锅炉用水中痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定(ICP-MS)法
锅炉用水中痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定(ICP-MS)法
本文描述了锅炉用水和冷却水中痕量铜﹑铁、钠、钙、镁含量的测定电感耦合等离子体质谱法。本文件适用于锅炉用水和冷却水中痕量铜、铁、钠、钙、镁含量的测定。测定范围:铜含量0.1 pug/L~1 000 ug/L、铁含量5 ug/L~1 000 ug/L、钠含量10 ug/L~1 000 ug/L、钙含量10 pg/L～1 000 ug/L,镁含量1 ug/L~1 000 ug/L,超过1 000 ug/L时应稀释后测定。
方案依据GB/T 41330——2022
方法原理
试样溶液中待测元素经雾化系统雾化后形成气溶胶,由载气带入等离子体炬焰中,在高温和惰性气体中被充分蒸发、解离、原子化和电离,转化为带正电荷的离子,经离子采集系统进入质谱仪,质谱仪根据离子的质量电荷比(质荷比)进行分离。各待测元素的质谱响应值与其在样品中的浓度成正比,从而对各元素进行定量分析。
试剂或材料
除非另有规定,仅使用优级纯及以上试剂。
水:符合GB/T33087——2016中仪器分析用高纯水的规定。
试验中所需杂质标准溶液,在没有注明其他要求时,均按GB/T 602的规定制备或选用市售标准溶液。
硝酸:光谱纯。
盐酸:光谱纯。
盐酸溶液:1＋1。
硝酸溶液;1＋1。
硝酸溶液:1+99。
铜标准贮备溶液Ⅰ: 1 000 mg/L。称取1.000 g金属铜,精确至0.2 mg。在50 mL盐酸溶液中加热至全部溶解,冷却后转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度。或选用市售标准溶液。
铜标准贮备溶液Ⅱ:100 mg/L。
铁标准贮备溶液Ⅰ:1 000 mg/L。称取1.000 g金属铁,精确至0.2 mg。在 100 mL盐酸溶液中加热至全部溶解后,冷却后转移至1 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度。或选用市售标准溶液。铁标准贮备溶液Ⅱ:100 mg/L。
钠标准贮备溶液Ⅰ:1 000 mg/L。称取2.542g预先于500 ℃~600℃灼烧至恒量的基准氯化钠,精确至0.2 mg,溶于水,转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。或选用市售标准溶液。
钠标准贮备溶液Ⅱ:100 mg/L。
钙标准贮备溶液Ⅰ:1000 mg/L。称取2.500g 预先于105 ℃~110 ℃干燥至恒量的优级纯碳酸钙,精确至0.2 mg。置于100 mL烧杯中,加入 50 mL水,10 mL盐酸,溶解后转移至1 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。或选用市售标准溶液。
钙标准贮备溶液Ⅱ:100 mg/L。
镁标准贮备溶液Ⅰ:1000 mg/L。称取1.660g预先于800℃士50℃灼烧至恒量的优级纯氧化镁,精确至0.2 mg。置于100 mL烧杯中,加入少量水使样品润湿,加入25 mL盐酸,溶解后转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。或选用市售标准溶液。
镁标准贮备溶液Ⅱ:100mg/L。
混合标准贮备溶液;可购买有证混合标准溶液,也可根据元素间相互干扰的情况.标准溶液的性质以及待测元素的含量,将各元素标准贮备溶液Ⅰ或Ⅱ分组配制成混合标准贮备溶液,保存在密封的聚乙烯或聚丙烯瓶中。
混合标准溶液:10 mg/L。移取10.00 mL铜、铁、钠,钙、镁标准贮备溶液Ⅱ,置于100 mL容量瓶中,用硝酸溶液(1＋99)稀释至刻度,摇匀。该溶液现用现配。
内标标准贮备溶液:10 mg/L或1 mg/L,市售。宜选用*Li、5Sc,"Ge为内标元素,各待测元素的质量数对应内标物的选择见附录A。
内标标准溶液:根据仪器说明书的要求,用硝酸溶液(1＋99)稀释内标贮备溶液至合适的浓度。质谱仪调谐溶液:1 ug/L或10 ug/L,也可采用仪器说明书推荐的其他浓度。宜选用含有锂(Li),钇(Y),镀(Be),镁(Mg)、钴(Co)、铟(In)、铊(TI)、铅(Pb)和铋(Bi)元素的标准溶液为质谱仪调谐溶液。
氩气:纯度不低于99.999%。
氮气:纯度不低于99.999 %。
微孔滤膜;醋酸纤维素滤膜,孔径为0.45 m.
仪器设备
美析ICP-MS6880电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),宜配置碰撞/反应池。
消解设备:温控电热板或微波消解仪或石墨消解仪。
采样瓶:材质为高密度聚丙烯、高密度聚乙烯或氟化聚乙烯丙烯(FEP)。瓶体及瓶盖的材料不应含有或可浸出任何被测元素。
烧杯:材质为聚四氟乙烯,100 mL或250 mL。
容量瓶:材质为聚丙烯、可熔性聚四氟乙烯(PFA)或石英。
试验步骤
通则
环境要求:仪器环境中0.5pum粒径以上的粒子数宜在3.5×10个/m3以下,或按照仪器说明书的安装条件控制。
除非另有说明,应按照以下步骤对试验中使用的所有玻璃和塑料容器进行清洗:
a)在使用前,容器需在硝酸溶液(1＋99)中浸泡至少24 h;
b)至少用水冲洗三次。
聚酰胺容器不可用酸浸泡。
盛放过高浓度金属离子溶液的容器不可再用于痕量元素的分析测定。
采样方法
采样前,向采样瓶中加入硝酸溶液(1+1)(每100 mL水样加1 mL硝酸溶液(1＋1)),采取水样后立即摇匀。酸化后水样酸度应与校准曲线溶液一致。碱性水样可增加酸量,使样品的pH值小于2.0。水样的采集方法与存放应符合GB/T 6907的规定。
样品制备
当水样中悬浮物较多时,应用0.45 pum滤膜过滤,弃去初始的50 mL滤液,用少量滤液清洗采样瓶,收集滤液保存于采样瓶内,该样品可放置14 d.
当样品中化学需氧量(COD)的含量大于100 mg/L时,应准确移取40 mL(或视样品待测元素浓度调整)水样于聚四氟乙烯烧杯中,加入2.0 mL硝酸和1.0 mL盐酸,盖上表面皿,加热微沸约30 min，直至消解完全;或将加酸后的样品置于消解罐中,在微波消解仪或石墨消解仪上于150℃消解30 min,转移到50 mL容量瓶中,用水定容至刻线,摇匀。以同样的处理方式制备空白试验溶液。
校准溶液的制备
根据样品中待测元素的含量范围,选择合适的校准溶液系列。
移取适量混合标准溶液置于8个100 mL容量瓶中,用硝酸溶液(1＋99)稀释至刻度,摇匀,得到浓度为0.0 ug/L，5.0 ug/L，10.0 ug/L，20.0 pg/L,40.0 ug/L，60.0 pg/L,80.0 ug/L,100.0 pug/L的低浓度系列校准溶液。
移取适量混合标准溶液置于8个100 mL容量瓶中,用硝酸溶液(1＋99）稀释至刻度﹐摇匀,得到浓度为0 ug/L，50 ug/L，100 ug/L, 200 ug/L，400 ug/L，600 ug/L,800 ug/L,1 000 ug/L的高浓度系列校准溶液。
内标标准溶液可直接加人校准溶液中,也可在样品雾化之前通过蠕动泵自动加入。
可根据样品中待测元素的实际浓度调整校准溶液的浓度范围。
测定
仪器准备
点燃等离子体后,按照仪器使用说明书设置最佳工作条件。用质谱仪调谐溶液调整仪器的灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标,符合要求后进样测定。
校准曲线的绘制
仪器符合要求后,依次测定校准溶液。以待测元素信号与内标信号的比值为纵坐标,相对应的元素的质量浓度(ug/L)为横坐标,绘制校准曲线并计算回归方程,相关系数应不小于0.995.
试样的测定
每个样品测定前,先用硝酸溶液冲洗系统至信号稳定。样品测定时应加入与校准曲线相同量的内标标准溶液。每个样品平行测定两次,取算术平均值为测定结果。如果待测元素的含量超出校准曲线的范围,应用硝酸溶液(1＋99)稀释后重新测定,记录稀释倍数(f)。样品溶液存在多原子离子干扰时,可根据仪器推荐条件,通过碰撞模式进行校正。
同时测定空白试验溶液。
结果计算
试样中待测元素的含量以质量浓度(p)计,数值以微克每升(pg/L)表示,按公式(1)计算:
式中:
ρ1——从校准曲线得到的待测元素的质量浓度的数值,单位为微克每升(ug/L);。
ρ0——空白试验溶液中待测元素的质量浓度的数值,单位为微克每升(ug/L);
f ——样品的稀释倍数(无稀释时f=1).
仪器参数
美析ICP-MS6880电感耦合等离子体质谱仪的仪器参数
产品介绍
电感耦合等离子体质谱仪 (简称ICP-MS），是20世纪80年代发展起来的一种新的微量、痕
量和超痕量元素分析技术。ICP-MS可测定元素周期表中大部分元素，且具有极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、精密度高、分析速度快等性能优势，上海美析仪器是国内较早开发ICP-MS的厂家，拥有国内最资深的ICP-MS研发团队，努力打造国内优质的ICP-MS产品。
应用领域
高校、质检中心、环境监测站、企业、农业系统、地质地矿、 环境保护、地质冶金、电子电器、食品安全、化工制药等。
性能特点
◇集成气路模块，减少气路接头，轻量化、模块化，保障仪器便于移动工作
◇自主研发的固态电源可以保证仪器在多种模式（如常规模式、冷等离子体模式）下运行，并且在同一方法中允许运行多种模式，节约大量分析时间及方便研究。
◇采用主流化市场设计，为用户特别是第三方检测用户大大节省了仪器占用空间，也为未来实现车载应用，增加了可能性。
◇自动匹配功能卓越的固态光源，有效的限制了离子化过程中离子的扩散，保证了离子的聚焦性和极高的通过率。带偏转的离子光学系统保证了最佳的离子聚焦效果，有效的降低了背景噪声，提高了信噪比。
◇采用热电原装的一体式石英同心炬管，避免拆卸式矩管的繁琐操作以及可能由此导致的损坏；
◇仪器配置了灵敏度极高的光纤传感器，可在仪器工作状态下，实时监测火焰的工作情况，如遇异常熄火情况，可自动关闭仪器。
◇雾室与旋流雾室的分体式设计，较少了燃烧室内温度变化带来的雾化效率的影响，更加直观的观测实时的进样状态。配合专利技术的加长型雾室，有效进行气液分离，较少水蒸气的干扰。
◇仪器工作中的等离子气、辅助气、载气全部采用高精度的进口质量流量控制器（MFC）来控制，具有流量连续可调、输出气流的精度高，保证了测试数据的准确性。
◇蠕动泵为十二转子四通道全自动设计，蠕动泵转速可根据需求流量设置调节；可满足客户在线样品稀释和在线添加内标的特殊使用要求。
◇接口室由采样锥、截取锥两部分组成。标准配置包含采样锥（锥孔1.1mm），和具有优秀耐盐性能的截取锥（锥孔0.75mm）；另可根据用户实际需求选配高灵敏度截取锥；
◇中英文快速切换软件界面，“一键式”参数设置直观快捷，提高了用户的工作效率，也提供自动控制仪器及其附件的能力，完美适应Windows 专业操作系统
◇美析仪器遍布全国的服务网络，我们10分钟响应、48小时内上门服务、客服中心随时跟踪服务、保证服务质量
技术指标
质量数量范围：2~260 amu
测量范围：≥109
灵敏度：Li≥50； In≥180； U≥200（Mcps/ppm）
检出限：Li≤2；In ≤0.1；U≤0.1（ppt）
分辨率：0.2~2.0amu
信噪比：≥50×106
背景噪音：≤2 cps（全质量范围）
质量轴稳定性：≤0.05 amu/24 h
稳定性RSD：短期≤2%；长期≤3%
氧化物离子：CeO+/Ce+≤2.5%
双价离子：69Ba2+/138Ba+ ≤3%
同位素比：（107Ag/109Ag）≤0.2%
丰度灵敏度：≤1×10-6低质量端；≤5×10-7高质量端
应用领域
高校、质检中心、环境监测站、企业、农业系统、地质地矿、环境保护、地质冶金、电子电器、食品安全、化工制药等。
关于我们
上海美析仪器公司简介
上海美析仪器有限公司(以下简称美析)，是一家具有自主知识产权的高新技术企业，美析的创业理念“科技——因你改变”，并以此为企业宗旨，不断探究、果敢创新。特别是在分析测试仪器领域，不断开发出先进的产品，使美析成为优质仪器资源的供应者。
美析主营光谱类仪器可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、超微量分光光度计、原子荧光光度计、ICP电感耦合等离子体发射光谱仪、ICP电感耦合等离子体质谱仪，目前，我们的产品已广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、医药、环保、冶金、石油、农业等领域。同时美析利用在产品机械结构、光学设计、电气应用和软件开发方面积累的丰富经验，结合市场的最新实际需求，近期将陆续推出一批全新的分析类仪器。
美析的总部及生产基地设在上海，营销中心设在北京，并在江苏、上海、山东三地建有研发基地。为充分利用各地的智力资源，美析与国内外的部分科研单位也进行了深层次的科研合作，不断将科研成果转化为生产力。为更好的服务于广大客户，美析仪器国内设有12家办事机构，度身定制符合您需求的应用解决方案，提高产品的附加值。在不断服务国内用户的同时，美析也与20多个国家的分销机构建立了深度的战略合作关系。
（美析仪器不仅仅只是一家高新技术认证企业，更通过了CE认证、FCC认证、RoHS认证以及国内多项资质审查认证，并有着多项自行研发的光谱类专利版权等等）
