沉積物是一種復(fù)雜而非均質(zhì)的基質(zhì)，由鹽類、結(jié)晶礦物、無晶態(tài)水合金屬氧化物、生物鈣化物顆粒、有機物等各種成分和相組成。它是水生生態(tài)系統(tǒng)的一個關(guān)鍵區(qū)域，已被證明是重金屬的終匯聚場所，大部分游離金屬離子經(jīng)過吸附、水解、共沉淀等過程會沉積在沉積物中。由于重金屬具有豐富性、持久性、毒性和生物積累性等特點，沉積物重金屬污染已成為嚴重的環(huán)境問題之一。沉積物中重金屬含量是評價水環(huán)境污染狀況的重要指標。因此，研究快速、準確測定沉積物中重金屬的方法具有重要意義。電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)法是目發(fā)展較快的一種新型元素痕量及超痕量分析檢測技術(shù)，具有檢出限低、線性范圍寬、準確、快速、多元素同時分析等優(yōu)點，在土壤和沉積物中重金屬含量檢測的應(yīng)用日益廣泛。而樣品處理是利用 ICP-MS 成功分析沉積物元素的關(guān)鍵，必須采用優(yōu)化的消解條件將待測元素引入溶液。事實上，由于土壤及沉積物樣品來源廣、成分復(fù)雜，而且待測元素性質(zhì)各異、含量相差大等特殊原因，現(xiàn)有的標準在處理方法及定量方法的選擇上存在一定的局限性。例如，標準HJ 1315—2023 中采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸(四酸)體系結(jié)合電熱板法消解樣品，為確保樣品徹底消解，可能存在酸過量的問題，從而導(dǎo)致成本的增加以及溶劑污染風(fēng)險的提高。而 ICP-MS 內(nèi)標定量法在實際應(yīng)用中存在基質(zhì)干擾多等問題。本文使用水系沉積物標準物質(zhì)，比較了不同消解方式與不同混合酸體系對沉積物中 Pb 和 As 元素的提取效果，優(yōu)化了酸用量，比較并討論內(nèi)標法和標準加入法對質(zhì)控結(jié)果的影響，建立了電熱板消解/ICP-MS標準加入法同時測定水系沉積物中 Pb 和 As 元素含量的方法，并將該方法用于實際沉積物的測定，為環(huán)境中土壤和沉積物重金屬污染監(jiān)測和行業(yè)標準方法擴充提供方法學(xué)依據(jù)。

儀器與試劑

控溫電熱板、微波消解儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、電子分析天平、移液槍。

硝酸、氫氟酸、高氯酸，鹽酸，30%過氧化氫；鉛、砷單元素標準儲備溶液(1000 mg/L，國家有色金屬及電子材料測試中心)；水系沉積物標準物質(zhì) GBW07309(GSD-9，地球物理地球 化學(xué)勘查研究所)；實驗所用超純水由 Milli-Q 系統(tǒng)(電阻率為 18.2 MΩ∙cm)制備。

 實驗中采集的水系沉積物樣品分別來自山西運城某湖泊沉積物，編號為A；江蘇無錫某河道沉積物， 編號為 B；江蘇無錫某湖泊沉積物，編號為 C。按照 GB/T 17141—1997 的要求進行沉積物樣品的采集與制備。

實驗方法

樣品處理方法

微波消解法：準確稱取 0.10 g(精確至 0.000 1 g)樣品于聚四氟乙烯消解罐中，消解所用的酸體系及用量具體如表 1 所示(Ma~Me)，微波消解程序為消解功率 1200 W，在15 min 內(nèi)升溫至 185 ℃，持續(xù) 40 min。消解結(jié)束后，取下稍冷，加入 1 mL HNO3溫?zé)崛芙鈿堅�，然后待消解罐�?nèi)容物冷卻至 60 °C 以下，轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，用超純水定容，搖勻，經(jīng) 0.22 μm 微孔濾膜過濾后，用于 ICP-MS 測定。

電熱板消解法：準確稱取 0.10 g(精確至 0.000 1 g)樣品于聚四氟乙烯坩堝中，酸體系用量(表 1，Ea)及消解方法參考 GB/T 17141—1997，為 5.0 mL HCl、5.0 mL HNO3、4.0 mL HF和2.0 mL HClO4，消解結(jié)束后將溶液轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，用2% HNO3定容，搖勻，經(jīng)0.22 μm 微孔濾膜過濾后進樣 ICP-MS 測定。在此基礎(chǔ)上，保持各酸之間的比例不變，對酸用量進行優(yōu)化，具體見表 1(Eb~Ee)。

ICP-MS 儀器工作條件

以氦氣作為碰撞氣體測 Pb; 以氧氣作為反應(yīng)氣體測 As。自動調(diào)諧程序為設(shè)定佳的工作參數(shù)，具體如表 2 所示。

定量方法

標準加入法：用 2% HNO3 將 Pb、As 標準儲備液分別稀釋至 100 μg/L 的 Pb 和 As 標準溶液。移取 5份消解液各 5.00 mL 于 25 mL 容量瓶中，分別加入 0、1.0、2.0、3.0、4.0 mL Pb 標準溶液和 0、0.4、0.6、0.8、1.2 mL As 標準溶液，用 2%硝酸定容，得到濃度分別為 0、4.0、8.0、12.0、16.0 mg/L 的 Pb 系列和濃度分別為 0、1.6、2.4、3.2、4.8 mg/L 的 As 系列混合標準溶液。按儀器工作條件進行測定，以Pb 或 As 的質(zhì)量濃度為橫坐標，扣除試劑空白的光譜強度為縱坐標繪制曲線，外推曲線與橫坐標軸交點的絕對值即為稀釋消解液中 Pb 或 As 的質(zhì)量濃度。

內(nèi)標法：選取 89Y 和 209Bi 為內(nèi)標元素，采用在線加入。用 2% HNO3逐稀釋配制濃度均為 20.0 μg/L的 Y 和 Bi 混合內(nèi)標溶液，以及濃度均為 0、1.00、5.00、10.0、30.0、50.0 μg/L 的 Pb、As 混合標準系列溶液，按儀器工作條件進行測定后繪制標準曲線，計算樣品中的 Pb 或 As 含量。