目前細顆粒物中無機元素的分析方法主要有原子吸收光 譜法、X射線熒光光諸法、電感耦合等離于體發射光 譜法、電感耦合等高子體質譜法、質子誘導X射線發射法、中子活化分析法等.電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-OES)測定顆粒物中無機元素的最佳方法之一?此 方法靈敏度髙、干擾少、線性范圍寬、進樣量少、分析速度 快,可以同時測定顆粒物中多種金屬元素。
使用玻璃纖維濾膜采集大氣細顆粒物樣品，采用微波消 解顆粒物樣品中多種元素.建立了 ICP-OES同時測定顆粒 物中的鉛(Pb),鋅(Zn).銅(Cu)、鎘(Cd)、格(Cr)的分析方 法.并對其分析條件進行了討論，以期為|(：IU)ES在環境空 氣質量監測中的應用提供數據參考。
1、實驗
1.1儀器及參數
全譜直讀型電感耦含等離子體發射光譜儀
1.2試劑及材料
硝酸、鹽酸、蔬酸、雙氧水均為優級純,實驗用水為優
譜UPR.II.20L生產的超純水.電阻率為18.2 MΩ ? cm :標 準溶液是1 000 ug. mL鉛、鋅、銅、鎘、鉻的單元素標準 貯備液(國家有色金屬及電于材料分析測試中心).以1 mol ? I/1的硝酸為介質,經逐級稀禪，配成含以上五種金屬 元素的混合標準溶液；玻璃纖維濾膜;氯氣 和氮氣均為99.999%。
13樣品制備
采樣地點設在重慶市萬州城區的中科院重慶綠色技術 智能研究院 重慶三峽學院大氣環境綜合監測站”(下簡稱萬 州監測點)。釆樣儀器為中流量PM2.5采樣器(青島恒遠科 技發展有限公司, HVJ00)。釆樣前濾膜經450 (處理2 h, 連續采集12 h為一個樣.采樣后濾膜放置于冰箱低溫保存，
將濾膜用塑料剪刀剪取1/4?剪碎后放于微波消解罐中. 加入5 mL HNO3和2 mlH2O2 :后放入徼波消解儀中.按下列步騾消解。歩驟1：溫度120 "C .功率 1600 W.保持2 mini步騾2 ：溫度150 X .功率1600 W. 保持2 min ；步驟3：溫度比0 X .功率1 COO W.保持10 min:步驟4：溫度140 度 .功率1 600 W .保持3 min0每次 消解8個樣品。消解后樣品冷卻用25 ml.容量瓶定容，然后 過渡轉移到聚乙烯塑料瓶中待測。
14分析結果計算
采用玻璃纖推渡膜.假設濾膜上的樣品分布是均勻的。 根據K：IM)ES±所測得的樣品溶液和空白溶液中元素的濃 度值，由下式計算大氣顆粒物PM2.5中元素濃度:虻。
M— K * S
式中，V為細顆粒物中元素濃度ug.m-3;C為樣品溶 液中兀素濃度ug. mL 為空白溶液中兀素濃度./xg ? ml."1 : V為樣品溶液體枳.mL； V.為標準狀態下的采樣體 積.m3,St為樣品濾膜總面積 . . rn： ; 5-為測定時所取濾膜 面積?cm'.
2結果與討論
2-1消解體系的選擇
取10份空白濾膜.分別采用HNO3-H2O2： , HNO3-HCL HNO3-H2SO4幾痛快話消解體:系消解?測定結果見表1.由測試 結果可知：HNO3-H2O2:消解體系由于測試結果最高且RSD 最低.所以認為HNO3-H2O2:消解體系比其他兩種消解體系 更徹底和更穩定。
lable 1 Reuslts of three digestion systems n= 10 )
元素 | HNO3-H2O2:體系 | HNO3HCI 體系 | HNO3-H2SO4體系 | |||
均值/(ug ? mL-1) | RSD% | 均值/(ug ? mL-1) | BSD% | 均值/(ug ? mL-1) | RSD% | |
鉛 | 0.02G | 3.2 | 0. 022 | 5M | 0.019 | C.3 |
鋅 | 0.052 | 3.8 | 0. 050 | 7.5 | o. 04C | 9.7 |
銅 | 0.022 | 2.0 | 0. 023 | 4.3 | 0. 022 | 5.1 |
鎘 | 0.013 | 2.8 | 0. 012 | 5.5 | 0.012 | 5. C |
鉻 | 0-0C7 | 7 | 0. 062 | L5 | 0. 05C | C.5 |
2.2工作參數的選擇
元素譜線的選擇：每種元素有務條靈敏線.根據各元素 譜線的信噪比及受干擾情況.選擇了各待測元素的多條分析 譜線(nm班行分析。彘終確定了信噪比高，背景干擾小的各 待測元京的)： Pb(220- 353). Zn(213.357). Cu (327. 393 ). Cd(2聳.tS02), Cr(2G7. 71G )0
儀器工作參數主要包括射頻功率、冷卻氣流量.雰化氣 流速和栽氣流速。將信噪比作為考校指標.每個工作參數根 據儀器允許條件選取一組測試范圍.以1 mg ? L鉛、鋅、 銅、鴇、格的混合標準溶液.分別在波長為220.353, 213. 857.327.393,228.302.2G7.71G run 處測定各條件下的 發射光諧強度和空白強度.計算其信噪比。
(1) 功率的選擇：固定其他參數,這五神元素的功率都 是在1 300 W出現最高的信噪比.所以選擇的射頻功率為 1 300 W。
(2) 蠕動泵流速：Pb元素的信噪比隨著蠕動泵流速的増 加而增加.而其他四神元素在1.5 mL - mirr1時出現峰值. 考慮到多數元素?所以選擇1.5 mL - min'1的蠕動泵流速。
(3舲卻氣流量：Pb?Zn. Cu, Cr的信噪比在15 I. ? miL出現峰值.Cd元素的最高信噪比雖然在17 L ? inin-1 . 但是其值與15 L ?血時相差不大，經粽合土慮.最終選 擇冷卻氣流量為15 L.min-1.
(4 >裁氣流諫：Ph和Cu的信噪比隨著栽氣流速的增大 而増大,但當流連増大到0.8 L ? min-1時信大比增大不明 顯?基本達到穩定.GI和(，的信噪比在0. 8 L - min'1出現 峰值.次元素信噪比則隨著載氣流速増大而滅小.所以.綜 合考慮各元素情況，最終選拝教氣流速為0. 8 L?min'1. 23檢出限
以樣品空白溶液連續測定11次.取3倍標準偏差所對 應的濃度為各元素的檢出限。本方法的檢出限見表2.其值 在 2.02X10T?& 20X10-3% ? mL"1 之間，.
2.4回收率和精密度
為了驗證方法的可靠性.進行了加標回收試驗C在樣品 中分別分組添加各神待測元素的標準溶液，進行加標回收試 驗.結果見表3
Table 3 Sample ivo)*enr aiKl precision(/i=6)
元素 | Ph | Zn | Cu | Cd | Or |
樣品M量 | 0.053 | 0.071 | 0. 034 | o. 003 | 0.011 |
加入量 | 0.0S0 | 0.200 | 0. OSO | o. OSO | o. 080 |
測定值 | o. 125 | OB乩 | 0.114 | o. 07C | 0.094 |
回收率以 | 94.0 | 103.7 | 100.0 | 91.C | 103.3 |
2 C7 | 2. S2 | 1. sc | 2.C3 | 2M3 |
由表3可知.細顆粒物樣品的加標回收率在91. G%? 103. 7%之間.測定RSD在1. 3G%?2.82%之間，說明方法 的回收率和精密度良好.
2.5分析方法應用
用所建立的方法對2012年12月23 0—2012年12月 31日采集到的樣品進行分析（結果見表4）,采用單因亍指數 法評估了細顆粒中這幾神重金屬對懷境質量的影響，通過公 式計算得：鉛的污染指數在1. 02-1. 47之間.得岀萬州監測 點細顆粒物船處干潛在污染水平；鋅的污染指數在1.43- 2. 53之間?平均污染指數為2.02.得出悴處于輕度污染水 平*桐的污染指數在1. 35-2.09之間,平均污染指數2. 00, 屬于輕度污染水平：樣品中鎘元素含旨低于檢出限而未檢 出?表明細顆粒物沒有受到鎘污染；餡元素在采集到的九天 樣品中有四天檢出?其污染指數在0.1?0. 73之間.屬于清潔水平。Fable 4 Concvntnitioiis of nwUil elciiwnts in P\12. S
元索 | Ph 卩g ? in T ) | Zn | Cu | Cd | Cr |
201M2-23 | 0- 07C | o. uc | 0.037 | ND | 0.014 |
2012-12-24 | 0.120 | 0.343 | 0-037 | ND | ND |
2012-12-25 | 0-137 | 0.3C0 | O.Oiil | 、D | 0.017 |
2012-12-2C | 0.100 | 0.291 | 0.042 | ND | 0.009 |
201242-27 | 0-09C | 0.231 | 0.0G0 | NO | MJ |
201M2-2S | 0. 0S7 | 0.179 | 0.042 | M) | M) |
2012-12-29 | 0-039 | 0.134 | 0.032 | ND | M) |
201M2-30 | 0-092 | 0.187 | 0.079 | ND | O.OCC |
201242-31 | 0.0G2 | 0.179 | 0.055 | ND | ND |
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3結論建立了做波消解.ICP-OES法冋時測定PM2.5中鉛、 鋅、銅、鎘、路五種金屬元素的方法.其檢出限分別為:G.7G X10_J .3. 20X10_s .4. 34X10_\2. O2X1O-5 .7. 24X10-8 塚.mL.回收率分別為：94.必.103.7%?100.必. 91. G% . 103. .能滿足大氣細顆粒物中金屬元素的測定要 求。
分析了 2012年12月底重慶市萬州城區監測點細顆粒物 鉛、鋅、銅、鎘、格的含量.結果表明：細顆粒物沒有受到鎘 和餡的污染.鉛處于潛在污染水平?鋅和銅則處于輕度污染 水平。