前言：確保飲用水質量是全球公共衛(wèi)生組織的主要目標。大多數發(fā)達國家已經頒布了相關法規(guī)和監(jiān)測項目以確保飲用水供應不受潛在的有害化學品和生物體的影響。法規(guī)通常包括各種無機組分的最大允許濃度。一般會對供應到家庭中的經處理的水以及用作飲用水引水的水源（河流、水庫、湖、地下水以及某些地區(qū)用于脫鹽的海水）中的痕量金屬進行常規(guī)監(jiān)測。由于必須測定的分析物數目眾多，許多元素的*濃度極低，再加上全國或區(qū)域性的水質監(jiān)測項目涉及樣品數目極多，快速多元素分析技術——電感耦合等離子體質譜 (ICP-MS) 得到了廣泛的應用。不同國家/地區(qū)對飲用水中的分析物元素種類以及*濃度的要求各不相同。大部分法規(guī)規(guī)定，As、Cd、Hg 和 Pb等潛在的有毒痕量元素需控制在低的 µg/L (ppb) 水平，B、Fe、Cu 和 Zn 等危害較小的元素可控制在幾百甚至幾千個 µg/L。某些常量元素，如 Na 和 K 則沒有設定最大允許濃度限值，但是某些國家/地區(qū)也對它們進行了常規(guī)監(jiān)測。世界衛(wèi)生組織 (WHO) 頒布的飲用水質量指南（1996，1998）中包括的建議已被許多發(fā)達國家/地區(qū)采用。在美國，根據 1974 年制定的安全飲用水法 (SDWA)，飲用水質量由美國環(huán)境保護局 (USEPA) 監(jiān)管。在歐盟，人們根據 1998 年11 月 3 日頒布的理事會指令 98/83/EC 對飲用水質量進行監(jiān)管，而天然（水源）水的質量則受水框架指令（2000/60/EC 及 2008/32/EC 的修正案）的控制。在日本，自1957 年來，相關部門遵照日本自來水法案對飲用水質量進行監(jiān)管，在中國，飲用水質量標準 GB5749-2006 對最大允許限值作了規(guī)定。

表 1 給出了世界各地或特定國家/地區(qū)采用的不同法規(guī)中的飲用水分析物列表以及最大允許濃度。一般來說，為了涵蓋所有元素和測定濃度，開展飲用水質量常規(guī)監(jiān)測的實驗室都擁有多種分析技術。通常包括用于快速多元素分析的 ICP-OES等離子體光譜儀（從 ppm 到 ppb）、用于低濃度痕量元素分析的石墨爐原子吸收光譜 (GFAAS)（從 ppb 到高 ppt 水平）、用于測定 ppb 到 ppt 范圍的 As、Se 和 Hg等特定元素的氫化物發(fā)生器、冷蒸汽 (CV) AAS 或原子熒光(AFS) 等技術的組合。然而，隨著水質檢測需求的不斷增加以及更加嚴格的標準的出臺，商業(yè)及政府檢測實驗室更加關注改善檢測限、縮短樣品周轉時間以及提高總體通量。這使得 ICP-MS 在飲用水常規(guī)監(jiān)測中得到了更為廣泛的認可，

因為它只需一次測量即可分析全部元素，無需使用多種獨立的技術。這種儀器整合減輕了對單元素技術的依賴，從而使飲用水實驗室可簡化無機分析工作流程，大大提高分析的效率和成本效益。長期以來，ICP-MS 一直以其低檢測限和寬元素覆蓋范圍而受到推崇。近年來 ICP-MS 技術不斷發(fā)展，不僅大大擴展了動態(tài)范圍上限（可實現(xiàn) Na、K 和 Ca 等常量元素的常規(guī)測量），而且提高了樣品通量，同時也解決了樣品基質和溶液組分引起的多原子干擾問題。這意味著現(xiàn)代 ICP-MS 系統(tǒng)可在大型的飲用水監(jiān)測項目中作為準確、高通量測定所有監(jiān)管元素的常規(guī)分析工具。Agilent 7900 ICP-MS 是常規(guī)環(huán)境樣品分析的性能，基質耐受能力和先進的碰撞/反應池 (CRC) 技術能夠消除影響飲用水中 Cr、As、Se 和 Cd 等監(jiān)管痕量元素的多原子干擾。Agilent ICP-MS MassHunter 軟件具有簡單的自動調諧功能，方法向導則可自動化方法設置過程，確保任何用戶都能創(chuàng)建優(yōu)化可靠的方法。對于高通量實驗室來說，選配的集成樣品導入系統(tǒng) (ISIS 3) 采用不連續(xù)進樣，可使樣品運行時間縮短至大約 1 分鐘或甚至更短。7900 ICP-MS 中的第 4 代 CRC——八極桿反應池系統(tǒng) (ORS4)可提供優(yōu)化的氦氣 (He) 碰撞模式操作條件。小體積的池和八極桿離子導桿可通過動能歧視 (KED) 提供出色的干擾去除能力，在使用惰性池氣體時還可保持高的離子傳輸效率。

He 模式簡單通用，是去除高鹽樣品基質或復雜多樣的樣品基質中多個未知的多原子干擾的方法。在 He 模式下，利用 ORS4 可幫助 7900 ICP-MS 在同一套條件下即可去除所有常見的多原子干擾，無需用戶針對不同樣品進行設置，也無需進行任何數學干擾校正。其結果就是方法設置更簡單，檢測限更低，分析速度更快，而且準確度更高。在 He模式下，甚至可以測定受高強度等離子體干擾的低濃度 Fe3和 Se 等元素（在 m/z 56 處 ArO+ 干擾 Fe+，在 m/z 78 處Ar2+ 干擾 Se+），檢測限可達 ng/L (ppt) 級。對于海水和含鹽地下水等高基質樣品分析來說，配上超高基質進樣 (UHMI) 選件的 7900 ICP-MS 可將基質耐受擴展至25% 總溶解態(tài)固體 (TDS)，這一耐受水平比傳統(tǒng) ICP-MS0.2% 或 2000 ppm 的可接受最大鹽限值高 100 倍 [1]。

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實驗部分使用 Agilent 7900 ICP-MS 分析包括世界各地飲用水質量法規(guī)中列出的全部元素在內的多種分析物。采用通用等離子體模式，ICP-MS MassHunter 軟件中內含的飲用水分析預設方法包含了該模式。先運行一系列與目標樣品類型相似的溶液以摸索錐體條件，然后使用 ICP-MS MassHunter 軟件中的自動調諧功能對儀器進行優(yōu)化，優(yōu)化后的操作條件見表 2。分別在無氣體模式和 He 模式下進行自動調諧，除了反應池氣體流速和池電壓外，其他儀器參數基本保持不變。由于預設方法中已經定義了反應池氣體流速和動能歧視，因此無需進一步調諧。從表 2 可以看出，不同池模式下調諧條件始終不變，使得 7900 ICP-MS 使用起來非常簡單。這一點對于常規(guī)實驗室來說非常重要，因為這些實驗室中一種分析技術可能會由多個經驗水平不同的操作者使用。

使用 1% HNO3 和 0.5% HCl 的酸基質制備校準標樣，以確保 Ag、Sb 和 Hg 元素的穩(wěn)定性。以前，在制備 ICP-MS 的樣品時一直避免使用 HCl，因為會形成影響 As、Se、Cr 和V 的 Cl 干擾物。但是，在 He 模式下 ORS4 能夠將這些干擾去除至背景水平，在一種反應池氣體模式下即可可靠測定所有受干擾的元素，而且無需使用氫氣或其他反應性氣體。通常會在無氣體模式下測定不受干擾的低質量數元素，但是，如果為了最大限度提高樣品通量而要求使用一種分析模式時，擁有出色靈敏度的 7900 ICP-MS 甚至可以在 He 模式下測定這些分析物。

結果和討論幾種痕量元素的代表性校準曲線見圖 1 和圖 2。圖 1 為 V和 As 的校準曲線，這兩種元素都受氯基質的多原子重疊干擾（在 m/z 51 處 ClO+ 干擾 V+，在 m/z 75 處 ArCl+ 干擾As+）。由圖 1 中的校準曲線可見，V 和 As 的儀器檢測限(IDL) 為低的 ng/L (ppt) 級，這表明 7900 ICP-MS 在 He 模式下可有效去除 Cl 干擾物。在其他池模式下很難去除這些干擾，通常要求使用 NH3 或 O2 等反應性強的池氣體，但這些氣體不適合多元素分析。圖 2 給出了痕量元素 Cd 和 Hg 的校準曲線，在大部分飲用水法規(guī)中這兩種元素的最大允許濃度低。為了最大限度提高靈敏度，通常會在無氣體模式下測定這兩種元素，但是它們都會受某些天然基質多原子重疊干擾（在 m/z 111 處MoO+ 干擾 Cd+，在 m/z 202 處 WO+ 干擾 Hg+），因此如果能維持靈敏度，最好在 He 模式下對它們進行測定。7900ICP-MS 采用了全新設計的接口真空配置、全新的離子透鏡以及高增益正交檢測器系統(tǒng) (ODS)，不僅靈敏度更高，背景更低，在 He 模式下更能獲得極低的檢測限。兩種元素都獲得了幾個 ppt 或亞 ppt 級的 IDL（見圖 2），充分證明這些痕量分析物在 7900 ICP-MS 的 He 模式下可獲得出色的靈敏度和低的背景。