铬 (Cr) 存在多种氧化态，其中 Cr(III) 是人体必需微量元素，而 Cr(VI) 则具有严重的毒理学风险1,2。现行法规要求明确区分这两种形态，因此仅测定总 Cr 含量不足以进行有效的风险评估。虽然已有多种方法可用于测定 Cr(III) 和 Cr(VI)，但 IC-ICP-MS 因灵敏度高、重现性好，已成为首选的分析技术。

本研究根据 ISO 24384 标准，采用螯合预处理-阴离子交换色谱和质谱检测联用技术进行 Cr 形态分析3。ISO 方法适用于测定溶解在废水、地表水、地下水或饮用水中的 Cr(III) 和 Cr(VI)，检测范围（以铬质量计）为 0.20–500 μg/L。若样品中 Cr 浓度高于工作范围，可经适当稀释后进行分析。

实验部分

样品前处理和标样配制

根据 ISO 24384 标准进行样品（自来水）前处理并配制标准溶液 (0.5–20 μg/L)3。首先，用 0.025 mol/L EDTA 溶液对样品和标样中的 Cr(III) 进行螯合。取 2 mL EDTA 加入 20 mL 容量瓶中，然后用样品或相应体积的标准储备液 (1000 µg/L) 以及超纯水 (UPW) 定容至刻度。用硝酸或氢氧化钠将溶液的 pH 调节至 6.9 ± 0.1。然后，将样品转移至螺口盖聚丙烯管中，置于恒温水浴槽 (LAUDA, ECO, RE 420) 中，在 70 ± 3 °C 下保持 60 分钟。

仪器

将 Metrohm 940 Professional IC Vario 与 Agilent 7850 ICP-MS 联用，进行 Cr(III) 和 Cr(VI) 形态分析（图 1）。通过 Metrohm 889 IC Sample Center – cool 自动进样器实现样品和标样的全自动进样。这套联用系统还适用于其他痕量元素（如砷、硒和汞）的形态分析。

现代化的实验室配备先进的分析设备，包括离子色谱仪、自动进样器、ICP-MS 以及实验台上的电脑显示器。

图 1. 将 Metrohm 940 Professional IC Flex 和 889 IC Sample Center - cool 与 Agilent 7850 ICP-MS 联用整套系统通过 Agilent ICP-MS MassHunter（搭载 ICP-MS MassHunter 专用的万通 IC 驱动程序）进行全面控制，为测定 Cr(III) 和 Cr(VI) 提供了完全集成的 IC-ICP-MS 系统。

IC 系统由 Agilent ICP-MS MassHunter 软件直接控制，该软件采用 ICP-MS MassHunter 专用万通 IC 驱动程序4（1.0 版）进行了升级（图 2），可实现完全集成化的样品分析、数据处理和报告。ICP-MS MassHunter 软件控制面板的屏幕截图，提供了 IC 相关的方法参数和状态信息。此外，还可以选择使用安捷伦 ICP-MS 等离子体色谱软件进行数据分析。

IC-ICP-MS MassHunter 软件控制面板界面，显示了仪器状态。包括主机、机械部件和样品引入的示意图。包含等离子体、离子透镜和检测器图标，突出维护反馈和温度详细信息。蓝白配色方案。

图 2. 在 Agilent ICP-MS MassHunter 软件（5.3 及更高版本）中，利用 ICP-MS MassHunter 专用万通 IC 驱动程序实现 Metrohm IC 集成和控制。

色谱和 ICP-MS 条件

使用 Metrosep Carb 2 - 100/4.0 色谱柱，以硝酸铵为洗脱液，在等度条件下进行色谱分离（表 2）5。7850 ICP-MS 在时间分辨分析 (TRA) 模式下运行，以氦气作为碰撞气体。使用表 1 和表 2 所示的仪器作参数，监测 52Cr 和 53Cr 同位素。

表 1. 色谱参数

表中列出了离子色谱分析的详细信息，包括色谱柱、洗脱液、流速、柱温和进样量。

表 2. ICP-MS 系统参数

表中列出了 ICP-MS 的 RF 功率设置、雾化器流量、氦气流量和积分时间。

结果与讨论

分离和检测

在等度条件下，Cr(III) 和 Cr(VI) 在 4 分钟内实现分离。两种形态各自的校准曲线均表现出优异的线性 (R > 0.998)。如图 3 所示，色谱图表明两种分析物均具有高灵敏度。

图中显示了不同浓度下 Cr(III) 和 Cr(VI) 在 2.0 和 3.2 min 处的色谱峰强度 (cps) 与保留时间 (min) 的关系图。不同颜色的曲线代表 0.5–20 μg/L 范围内的不同浓度，显示了每个浓度下的峰。

图 3. Cr(III) 和 Cr(VI) 的 IC-ICP-MS 形态分析。在等度条件下，使用 Metrosep Carb 2 色谱柱进行分离，洗脱液为硝酸铵（150 mmol/L 硝酸，Sigma-Aldrich, puriss. p.a., ≥ 65%）和 234 mmol/L 氨水溶液（ACS 试剂，28%–30%，Sigma-Aldrich，pH 9 ± 0.1），流速为 1.0 mL/min。样品和标样的进样量为 250 μL（满环进样）。

回收率和精密度

为评估方法的准确度，在自来水中加入 5 μg/L 的混合标样。Cr(III) 和 Cr(VI) 的加标回收率分别为 99.7% 和 114.0%，证实了该方法能够可靠、高效、快速地测定饮用水中的有毒 Cr(VI)。

可靠、高效的铬形态分析方法

本研究开发了一种可靠、高效的铬形态分析方法，该方法通过 Agilent ICP-MS MassHunter 专用万通 IC 驱动程序实现了万通 IC 与 Agilent 7850 ICP-MS 的联用。一体化的软件解决方案可简化操作、确保数据可靠性并提高分析安全性。该方法符合国际标准，是实现合规检测和环境监测的理想选择。

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