固相萃取-电感耦合等离子体质谱法测定地表高盐水体中的痕量稀土元素

摘要

基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)建立测定地表高盐水体中痕量稀土元素的分析方法,提出UV/H_(2)O_(2)去除地表水体中有机物的新策略。地表水体中的溶解态稀土浓度极低,质量浓度在ng·L^(-1)数量级,分析测试非常困难。当水体中总溶解性固体超过1 g·L^(-1)时,样品直接测试会造成严重的质谱干扰,同时可能会导致雾化器、截取锥和样品锥阻塞。因此,测试高盐水体中的稀土元素需要先去除水体中的盐类。为提高测试的准确度,样品测试前通常需要对水体进行预富集以增加待测物质量浓度。但是,内陆地表水体中有机物浓度较高,在进行预富集的过程中有机物和稀土元素发生络合作用,使得溶解态稀土在富集时发生分异,对预富集工作也是一项挑战。首先在样品中加入H_(2)O_(2),将样品放入紫外消解系统中氧化去除水体中的有机物,消解后水体中有机碳的浓度可降低至0.5 mg·L^(-1)。然后采用NobiasPA1固相树脂对样品进行预富集,步骤如下:首先使用流速为2.2 mL·min^(-1)的硝酸,超纯水和醋酸铵缓冲液依次分别清洗预富集系统,去除预富集系统中可能残留的稀土元素;然后用流速为2.0 mL·min^(-1)的醋酸铵缓冲液、样品和醋酸铵缓冲液依次分别通过固相萃取柱,富集样品中的稀土元素并去除吸附在树脂柱上的盐类;最后使用流速为0.7 mL·min^(-1)的HNO_(3)溶液淋洗树脂柱并收集样品。ICP-MS测试样品时,选择^(115)In为内标校正基体效应。研究结果表明在pH 4.6±0.1的情况下,各稀土元素的检出限和空白值分别在0.34~22.0和0.34~12.9 ng·L^(-1)之间;稀土元素检出的相对标准偏差(n=5)<5%;稀土标准溶液的加标回收率在97%~101%之间。将该方法用于渤海海水、海河河口水体和西藏雅根错水体,加入Tm作为内标,样品的加标回收率在98%~101%,相对标准偏差(n=3)<5%。这说明该方法适用于地表高盐水体中溶解态稀土元素的定量分析。