等离子质谱在水环境重金属检测中的应用

等离子质谱在水环境重金属检测中的应
用
摘要：水环境污染是我国目前比较重视的问题，尤其是重金属含量超标，往
往会造成较为严重的后果，对于水资源的影响也比较大，因此我国也成立了专门
的检测机构，以此来降低水环境污染问题。

目前最主要的检测方法就是等离子质谱，该方法对水资源重金属含量，具有相对准确的检测能力，相关部门也加大了
投资力度，完善各类机器设备，为水环境重金属检测提供支持。

目前来看该技术
具有较为良好的发展，也是未来可以采用的重点检测技术，在检测过程中能够发
挥出诸多优势，为人们创造出更为健康的水环境。

本文主要分析等离子质谱在水
环境重金属检测中的应用。

关键词：等离子质谱；水环境；重金属检测
引言
由于环境污染不断严重，我国也加大了环境保护力度，并针对水环境检测建
立了相关部门，利用各类分析仪器，快速测试水环境中的各项指标。

为了能够准
确检测水环境重金属含量，等离子质谱技术得到广泛运用，该技术在水环境检测
中能够发挥出重要价值，并且具有多元素分析、检测速度快以及检出限低等优势，因此能够充分保护水环境，避免受到污染影响人们的身体健康。

除了水环境重金
属检测以外，等离子质谱技术还可以应用到其他领域，包括土壤、食品等，以此
来判断是否符合国家的标准要求，为人们的身体健康提供充分保障。

1、等离子质谱技术检测原理
等离子质谱技术主要起源于20世纪80年代，目前已经成为重要的水环境检
测手段，能够针对其中的重金属含量进行分析，因此也为我国水资源环境监测提
供了技术支持。

准确来说等离子质谱的全称为电感耦合等离子体质谱法，英文简
介为ICP-MS，主要侧重于重金属检测，通过近些年的不断应用，也获得了更多使
用经验，也对该技术有了更多的认识，从最开始只能检测10多种金属含量，到
现在拓展至65项，由此可见检测水平已经得到大大提升。

等离子质谱仪是由进
样系统、离子源、借口、离子透镜、检测器、冷却系统以及数据处理系统等组成。

主要的工作原理就是把样品放入进样系统，并经过分析、检测器等设备的处理，
最终得到相应的检测信息，另外过程中需要利用雾化室，清除样品种的大颗粒，
由此可见等离子质谱技术十分复杂，需要经过大量的步骤和环节。

2、水环境重金属的污染现状
针对目前我国水环境污染现状来讲，水体污染问题上出现了分布范围广的特点，从整体地理版图上，各个区域范围内江河湖泊都在不同程度地出现水污染现象，而且污染相对较为严重的就是重金属污染。

与此同时，在实际对水环境重金
属污染进行检测的过程中，还会出现复合污染的特征，对于我国现象水质标准下，在山东地区及包头地区均出现严重的Cu等重金属污染，而且在黄浦江上游区域，相应饮用水源的Hg平均浓度严重超出现行标准要求，再加上As的浓度相对较低。

对于金属含量来讲，主要和水环境盐度、PH值等有着密切的联系，一旦水环境盐
度相对较高，在水底沉积物中会出现相对较低的金属量，降低影响因素，降低重
金属含量。

从PH值的角度来看，一旦这一值数较高时，则水体的重金属元素含
量较低，水底沉淀物的重金属含量较高，而PH值偏低时则相反。

除此之外，对
于水环境重金属污染的分布，通常其分布特点近岸高且中部偏低，而且在沉淀物
中的含量相对较高，但是，在水箱中的含量则相对较低。

同时，在水环境重金属
污染中，还会有严重影响生态环境的风险，如对于松花江中下游区域，沉淀物中
的重金属含量相对较高，在按照风险等级评定的过程中属于中等偏强的水平，对
环境的污染相对较为严重。

再加上水环境重金属污染的问题受季节水位变化的影响，需要得到有关检测部门的重视。

所以，针对水环境重金属污染来讲，要想全
面提高检测的效率，应该事先做好相对较为全面的分析，这样可以制定针对性优
化防范，围绕当前污染现状，明确重金属污染物排放标准，确保其不会对水环境
产生影响。

3、等离子质谱在水环境重金属检测中的应用分析
3.1普通水质重金属检测
在普通水质重金属检测过程中，可以利用等离子质谱技术针对其中含有的微
量元素，包括铝、铜、锌、锂等进行有效检测分析。

通过测试元素的校正曲线，
其中相关系数达到了3个9以上，因此检出限也符合相关的标准要求，并且加压
回收率保持在91~118%之间，完全实现了标准样品的回收。

优势课件等离子质谱
技术，在水环境中的检测，具有非常重要的作用，能够针对各类重金属元素展开
分析，并且数据结果具有一定真实性、准确性，可以作为水环境污染情况的重要
依据。

另外在检测过程简单、便捷，可以明确展现出水体污染情况，从而对水环
境污染有良好的掌握，及时采取有效出处理措施。

3.2饮用水重金属检测
饮用水也就是人们日常生活中补充的水，而饮用水也会直接影响人体的健康，因此要利用等离子提质谱技术，针对日常生活中的饮用水进行检测，尤其是衡量
元素的分析。

检测过程中干扰因素比较少，并且能够快速得到检测结果，还能通
过针对多种不同的元素展开分析，展现出了该技术的全面性。

目前国家地表水检
测分析、例行检测都会采用IPC-MS技术，获得更加真实的数据信息，对饮用水
的各项指标进行控制，确保能够达到饮用标准，避免对人体造成危害。

3.3海水重金属检测
近些年随着生态环境的变化，人们也开始针对研究海水淡化技术，尤其在水
资源逐渐匮乏的情况下，海水将会成为解决用水的重要途径。

为了保证海水不受
污染，可以利用等离子质谱技术，联合微柱固相萃取技术，针对海水中的铅含量
进行有效分析检测，测试过程中只需要采取少量的样品，并且检测灵敏度较高，
不需要耗费太多的检测时间。

其次该技术能够检测海水中的无机元素，以及污染
量少的元素，因此对于海水环境污染检测，可以起到至关重要的作用。

不过需要
注意海水中，具有较高的盐度，在测定所含痕量元素时，往往具有较高的难度，
主要会反应在进样与干扰两个方面。

总体来说等离子质谱技术的应用成本很低，
所以是当下最有效的检测技术之一，具有非常好的应用效果，也是海水环境污染
重金属检测的主要方法。

3.4气相色谱联用法的检测
在以往的模式下，对气体流路流量和压力的开放通知主要通过稳流阀和稳流阀进行，但这种方式精度低，不能满足自动控制的要求。

使用电子压力控制方式，可以由内部的压力传感器实现气路压力的检测处理，然后，如果选择A/D转换，将其输入到PID控制器，通过计算，最终取得控制信号，控制信号发送到
D/A转换模拟信号进行对应使用固定气体阻力，可以保持一定的压力，随着压力差的增大，其流量也相应增加，通过电力压力控制压差，可以有效地控制燃气通道中的气体流量。

在改进中，载气选用高压气瓶，通过气体净化器去除污染杂质，提供清洁的载气，可以利用先前去除的PID压力控制程序控制气体的压力和流量。

在分流气化室采集样品需要快速气化处理，要求在稳定的载气携带下直接进入色谱柱，在色谱柱内满足各组分之间的相互分离。

等待分离后，可以被载气推压直接进入氢气火焰离子化检测器，另外，直接电离成带电离子，作用形成电流信号。

随后用微电流放大器放大，用数据采集卡访问色谱工作站后，顺利实现了检测。

结束语
目前我国很多专家学者都利用该技术，针对各类型水质进行监测，并获得了较为成功的研究成果。

例如我国青藏、内蒙古边界地区以及辽河流域水库中，就利用了等离子质谱技术，针对重金属污染进行了健康风险评价，有效保证了我国水环境的安全。

由此可见该技术具有较好的应用前景、发展前景，不仅是应用在水环境检测中，其他领域也可以采用该技术，如地质、食品以及药品等等，都能发挥出有效的作用。

参考文献：
1.
李坦平,吴宜,曾利群,娄晓明,李爱阳.电感耦合等离子体串联质谱法测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素[J].岩矿测试,2020,39(05):682-689.
2.
张永志,陈楠,佟玲.电感耦合等离子质谱法检测矿泉水中重金属[J].食品研究与开发,2019,40(04):154-157.
3.
苏庆梅.重金属检测中电感耦合等离子质谱的应用研究[J].资源节约与环保,2018(07):44.
4.
要志宏,胡舰,李波,张琛,范文奇,孙丰婷,崔桂友.扬州市盐水鹅重金属污染检测及风险评估[J].中国调味品,2018,43(06):128-131+138.
[5]张明锦,郭光贵.电感耦合等离子质谱在水环境重金属检测中的应用[J].科技与创新,2017(10):157-158.。