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水质 65种元素的测定注意事项

水质中65种元素的精准测定是环境监测、污染溯源及健康风险评估的核心环节。HJ 700-2014《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》作为我国首个系统性规范,明确了地表水、地下水、生活污水及低浓度工业废水中银、铝、砷等65种元素的检测方法。

一、采样:代表性是数据可靠性的基石
采样点选择
需综合考虑水源流向、污染源分布及水质变化。例如,某化工园区下游河道采样时,需在排污口上下游500米范围内增设采样点,以捕捉污染扩散梯度。HJ/T 91《地表水和污水监测技术规范》明确要求,工业废水采样点应避开死水区、回流区,确保样品反映实际排放特征。
容器与保存
可溶性元素:使用0.45μm滤膜过滤后,弃去初始50-100mL滤液,收集滤液于聚丙烯瓶中,加硝酸酸化至pH<2。某监测站曾因未及时酸化导致镉元素沉淀,检测值偏低30%。
元素总量:未过滤样品需加入硝酸酸化后保存。某钢铁厂废水样品因未酸化,铁元素在运输中形成氧化铁沉淀,消解后检测值仅为实际含量的65%。
特殊元素:含银样品需避光保存,防止光催化反应导致元素形态变化。
运输与时效
样品需在4℃冷藏运输,且应在24小时内完成分析。某河流突发污染事件中,因样品运输延迟48小时,铊元素检测值因吸附损失下降40%,延误了污染溯源时机。

二、前处理:消解与过滤的精细化操作
消解方法选择
电热板消解:适用于大多数样品,但需严格控制温度(≤85℃)。某实验室因温度过高导致有机物碳化,形成碳颗粒堵塞雾化器,使铀元素检测信号下降50%。
微波消解:对高盐、高有机物样品更高效。某垃圾渗滤液样品采用微波消解后,铊元素回收率从电热板法的72%提升至95%。
有机物处理:对含腐殖酸样品,需加入过氧化氢辅助消解。某湖泊沉积物样品因未加过氧化氢,钼元素消解不完全,检测值偏低28%。
过滤操作规范
过滤时需避免滤膜破损或污染。某实验室因滤膜质量不合格,导致铍元素检测值出现系统性偏差,经排查发现滤膜本身含铍背景值达0.05μg/L。

三、仪器分析:干扰消除与质控要点
仪器调谐与校准
调谐溶液:使用含Li、Y、Be等元素的10μg/L调谐液,确保氧化物比率(CeO⁺/Ce⁺)<1.5%、双电荷比率(Ce²⁺/Ce⁺)<3%。某仪器因氧化物比率超标(2.8%),导致铀元素检测值虚高15%。
校准曲线:每日需用校准空白和3个浓度点建立曲线,覆盖样品测定范围。某实验室因校准曲线范围过窄(0-10μg/L),对高浓度废水样品(50μg/L)稀释后测定,重复性偏差达12%。
干扰消除技术
质谱型干扰:
多原子离子干扰:如⁴⁰Ar³⁵Cl对⁷⁵As的干扰,可通过碰撞反应池(CRC)技术或数学校正方程消除。某监测站使用CRC模式后,砷元素检测限从0.5μg/L降至0.02μg/L。
同量异位素干扰:如²⁰⁸Pb对²⁰⁸Hg的干扰,需选择无干扰同位素(如²⁰²Hg)或使用干扰校正方程。
非质谱型干扰:
基体抑制:高盐样品(如海水)需通过内标法(如加入¹⁰³Rh)校正。某实验室对海水样品未加内标,镉元素检测值偏低25%。
空间电荷效应:高浓度样品(如>100μg/L)需稀释后测定,避免离子束发散导致信号抑制。
质控措施
空白试验:每批次样品需测定实验室空白和试剂空白,确保空白值低于方法检出限。某实验室因试剂污染,铅元素空白值达0.1μg/L,导致低浓度样品检测结果不可信。
加标回收:地表水加标回收率需控制在85%-110%,废水加标回收率80%-120%。某污水处理厂出口样品铊元素加标回收率仅75%,经排查发现消解罐未清洗干净,存在残留铊污染。
平行样测定:平行样相对偏差应≤15%。某实验室对含铀废水平行样测定偏差达22%,因雾化器堵塞导致进样量不一致。

四、数据解读:从信号到浓度的科学转换
结果计算
需扣除空白值并考虑稀释倍数。某实验室因未扣除空白值,镉元素检测值虚高0.05μg/L,超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)限值(0.003mg/L)的10倍。
结果表示
浓度值低于10μg/L保留2位有效数字,≥10μg/L保留3位有效数字。某报告将铊元素浓度0.0025μg/L表示为0.003μg/L,夸大了污染程度,引发不必要的公众恐慌。
异常值处理
对异常高值需复测并排查污染来源。某河流突发铊污染事件中,首次检测值达5μg/L,经复测并排查上游矿山企业,确认为企业违规排放所致。

五、安全防护:剧毒物质的操作规范
个人防护
配制铍、砷、镉等剧毒标准溶液时,需佩戴N95口罩、防化学手套及护目镜,在通风橱内操作。某实验室人员因未佩戴手套接触砷标准溶液,导致手指皮肤角化过度,经治疗3个月恢复。
废弃物处理
含剧毒元素的废液需分类收集,交由有资质单位处理。某高校因将含铀废液混入普通废液桶,导致整个实验室辐射剂量超标,被责令停业整改。

结语
水质65种元素测定是技术密集型工作,需从采样代表性、前处理精细化、仪器分析精准化到数据解读科学化全流程管控。通过严格遵循HJ 700-2014规范,结合碰撞反应池、内标法等先进技术,可实现痕量元素的高灵敏度检测,为水环境治理与健康风险评估提供可靠数据支撑。


曼哈格作为一家专业的标准物质生产者,为客户提供标准物质,满足客户的不同需求。曼哈格提供检测标准物质如下:

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Mall Code Description Standard value Specifications CAS Expire Date Stock Quantity Operate
1mg/L
100mL
0
1mg/L
100mL
0
1mg/L
100mL
0
1mg/L
100mL
0
100mg/L
100mL
2027-06-13
≥10
1000mg/L
50mL
7440-20-2
2030-08-28
7
1000mg/L
50mL
0
1000mg/L
50mL
2030-04-11
2
1000mg/L
50mL
2030-04-07
4
1000mg/L
50mL
0
1000mg/L
50mL
2030-09-24
≥10
1000mg/L
50mL
2030-08-21
6
10mg/L
100mL
0