關鍵詞：環(huán)境分析；鉛、鋇、鉬、硒、硼、鎳、鎘、釩

摘要：對近年來ICP-AES在環(huán)境分析中的應用情況進行了綜述，并對其在環(huán)境分析中的發(fā)展前景作了 評估。

ICP包括電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜 法(InductivelyCoupledPlasma- AtomEmission Spectrometry,簡稱ICP - AES)和電感網合等離子 體質譜法(InductivelyCoupledPlasma- Mass Spectroraedy,簡稱 ICP-MS)。ICP-AES是以髙頻電磁感應產生的髙溫電感耦合等離子焰炬 (ICP)為激發(fā)光源，樣品在高溫下氣化、原子化并 被激發(fā)，不同的元素具有不同的特征譜線.根據元索的特征譜線和譜線的強度進行定性和定fi 分析。ICP-AES具有快速、簡便、檢出限低、靈敏度和精密度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性好、選擇性好、基本效應小且可以有效校正、可同時進行多 元索分析、易于實現分析自動化等特點。近年來ICP - AES已得到了廣泛的應用和推廣，本文就ICP-AES在環(huán)境分析中的應用情況和發(fā)展前景進行了綜述。

1 1CP-AES在環(huán)境分析中的應用

1.1   ICP-AES在水環(huán)境分析中的應用

1.1.1用ICP-AES法直接測 定生活飲用水中鉛、鋇、鉬、硒、硼、鎳、鎘、釩8種 微量元素的企業(yè)標準方法,并利用國家標準物質 驗證了方法的準確度，實驗結果表明：測定值與 標準值吻合，鉛、鋇、鉬、硒、硼、鎳、鎘、釩的檢出 限分別為0.8, 0.8, 0.6,0.6, 0.6, 0.2, 0.6. 0.6 M6/L.方法的相對標準偏差小于2.00%,水樣加 標回收率為93.4% — 106.4% .該法具有操作簡 便、快速、準確、可靠、檢出限低、多元索同時測定、樣品處理簡單且不破壞樣品等優(yōu)點，是目前 元索檢測分析方面較為理想的方法。

1.1.2采用順序掃描ICP - AES法直接測定了地 熱溫泉水樣中的鉀、鈉、鈣、鎂、硅、鋰、硼,并對測試條件的選擇進行了探討，該法采用計算機 背景扣除、干擾校正及稀釋一定倍數相結合的實 驗校正方法來克服基體效應，淸除了各種干擾， 提高了測定微童元索的準確度，充分發(fā)揮了 ICP 光源多元索同時測定的優(yōu)勢，鉀、鈉、鈣、鎂、硅、 鋰、碾的檢出限分別為0.225 1,0.018 0,0.024 6, 0.001 2,0.130 6,0.002 47,0.000 1 mg/L,方法具 有簡便、快速、準確、線性范圍寬、精密度和準確 度髙、多元索同時測定等優(yōu)點，檢出限和精密度 均可滿足分析要求，是目前地理、地質、環(huán)境類樣 品常量和微量元素分析的一個較為理想和實用 的分析方法。

1.1.3采用銅試劑富集和 1CP-AES法同時測定了地表水中的銅、鉛、鋅、 錳和鎘，并優(yōu)選出儀器工作條件和被測元索 分析譜線，實驗結果表明：本法快速、便捷、精密 度高、介質干擾小、檢出限低、回收效果好、結果 準確，適用于地表水和地下水的日常監(jiān)測。

1.1.4用ICP-AES法測定礦泉水中的鈣、 鎂、祥、鐵、徳、執(zhí)、相、棚、鎖、納、評、鉆、鋒、鎘、 銅、錳等多種元索，檢出限分別為0.030, 0.000 1, 0.001 8, 0.003, 0.001, 0.005, 0.006, 0.006, 0.001 3, 0.027, 0.060, 0.007, 0.0007, 0.002,0.005,0.000 7 mg/L,方法的相對標準偏 差為1.22% — 6.21%,回收率為97.0% — 110%,實驗結果令人滿意。

1.1.5采用自制的在線氫化物連續(xù)發(fā)生裝罝，應用端視ICP- AES法測定了水中痕置硒和汞，該法不需要 氫化物發(fā)生裝置,分析成本低,在完成非氫化法 測定或進行非氫化法測定時，不需要拆卸或安裝 氫化物發(fā)生裝罝，而且硒和汞經過氫化發(fā)生后， 其靈敏度均比非氫化法至少提高10倍以上，方法簡便、快速、準確、炅敏，用于水樣中痕量硒和汞的測定,分析結果令人滿意。

1.1.6建立了氫化物發(fā)生-ICP - AES法同時測定純凈水中砷 和汞的方法，該法選用2%的HC1控制酸度，翮氫化鉀濃度為0.5%時效果佳， 珅、汞檢出限分別為1.7,0.1 Mg/L,相對標準偏 差為珅3.46%,汞2.85%,回收率為砷92% — 110%,汞90% — 113%,測定結果較為滿意，使 用該法測定純凈水中的砷和汞完滿足實際分析的需要。

1.1.7采用ICP-AES法測 定了鹽水中的微量汞，方法具有準確度和精密度 高、重現性好的特點。

1.1.8采用ICP-AES 法測定了水中微量磷，并確定了測定條件， 該法準確、快速、簡便，檢出限為0.02 «ng/L,相對 標準偏差為1.65% —2.83%,回收率為96.5% —102.1%,應用于湖水和河水中磷的測定，結 果令人滿意。

1.1.9采用ICP-AES法同 時測定了煉焦廢水、煉鋼廢水和軋鋼廢水等冶金 廢水中的耗、鎂、培、砷、鉛、硫、桂、鋅、鋇、銅、鍋、 鐵、錳、磷、鉀、鉆，并探討了測定條件，方法采用 HNOj + HQ04混合酸溶解樣品，通過選擇合適譜 線和背錄扣除的方式消除鈉、鉀、鋁、硅、鈣、鎂等 基本元索對被測元素的干擾，鈣、鎂、鋁、砷、鉛、 硫、娃、梓、鋇、銅、鍋、鐵、揉、播、評、鉆的檢出限 分別為0.0007, 0.000 3, 0.002, 0.002 4, 0.004 83, 0.015, 0.030, 0.000 64, 0.000 8, 0.000 97, 0.000 28, 0.01, 0.000 5, 0.02, 0.05, 0.000 62 mg/L,相對標準偏差為0.41% — 23.6%,樣品加標回收率為92% — 108%,與原 子吸收法相比，分析結果基本一致，本法簡便快 速，為廢水的綜合利用提供了科學依據,適于推廣應用。

1.1.10用ICP-AES法同時 測定6種不同種類的石油化工固體廢物浸出液 中銅、鎳、鎘、鋅的方法，該法采用基體匹配法校 正基體干擾效應,具有操作簡便、分析效率髙、檢 出限低、準確度高、再現性好等優(yōu)點，銅、鎳、鎘、 鋅的檢出限分別為0.001,0.003,0.005,0.002 mg九,所測元素的加標回收率均為96% - 102%,為固體廢物浸出毒性的測定提供了一種 新方法。

1.2   ICP-AES在大氣環(huán)境分析中的應用

1.2.1ICP-AES測定硫化氫 和總硫的方法。采樣時分別配制醋酸鋅溶液吸 收硫化氫，過氧化氫和氫氧化鈉混合液吸收總硫，終均被吸收氧化成硫酸根離子，然后用 ICP定量測定,硫化氫和總硫的吸收轉化率大于 95%,硫的測定波長為180.73 rnn,低檢出限為 0.06 mg/m3,使用硫標準氣體進行驗證，相對標 準偏差小于5%,加標回收率為90% — 110%, 均符合要求,該法用于焦爐煤氣脫硫系統(tǒng)中硫化 氫和總硫的測定，不僅簡化了原有方法,縮短了 采樣時間，增加了總硫和硫化氫的數據可比性， 而且使ICP法檢出能力強、抗干擾能力強、線性 范圍寬等優(yōu)點得到了充分發(fā)揮，并為該系統(tǒng)的運 行提供了準確的數據，經適當的調整，可推廣應 用于其它系統(tǒng)中總硫和硫化氫的測定，具有一定的實用價值。

1.2.2用微孔濾膜收集環(huán)境 空氣中的金厲元素,樣品消化后用ICP-AES法 對大氣顆粒物中的鉻、銅、鉛、錳、鋅、鎳、鐵進行 了測定，該法的靈敏度、精密度和準確度均較好， 鉻、銅、鉛、錳、鋅、鎳、鐵的檢出限分別為5.3, 7.3,3.4,2.9,4.2,13.9,7.8 fig/L,相對標準偏差 為0.48% — 2.27%,回收率為97.8% —103.6%,各元素間基本無干擾。

1.3 ICP-AES在土壤和地質分析中的應用

1.3.1采用ICP-AES法測定了土壤和肥料中的硼含量,經標準土壤樣品驗證,并與肥料測定的國家標準方法比較，結果均十分滿意，該法準確度和靈敏度高，操作簡便快速，分析效率高，土壤和肥料中硼的檢出限分別為 0.013,0.26 mg/Kgo。

1.3.2使用聚四氟乙烯髙壓容壓器溶樣，用HNO3—HC104—HF溶解土壤樣品，使難溶的元索鉻、鈦等溶解*，并在優(yōu)化的儀器條件下，用ICP - AES法測定了地質 標樣GSD-4中的鑰、錢、鐵、納、猛、徳、鋇、鉻、 釩、鈦等常童和微童元素，測定結果與推薦值基 本一致，該法具有靈敏度高、精密度好、干擾少、 操作方便、可實現多元素同時或順序測定等優(yōu) 點，轉、讀、鐵、鈉、鎮(zhèn)、鎊、鋇、鉻、識、欽的檢出限 分別為0.05,0.10,0.10,0.50,0.06,0.02,0.03, 0.05,0.40,0.20 mg/L,相對標準偏差為2.6% — 4.5%,加標回收率為86% — 102%,除1 000 n^L鐵對錳的測定有干擾外，其它元素均對測 定無明顯干擾。

1.3.3地質試樣中

痕量錫的氫化物發(fā)生- ICP-AES直接快速測定方法，并試驗了測定介質和儀器工作條件的影響,確定了工作條件，實驗結果表明:該法簡 便、快速、靈敏度髙，選用60 g/L的酒石酸作為反應介質，對消除干擾離子的影響有一定的作 用,錫的檢出限為0.16 x10-9g/ml,共存離子 Fe3+,Ca2^MgJ+.Al3+ (200); Ba2* (50); Zn2、 Sr2* ( 20); Ni2*、Coi+、Cu2+、Mo6+、對測定無影響，對*標樣的分析結果與推薦值吻合。

1.3.4采用微波消解試樣，用ICP-AES法同時測定了花崗石中的鉛、鎘、鉻和砷4種有害元素，該法準確、 快速、簡便，鉛、鎘、鉻和砷的檢出限分別為0.000 8,0.000 7,0.001 8,0.001 2 mg/L,相對標 準偏差為1.3% — 3.6%,回收率為93.4% — 102.5%,實驗結果令人滿意。

1.3.5ICP-AES法測定鉍礦石中砷、銻、鉍的分析 方法，優(yōu)化了儀器的測試條件，并對共存元素的干擾進行了研究，該法采用王水、HF、HC104處理 樣品，共存元素 Fe(85 mg)、Cu(20 mg)、Zn(100 mg)、Pb(60 mg)、Al(100 mg)、Ni(12 mg)、Cr(10 mg)、V(10 mg)、Sn(20 mg)不干擾測定，方法簡 便、快捷、準確度高，分析結果與原子吸收法的測 定值吻合較好，適用于鉍礦石中砷、銻、鉍的快速測定。

1.3.6通過碳酸鈉高溫熔樣，熱水浸取過濾除去S042•和Na+，酸化溶解沉淀的方法處理樣品，采用ICP - AES法測定了重晶石中的雜質元索鈣、鍶、鐵,該方法快速、簡便，鈣、鍶、 鐵的檢出限分別為0.005 4,0.003 9,0.008 4 相對標準偏差為1.1% — 1.4%,回收率 為99.4% — 100.3%,各待測元素間以及待測元素和基體間測定時相互不影響,共存元素鋁、鎘、 鉛、鋅因含量極微，不干擾測定，檢測結果較為滿 意，在重晶石日常檢驗中具有重要的實際意義。

1.3.7用混合酸(HF: HNOj: HC104： H20 = 4:2:2:2)溶樣，不經任何分離.ICP-AES 法同時測定了磷灰石中的鈣、磷、鐵、鋁、鎂、錳、 鈦,實驗結果表明：本法簡便、快速,相對標準偏差為1.15% —4.31%,加標回收率為98.9% — 105.0%,共存元素 Fe(0.1 mg)、Mn(0.1 mg)、Cr (0.01 mg)、Cu(0.01 mg)、V(0.01 mg)不干擾測 定，分析結果與化學分析法和原子吸收法的測定 結果基本一致，能滿足分析要求。

1.3.8通過對磷礦石主S、痕量成分分析的研究,建立了采用HF-HQ04溶解樣品后直接測定磷礦石中 磷、轉、鎊、鐵、H猛、鉀、納主苗、痕量元索的 ICP-AES法，本法靈敏度、精密度和準確度較 好，麻、角、鎊、鐵、錯、欽、話、鉀、鈉的檢出限分別 為0.027,0.006 5,0.008 7,0.072,0.002 4,0.11, 0.009 8,0.36 , 0.15 mg/L,相對標準偏差為 0.75% — 2.57%,應用于磷礦石標樣分析，結果令人滿意。

1.4 ICP-AES在生物分析中的應用

1.4.1使用PTTE高壓密封消化罐，用 HN03+HC104(4+ 1)消解樣品，用 ICP-AES法 同時測定了刺槐花中的鐵、錳、銅和鋅,方法簡便，穩(wěn)定性好，鐵、錳、銅和鋅的檢出限分別為 0.6,0.7,0.4,0.8押/X,回收率為96% — 106%, 相對標準偏差為4.7% — 7.9%,分析結果令人 滿意，并為刺槐花的藥物功效、營養(yǎng)開發(fā)提供了科學依據和質量檢測方法。

1.4.2用 HNO, + HQ04消解樣品，試液用ICP - AES法同 時測定菊花中鋅、鐵、錳、銅、鎂的新方法，該法準確、快速、簡便，梓、鐵、猛、銅、鎊的檢出限分別為 4.2,7.8,0.4,7.3,4.8mg/L,回收率為95.5% — 102.8%,相對標準偏差為1.3% —3.9%,應用 于菊花樣品的測定，結果令人滿意。

1.4.3用ICP-AES法對美國黑提葡萄的正常葉和枯葉中的銅、鎂、鋅、錳、鎘、鎳、鋁、鐵金厲元索的含量進行了測定。實驗結果表明:此法簡便、可靠、 分析速度快,具有良好的精密度和準確性，分析結果令人滿意，加標回收率為95% — 104%。

1.4.4將羊棲菜樣品經HNOj-HzOz微波 消解后，采用ICP-AES法測定了其中的砷，砷的檢出限為0.006 mg/L,相對標準偏差為 0.52%,加標回收率為98.67%。

1.4.5建立微波消解連續(xù)氫化物發(fā)生-ICP - AES法測 定川山紫中痕量硒的方法，系統(tǒng)研究了微波消 解、氫化物發(fā)生的條件,消解酸體系為 HNQ3—H202_H20,消解壓力為400 kPa,功率為 300 W,時間為15 min,硒的氫化物發(fā)生條件以5 moI/LHCl為介質,KBH*濃度為5 &/L,砸的檢出 限為0.003 8mg/L,相對標準偏差為1.13%,樣 品加標回收率為99.24%,方法簡便、快速，準確 度、靈敏度和精密度均能滿足實際分析的要求， 存在于川山紫中的主量元索鉀、鈉、鈣、鎂、硅等 對測定不產生彩響,并可用于其它植物樣品的分 析,分析結果令人滿意。

1.4.6研究植 物樣品中15個稀土元素的電感耦合等離子體發(fā) 射光譜測定方法，試驗了植物樣品的灰化溫度、 干擾元素的影響,選擇了試驗條件，對4個植物標樣中的鈰、鏑、鉺、銪、禮、鈥、鑭、 镥、欽、錯、衫、試、結、紀、鐿進行了分析,實驗結 果表明：灰化溫度對稀土元索的測定無明顯影 響,植物樣品中的主要元索為硅、磷、鈣、鎂、鐵、 鈉、鉀等，樣品灼燒后用N8202堿熔，可除去大量 的硅、磷、鈉、鉀，采用陽離子交換樹脂交換分離可較好地除去鈣、鎂、鐵等雜質，溶液中干擾元索 的殘存fi甚微，不干擾稀土元索的測定,方法的相對標準偏差為0.9% — 19.0%,分析結果令人滿意。

1.4.7研究用HNQ, + H2S04+ 11(：104消解樣品，用ICP-AES法同時測定茶葉 中鋅、鐵、錳、銅、鎳、鎂的新方法，在選定的條件下，鋅、鐵、錳、銅、鎳、鎂的檢出限分別為 4.2,7.8,0.4,7.3,7.6,4.8 M/L,相對標準偏差 為0.3% — 4.7%,回收率為94.7% — 104.2%, 該法準確、快速、簡便，適用于茶葉樣品的測定， 實驗結果令人滿意。

1.4.8采用干灰化法 處理植物試樣，用ICP-AES法測定了國內環(huán)境 標樣82 - 301桃葉中的銅、鋅、錳、鋇、鍶、棚，美 國NBS1571果樹葉中的鈣、鎂、鉀、磷、鐵、硼、鎳、 鋇、格、銀、銅、鋅、猛、鉬、鈷、軌，美國NBS1567小 麥粉中的鋅、鐵、猛、鎮(zhèn)、銅、鑰和美國NBS1577牛 肝中的磷、鉀、鎂、鋅、鈷，方法采用鉀和鈣標液分 別配制，并繪制鈣對鉀的干擾曲線方式,在鉀的 測定結果中自動扣除鈣的干擾，其它元素對測定 無明顯的干擾影響，測定結果與推薦值一致，鈣、 嫌、鉀、磷、銅、鋅、鐵、錳、硼、釩、鎳、鍶、鋇、鉻、 

鉬、鈷、鈉的檢出限分別為：8,0.3, 1.00,0.2, 0.01,0.07,0.2,0.006,0.05,0.027,0.04,0.002, 0.01,0.01,0.02,0.03,0.1 g/L,各元索的變異系 數均為0.87% —2.26%，加標回收率為82% — 167%。

1.4.9采用微波消解法處理樣品， 運用ICP-AES法測定了大米中的鋁、鈣、鐵、 鉀、鎂、錳、鈉、鋅，該法采用儀器同步背景扣除方 式扣除共存元素的譜線干擾。先將樣品進行波 長掃描,觀察共存元索的譜線干擾情況,然后選 擇背聚扣除位置。

1.4..10用1(^->\£3法測定 了海狗、牡蠣、龜板、烏賊墨、海馬、海帶等海產品 中的鈣、鎂、銅、鐵、鋅、錳,該法采用微波消解樣 品、光譜儀同步背景校正、內標法測定，提高了方 法的準確度，測定結果令人滿意，方法的回收率 為96% — 103%,相對標準偏差小于4%,各主 體元索對微量元索的測定無明顯干擾。

1.4.11采用Psn萃淋樹脂預富集分離技術，用ICP -AES法同時測定了豬肝、豬肉中痕量稀土元索 鑭、鈰、鐙、釹、釤、釔的含量，本法排除了基體中 鈣、磷、鐵的干擾，檢出限為0.33 — 0.74 ng/g (鮮樣)，梢密度為4.9% — 11.0%,回收率為 84.8% — 109.1%。

1.4.12將齒蟲殼樣品 用高純HNQ5和HC104加熱消解后，用ICP-AES 法對其中的轉、鎊、鉀、鈉、鐵、梓、換進行了測定， 方法采用離子峰扣除背景干擾，穩(wěn)定可靠，為鹵 蟲殼的廣泛應用提供了可靠的數據，鈣、鎂、鉀、 鈉、鐵、鋅、磷的檢出限分別為5,丨,60,29,3,2,76 /ig/L,測定結果的相對標準偏差為0.651% — 5.71%,回收率為92.6% —97.3%。

1.5ICP-AES在其它方面的應用

1.5.1通過研究試驗條件及適當的樣 品前處理條件，提出了原油中鐵、銅、鎳、釩、鈣、 鎂6個元索的ICP- AES測定法，試樣用HNO, 進行分解，選擇適當的波長和背景校正進行分 析，該法具有靈敏度、準確度和精密度高、積分時 間短、方法簡便等優(yōu)點，鐵、銅、鎳、釩、鈣、鎂的檢 出限分別為0.0006,0.0008,0.0028,0.0128, 0.002 3,0.000 7         加標回收率為94% —

104%，相對標準偏差均小于7% ,符合微量分析 要求，可用于原油質量的控制分析。

1.5.2介紹一種ICP-AES與氫化物發(fā)生法聯 用測定活性炭產品中總砷含量的方法,并對樣品 的灰化條件、儀器工作參數、基體的干擾等進行 了討論，方法采用高溫灰化活性炭樣品，加入 MgO- Mg(NOj)2作保護劑，以防止砷的損失， 然后用3 mol/LHC1溶解殘渣，該法簡便、快速、 準確度高,在測定過程中采用基體匹配法消除基 體干擾，檢出限為1.8/相對標準偏差小于 3%,加標回收率在95%以上。

1.5.3采用 PHD氫化物發(fā)生器，將亞硝酸鈉和樣品溶液分 二路送人霧化器，使碘離子氧化為揮發(fā)性的碘單 質,提髙了碘的傳輸效率，建立了用ICP-AES 測定碘的新方法，解決了過去碘的發(fā)射信號隨放 置時間的增加而變小的問題，方法采用亞硝酸鈉 作氧化劑,在低濃度下可消除氣離子的干擾，磷 和金等元索對碘的測定有干擾，一般樣品中金含 量很少，磷的干擾系數為1.2x10_3,該法簡便、 快速，檢出限為14/ig/L,相對標準偏差為1.2%, 回收率為99.44% ,適用于食鹽和海水中碘的測 定，分析結果令人滿意。

2發(fā)展前

目前ICP-AES和ICP-MS已廣泛應用于 環(huán)境保護、水質檢測、新型材料、生物醫(yī)學、藥學、 石化、地理、地質、冶金、半導體、化學探礦、商品 檢驗、刑偵等領域,是環(huán)境分析領域中進行常量、 痕量和超痕量分析的主要手段之一。隨著科學 技術的迅猛發(fā)展和環(huán)境分析需求的擴展，ICP- AES和ICP-MS技術正向著全面化和智能化的 方向發(fā)展。我們可通過進一步改進進樣系統(tǒng)，根 據分析需要來選擇自動進樣器、超聲波霧化器、 激光固體采樣器、電熱蒸發(fā)進樣器、流動注射進 樣器、有機樣品進樣器等不同的進樣系統(tǒng)，提高 分光系統(tǒng)的分辨率，發(fā)展和完善扣除光譜干擾的 軟件功能等，進一步提高方法的靈敏度，降低方 法的檢出限，消除干擾的影響。并可通過進一步 發(fā)展ICP - AES和ICP - MS與離子色譜法(1C)、 髙效液相色譜法(HPLC)等測試技術的聯合應用 等，充分發(fā)揮ICP-AES和ICP-MS快速、簡便、 檢出限低、靈敏度和精密度高、線性范圍寬、穩(wěn)定 性好、選擇性好、干擾少、可同時進行多元素分 析、易于實現分析自動化等特點,逐步替代目前 所采用的一些傳統(tǒng)的化學分析方法和儀器分析 方法，進一步提髙分析效率和分析質量，不斷拓展ICP-AES和ICP-MS的應用天地，在環(huán)境分 析中ICP-AES和ICP-MS將會有新的發(fā)展。