土壤元素分析不僅對農業(yè)至關重要，從環(huán)境角度來看也很重 要。有毒金屬主要通過污染物直接（即工業(yè)廢物或排出物）或 間接（即從水中浸出、消費者污染物）進入土壤。 這些有毒金屬可以通過揚塵直接被人類吸收，也可以通過被可食用動植物攝取進入食物鏈。此外，這些有 毒金屬會滲入地下水，污染飲用水源。攝入這些有毒金屬可能導致人類和動物出現(xiàn)急性或慢性毒性反應。 因此，土壤中污染物鑒別以及有毒元素水平測定是需要考量的重要方面。1 在過去，從土壤中浸出這些元素的方法是使用硝酸和鹽酸浸提法。然而，這只能提取部分相關的金屬，且 沒有指明其在土壤中的總濃度，因為一些元素浸提無法浸出，而是保留在土壤物質的晶格中。因此，通常在電 熱板上使用硝酸（HNO3 ）、鹽酸（HCl）、氫氟酸（HF）和高氯酸（HClO4 ），執(zhí)行四步酸消解法，以實現(xiàn)消解。 多年來，土壤研究中需要測量的元素數(shù)量有所增加，但其容許濃度卻有所下降。例如，在中國，對農業(yè)和/或 開發(fā)用地中的鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、銻（Sb）、鈹（Be）、鈷（Co） 和釩（V）等多種元素的濃度都有規(guī)定。這就促進了對低濃度檢測能力儀器的需求。電感耦合等離子體發(fā)射 光譜法（ICP-OES），作為一種能夠對多元素進行快速分析的技術，歷來常用于這些類型的定量。然而，對于 土壤中的某些元素，ICP-OES的檢測能力不足。

因此，電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）是一種理想的分析技術，它具有多元素檢測能力，能夠在超低濃度下進行 測量， 術一樣，ICP-MS也并非沒有干擾。ICP-MS有基于等離子體和 并且具有較寬的線性動態(tài)范圍。然而，與所有分析技 基質的多原子干擾，需要通過使用校正方程、碰撞或反應化 學進行干擾去除。2-3 在本應用文章中，為了獲得多種土壤樣本的溶解，使用 了四酸消解。隨后，使用PerkinElmer NexION®ICP-MS對土壤 中的21種典型元素進行了分析。

實驗 樣品和樣品/標準溶液制備 

稱取大約0.250g（精確到0.0001g）土壤樣本至50mL PTFE消 解燒杯中，之后用0.5mL超純水潤濕土壤。接下來，加入5  mL HNO3 （超純，68%，蘇州晶瑞化學有限公司，中國江蘇蘇 州），容器加蓋，讓樣本浸泡過夜。次日，將燒杯置于通風柜 中的電熱板上并在140°C下加熱直至體積減少至約3mL。接 下來，燒杯中加入5mLHNO3 、5mL HCl（超純，37%，蘇州晶瑞 化學有限公司）、2mL HF（超純，49%，蘇州晶瑞化學有限公 司）和1mL HClO4 ，然后用PTFE蓋蓋上燒杯，在電熱板上加熱 到180°C約2小時。然后打開燒杯，用去離子水清洗杯蓋上的 冷凝液至樣本溶液中。將電熱板溫度調節(jié)到160°C，并且繼 續(xù)加熱樣本以去除高度揮發(fā)性SiF4 形式的硅。為了有效除 硅，應經(jīng)常輕輕搖晃燒杯，直到冒出白煙且溶液變得更粘 稠。如果溶液仍然渾濁并含有明顯的黑色懸浮液，則應重復 上述消解過程，直到看到粘稠溶液。 將剩余溶液用2mL HNO3 溶解，冷卻至室溫，用適量1%硝酸 溶液沖洗燒杯3次，定量轉移至50 mL容

同樣用1%（v/v）硝酸溶液以表1所示水平制備校準溶液。所 有校準和內標溶液均使用本應用文章末尾“使用的耗材"表 中所示的儲備溶液制備。 所有標準溶液和樣品均在線添加內標，無需手動添加。雖然 可以使用多種內標，但表1中列出的三種對所有元素都有效， 因為它們不存在于樣本中，與分析物具有相似的第一電離 電位，并且可以反映研究中的質量范圍。表2為分析元素的 質量數(shù)。

為了驗證該技術的準確性，分析了3種土壤有證標準物質 理地球化學勘查研究所，中國河北）。這三種CRM的性質和 來源不同，包括鹽堿土和灰色石灰質土，不同樣本基質之 間的元素濃度差異很大。例如，不同土壤CRM Mn

儀器 為了提高效率并簡化分析，所有分析都使用氦（He）作為 碰撞氣體，這大大減少了多原子干擾的影響，適用于基質 變化較大以及干擾未知或特征明確的情況。表3列出了具 體的NexION ICP-MS條件。

結果和討論 通過對上述三種標準物質進行分析，確定了該方法的準 確性。表4顯示了這些標準物質中的分析物濃度，分析物 回收率參見圖1，顯示所有分析物的回收率均在認證值的 10%以內，從而驗證了方法的準確性。

在確定該方法的準確性后，對土壤樣本進行了五小時的連 續(xù)分析，驗證其穩(wěn)定性。五小時前后對GSS-1進行了分析。 圖2顯示盡管該基質具有挑戰(zhàn)性和復雜性，但NexION  ICPMS系統(tǒng)仍表現(xiàn)出出色的穩(wěn)定性。值得注意的是，該數(shù) 據(jù)是在未經(jīng)重新校準或樣品之間未進行過度沖洗的情況 下獲得的，因此可以基本近似一般分析實驗室中正常的樣 本測試流程。5小時內，GSS-1每小時分析1次，GSS-1的 RSD%均在4%以內（圖2）。圖2還顯示，GSS-1中所有分析 物的回收率都在認證值的10%以內。 在相同的分析運行中，還監(jiān)測了相對于校準空白的內標回 收率（圖3）。本研究中，內標回收率均在校準空白原值的 15%以內，且均在美國EPA方法6020B（用作參考）規(guī)定的 30%范圍內4，進一步驗證了方法的穩(wěn)健性。這種穩(wěn) 定 性 和 穩(wěn) 健 性 源 自 于 N e x I O N 的 儀 器 設 計，例 如 專 為 ICP-MS設計的固態(tài)、自由運行射頻發(fā)生器。這種獨特的發(fā) 生器可以進行變化基質的快速阻抗匹配，提供性能不受影 響并具有穩(wěn)健性和長期可靠性的等離子源。5三錐接口的 大孔徑錐，結合四極桿離子偏轉器，確保較少樣本沉積在 錐體上，同時也沒有需要清潔或維護的透鏡，從而實現(xiàn)較 少維護、出色的穩(wěn)定性和高基質耐受性。

結論 本研究證明了PerkinElmer NexION ICP-MS在較長時間 內輕松分析土壤中21種元素的能力。分析具有出色的準 確性和穩(wěn)定性，并且通過NexION ICP-MS的獨特特征實 現(xiàn)，例如： ● 性和穩(wěn)定性  三錐接口和四極桿離子偏轉器，實現(xiàn)出色的基質耐受 ● 生器，提供準確阻抗匹配，快速調整并適應變化的等  專為ICP-MS應用設計的獨特固態(tài)、自由運行的射頻發(fā) 離子體負荷 通過準確性和穩(wěn)定性保證，NexION ICP-MS提供了應對 土壤分析挑戰(zhàn)的完整解決方案。