超声雾化流动注射-电感耦合等离子体质谱联用技术：海水痕量元素（Cd/Co/Pb/Mn/Mo/Sn/U/V）精准检测新方法

本研究创新性地将流动注射(FI)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用，结合超声雾化器开发了海水痕量元素(Cd/Co/Pb/Mn/Mo/Sn/U/V)直接检测方法。通过优化硝酸浓度(0.05% HNO3)、流速(0.70 mL/min)和铑(103Rh)/铱(193Ir)内标体系，实现0.003-0.2 μg/L检测限，在IAEA-443标准物质验证中回收率达104%-118%。

　　

海水痕量元素检测的技术革新

ABSTRACT

准确测定海水中的痕量元素对海洋生物地球化学过程研究和环境监测至关重要。传统分析技术因金属超痕量浓度和高盐度导致的基质效应而受限。本研究开发的流动注射-电感耦合等离子体质谱(FI-ICP-MS)联用技术，通过超声雾化器直接定量海水中的镉、钴、铅、锰、钼、锡、铀和钒，在0.05% HNO₃载流和0.70 mL/min流速条件下，获得0.003-0.2 μg/L的方法检测限，日内精密度1.2%-6.6%。

1 Introduction

海洋痕量元素监测面临超痕量浓度(ng/L级)和高盐基质(33-38 g/L NaCl)的双重挑战。虽然ICP-MS具有多元素检测优势，但多原子干扰和盐沉积问题亟待解决。本研究通过FI系统实现样品在线稀释，结合超声雾化降低盐负荷，为海洋金属循环研究提供新工具。

2 Materials and Methods

采用三重结晶纯化的NaCl(30.0 g/L)模拟海水基质，以¹⁰³Rh/¹⁹³Ir双内标校正信号漂移。优化的FI系统包含200 μL PEEK进样环和六通阀，ICP-MS配备铂锥和石英炬管。关键突破在于确定0.75 g/L为最大耐受盐浓度，超出此限会导致等离子体颤动（图5）。

3 Results and Discussion

3.1 流速优化显示0.70 mL/min时峰高达到平台期（图4），兼顾灵敏度与系统稳定性。0.05% HNO₃载流既避免水解风险，又减少酸消耗。

3.2 盐效应研究发现NaCl>0.85 g/L时信号宽度(FWHM)显著增加（表2），最终选择0.60 g/L作为安全阈值。

3.4 方法验证中铀的回收率108.2%（表4），锰的垂直分布比值接近1（图6），证实元素保守性分布特征。

3.5 实际样本分析

第勒尼安海两个断面（利沃诺工业区与蒙特克里斯托保护区）数据显示：

• 镉(0.1 μg/L)和铅(0.5 μg/L)浓度均低于欧盟2013/39指令限值（1.5/14 μg/L）

• 钼(14 μg/L)和铀(3.9 μg/L)呈现典型保守分布

• 锰在Liv-G位点出现异常高值(7.5 μg/L)，可能反映局部沉积物释放

4 Conclusions

该FI-ICP-MS方法通过50倍稀释比传统1:250稀释更高效，超声雾化器延长了炬管寿命。研究发现地中海西北部痕量元素分布主要受自然地球化学过程调控，人为影响有限，为海洋环境评估提供可靠技术支撑。

（注：全文严格依据原文数据，所有浓度单位保持μg/L统一，专业术语均标注英文缩写，关键结论如检测限、回收率等均引用原文表格数据）