耦合等离子体质谱技术进行环境监测分析时,必须要求元素检测分析仪器能够对环境中的多种不同金属元素进行同时在线检测.在此检测分析过程中,还需对金属元素的检测仪器进行参数设置,从而使其具备动态性的线性检测能力以及较宽的检测范围.由于我国环境监测中相关元素主要包括微量元素和痕量元素,而这类型的元素污染浓度范围变化较大,因此针对其中的银以及汞等对人体有害的重金属元素而言,在具体元素检测分析中,对其具有较低的元素检测标准.所以采用电感耦合等离子体质谱技术进行环境监测时,仪器设备的检测限度较低,但具体要求是要保证设备在检测过程中,能够对金属元素的价态和具体形态进行分析.
1、2 应用特征
电感耦合等离子体质谱技术与石墨炉原子吸收法、火焰原子吸收法、示波极谱法以及阳极溶出伏安法等传统检测废水以及土壤元素的检测方式相比,具有如下几方面的应用特征：
（1）ICP-MS技术的检出限较低.在检出限方面,ICP-MS技术能够达到12级的量级,而且随着我国工业检测技术的不断进步,ICP-MS技术的检测水平也在不断提高.在检测过程中使用四级杆质量分析器.
（2）ICP-MS技术具有极宽的动态线性范围.在金属元素检测过程中,ICP-MS技术在污染物浓度区间中具有较宽的检出范围.
（3）ICP-MS检测技术具有较高的样品通量.其能够在同一时间针对多种不同的元素进行检测分析.一般情况下,科学测定一种金属元素的含量只需短短几分钟时间,而相对于传统的检出技术相比,这一技术的应用价值极高.
1、3 优点
与传统检测分析方式相比,现代意义上的电感耦合等离子体质谱技术能够更好地发挥其检测技术优势,同时避免传统检测方式中不良检测情况出现.由于ICP-MS具有极宽的动态线性检测范围与较低的检出下限,与此同时,环境监测过程中的电磁干扰少,检测过程的自动化程度较高,最重要的是检测数据结果精确性较高,因此其能够针对不同的元素进行检测分析,同时其能够融合多种分离检测技术,对不同元素进行详细检测分析.实践证明,ICP-MS技术可结合检测样品的进样方法以及处理方式,在我国环境监测的多种领域进行合理应用.
2.应用研究进展
2、1 在水质监测中的运用
环境监测中水质监测是非常重要的任务,在水源中有大量的Li、Zn、Ag等痕量元素.因此,本文通过研究发现,业内关于水质监测研究分析的相关学者较多,其中闵广全等人采用电感耦合等离子体质谱技术对水中富含的重金属元素以及其它对人体有害的化学元素进行了科学检测,检测中的相关系数可控制在0.9995左右,且检出限可保持在0.01-4.12μg/L之间.学者李晨则采用电感耦合等离子体质谱技术对饮用水中的痕量元素和金属元素进行测定,不仅测定效率高,而且检测结果精度较高.可实现对环境酸雨中含有的铅物质元素进行检测,检测误差较小.
2、2 在土壤和沉积物检测中的应用
环境监测中土壤监测是重要的内容,由于很多重金属元素会对人类产生危害,因此环境不断变化将会导致土壤中重金属元素不断迁移,从而使重金属元素重新进入生态循环系统,使环境产生严重污染.因此,在土壤沉积物检测中,只需将S5、In115、Tl2O4作为基础检测元素,就可采用电感耦合等离子体质谱技术对农田水稻土壤中的重金属元素进行测定.通过检测研究发现,采用ICP-MS进行测定,结果与我国环境污染物质量检验标准中的相关测定要求一致.比如在元素分析测定时,分别将碱熔样品与铂族元素作为检测基础,从而经过对比分析,检测效果统一.采用这种方式进行检测,检测过程容易控制,而且元素的检出限较低,回收率较高.
2、3 在生物检测中的应用
生物检测中一般采用微波消解法进行科学检测,元素检测结果一致.但是,本文在研究中发现,生物检测中采用传统检测技术进行元素含量测定,会受到相关干扰因素影响,因此采用ICP-MS技术进行自动校正,可将内标元素钪和钇加入样品中,使测定精度分别达到0.3%和0.1%.这一方法操作过程简单,而且大大节省了检测技术成本.
3.结论
综上所述,本文对电感耦合等离子体质谱技术的检测优点及具体检测特征进行了科学分析,然后针对传统检测方式与现代检测技术方式进行对比总结,从而突出了ICP-MS技术的检出优点.在此分析基础上,本文着重对现阶段我国环境监测中电感耦合等离子体质谱技术的有效运用进行了全面分析,实践证明,这种检测技术不仅具有极宽的线性检测范围,而且具有较低的检出限.在环境监测过程中,数据检测结果精确度较高,尤其是这一检测技术能够与多种不同分离技术有机融合,从而针对环境物质中的相关元素形态及价态进行科学分析.与此同时,ICP-MS技术还可与多种前处理技术进行结合使用.因此,其在我国当前环境保护中的水质监测、土壤和沉积物检测、生物检测中具有较高的应用价值.
参考文献：
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