气动雾化进样-微波等离子体炬质谱法快速测定水样中的钙离子_杨美玲.pdf

2015 年 9 月 September 2015 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 34，No． 5 586 ～591 收稿日期 2015 －07 －01; 修回日期 2015 －07 －20; 接受日期 2015 －09 －05 基金项目 国家重大仪器设备开发专项 2011YQ14015008 ; 江西省“赣鄱英才 555 工程” 赣才字［ 2011］1 号 ; 江西省 高等学校科技落地计划项目 KJLD13051 作者介绍 杨美玲， 硕士研究生， 主要从事生物及有机质谱研究。E- mail 2009yang0905163． com。 通讯作者 陈焕文， 博士， 教授， 主要从事生物及有机质谱研究。E- mail chw8868 gmail． com。 文章编号 02545357 2015 05058606 DOI 10． 15898/j． cnki． 11 －2131/td． 2015． 05． 015 气动雾化进样 － 微波等离子体炬质谱法快速测定水样中的 钙离子 杨美玲1，钟涛1， 2，裴妙荣1，张兴磊1，乐长高1，王广才2，陈焕文1* 1． 东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室，江西 南昌 330013; 2． 中国地质大学 北京 水资源与环境学院，北京 100083 摘要 环境水样中金属元素的分析通常采用电感耦合等离子体质谱法 ICP － MS ， 检出 限低、 线性范围宽， 但仍存在使用功率高、 耗气量大、 分析成本高以及不适用于现场分析 等不足。本文为降低金属元素分析成本， 建立了微波等离子体炬 MPT 与有机质谱耦合 的方式检测水样中钙离子的新方法。详细探究了载气流速和维持气流速对钙离子响应 信号的影响， 方法检出限为 224． 56 ng/L， 相对标准偏差 RSD 为 1． 2 ～9． 8， 加标回 收率在86．3 ～110． 4 之间。本方法无需样品预处理， 分析速度快、 灵敏度和精确度 高， 为环境水样中金属离子的测定提供了新途径， 有望应用于金属离子的实时在线分析。 关键词 水样; 钙; 气动雾化进样; 微波等离子体炬质谱法 中图分类号 P641; O614． 231; O657． 63文献标识码 A 钙离子含量是评价水质优劣的重要指标之一。 人体中钙的吸收绝大多数都需要通过水溶液中的离 子形态来完成。然而， 人体内钙离子摄入量过高时 易导致泌尿系统结石等现象， 钙离子摄入量过低时 会出现佝偻病、 抽筋、 高血压等病症。因此， 水体中 钙离子的测定对人体健康和水质评价有着非常重要 的现实意义。 目前， 钙离子的检测方法主要有离子色谱 法 ［1 －2 ］、 分光光度法［3 ］、 原子吸收光谱法［4 －7 ］ 和 X 射线荧光光谱法 ［8 ］， 然而这些方法普遍存在精确 度不高、 检测周期长、 检出限较高等不足。电感耦合 等离子体发射光谱法 ICP － OES ［9 －10 ］和电感耦合 等离子体质谱法 ICP － MS ［11 ］因具有检出限低、 精 确度高等优点而迅速发展为金属离子检测的主要手 段， 但其在使用过程中使用功率较高， 气体消耗量较 大， 仪器成本高， 不适用于样品的现场分析。1985 年， 金钦汉教授提出并研制出微波等离子体炬 MPT ， MPT 结合了电感耦合等离子体 ICP 与微 波诱导等离子体 MIP 各自的优点， 最初作为激发 光源主要用于光谱分析 ［12 －15 ］。例如， 梁培红等［16 ］ 采用 MPT － AES 检测了茶叶中的锰和磷， 并与 ICP － OES 对照讨论了它的特点， 得出 MPT － AES 具有 低功率、 检出限低、 精密度高等特点。周炜等 ［17 ］采 用微波等离子体炬全谱仪测定了矿泉水中的 Na、 Mg、 Ca、 Li 和 Cs。近年来， MPT 逐渐发展成为一种 新型的离子化技术， 与质谱仪联用可对实际样品进 行直接离子化分析， 目前已成功应用于药物 ［18 －19 ］、 枪弹残留化验 ［20 ］、 石材［21 ］等领域， 但 MPT 与有机质 谱联用检测金属元素的方法鲜有报道。 本文建立了 MPT 与有机质谱耦合联用检测无 机金属离子的方法， 采用气动雾化进样的方式， 得到 了钙离子响应信号并与高分辨质谱数据进行对比验 证， 实现了钙离子的定性分析， 同时结合钙离子信号 二级离子定量的方式对实际样品中钙离子含量进行 了定量分析。 685 ChaoXing 1实验部分 1． 1仪器及其工作条件 WGY －20 型微波功率源 长春吉大小天鹅仪 器有限公司 ; 微波等离子体炬管 长春吉大小天 鹅仪器有限公司 ; 气动雾化进样系统; 循环水冷凝 － 浓硫酸吸水去溶装置; LTQ － XL 型线性离子阱质 谱仪 美国 ThermoFisher 公司， 配备 Xcalibur 数据处 理系统 ; LTQ Orbitrap XL 组合式高分辨质谱仪 美 国 Thermo Scientific 公司 。采用正离子检测模式， 质谱扫描范围为 50 ～ 200; 离子传输管温度为 150℃。 1． 2水样与主要试剂 图 1MPT － MS 检测水样中 Ca2 实验装置示意图 Fig． 1Schematic illustration of Microwave plasma torch- mass spectrometer to detect Ca2 in water 市售瓶装的昆仑山天然雪山矿泉水 青海 、 火 山岩饮用天然矿泉水 海南 、 农夫山泉饮用天然水 浙江 、 巴马丽琅巴马矿泉水 广西 购于江西省 南昌市本地超市。井水采自江西省赣州市， 自来水 为实验室水管直接取样。分别配制浓度为 10、 100、 300、 500 和 1000 μg/L 的 Ca2 标准使用液。所有样 品检测次数为 6 次。 氩气 纯度≥99．999， 江西国腾气体有限公司 。 Ca2 标准溶液 国家环境保护总局标准样品研 究所 。 二次去离子水 电阻率 18． 2 MΩcm， 实验室 自制 。 1． 3实验方法 溶液样品由雾化器的负压产生的自提升作用引 入， 样品溶液经雾化器雾化后产生样品气溶胶， 气溶 胶经加热管、 冷凝管和浓硫酸池去除里面含有的水 蒸气进入炬管中被等离子体离子化， 进而进入质谱 仪被检测 ［22 －23 ］。实验装置示意图如图 1 所示。 2结果与讨论 2． 1Ca2 的 MPT 串联质谱分析 采用钙离子的标准溶液进样时， 得到质谱图如 图 2 a 所示， m/z138 和 m/z156 为钙离子的响应信 号。MPT 在形成等离子体过程中， Ar 与空气中的 N2与 O2发生反应而产生初级离子 NO － 3 ［22 ］， 猜测m/z 138 和 m/z156 分别为 Ca2 与 NO － 3 的结合形式， 即 ［ Ca NO3 2H2O］和［ Ca NO3 3H2O］。为 进一步验证 m/z138， 进行了二级和三级串联质谱分 析， 如图 2 b 和 c 所示， 在二级质谱中首先丢失 一个中性水分子产生碎片离子 m/z120。［ Ca NO3 H2O］在三级质谱中中性水分子全部丢失产生 碎片离子 m/z102， 即［ Ca NO3 ］。但在离子阱中 m/z102 无法进一步碎裂， 因此无法得出 Ca2 本身 的信号谱图。对 m/z156 进行串联质谱分析， 在多级 质谱中， 其碎裂方式与 m/z138 一致。 采用高分辨质谱进一步确定 m/z138 为 Ca2 响应信号， 并与标准谱图库中数据进行比对分析如 图 3所示。在相同实验条件下， 更换 LTQ Orbitrap XL 组合式高分辨质谱仪， 得到目标物分子离子的 精确质 荷 比 为 137． 97024，对 比 标 准 谱 图 库， CaH4O5N的理论值为137． 97099， 加上仪器校正误差 值， 其相对 误差仅为 － 4． 16 ppm。因此， 质谱峰 m/z137．97024的分子式判定为［ Ca NO3 2H2O］ ， 由此判定了钙离子的存在形态。 785 第 5 期杨美玲， 等 气动雾化进样 － 微波等离子体炬质谱法快速测定水样中的钙离子第 34 卷 ChaoXing 图 2MPT － MS 检测水样中 Ca2 质谱图 a 一级质谱图， b m/z138 二级质谱图， c m/z138 三级质谱图 Fig． 2Spectra of Ca2 in water samples detected by MPT- MS． a full mass spectrum， b MS2spectrum of m/z138， c MS3spectrum of m/z138 图 3MPT 检测水样中 Ca2 响应的质谱峰 m/z137． 97024 与标准谱图库中 CaH4O5N m/z137． 97099 谱图进 行高分辨比对 Fig． 3A comparison of MPT orbitrap mass spectrum of m/z 137． 97024in water samples and standard mass spectrum of CaH4O5N m/z137． 97099 2． 2载气及维持气流速优化 采用 500 μg/L 的 Ca2 标准溶液对实验条件进 行优化。当微波功率源提供的功率逐渐增大时， ［ Ca NO3 H2O］强度也随之增加， 但增加幅度 较小， 且功率较高时功率源工作状态不稳定， 因此实 验中功率选择为 50 W。 载气携带样品经过去溶装置和微波等离子体 炬， ［ Ca NO3 H2O］强度变化与载气流速具有 很大关系。当载气流速过大时， 样品经过等离子体 炬时间较短无法充分离子化且载气对等离子体炬具 有冷却作用 ［24 ］， ［ Ca NO 3 H2O］ 在质谱中的响 应强度较低; 当载气流速较小时， 样品雾化效果差且 携带样品流通实验装置速度缓慢， 同时［ Ca NO3 H2O］信号响应强度也较低。所以载气流速过 低或过高， 都会影响［ Ca NO3 H2O］的信号响 应强度， 实验结果见图 4 a 。载气流量在 600 mL/min时， ［ Ca NO3 H2O］信号强度达到最优。 与载气流速相比， 维持气流速对［ Ca NO3 H2O］强度影响较小且变化幅度较小， 如图 4 b 所 示， 主要表现为影响样品在等离子体炬的停留时间 并影响等离子体炬的形状和稳定性。当维持气体流 量小时， 等离子体的体积小， 样品与等离子体作用不 充分， 信号强度小; 当维持气体流量高时， 可以降低 周围空气向等离子体中的扩散， 发射信号增强。但 当气体流量过高时， 一方面对等离子体有冷却作用， 使其温度降低， 不利于样品激发; 另一方面致使样品 在等离子体中停留时间较短， 不利于样品被充分激 发离子化 ［25 ］。 图 4实验参数的优化 a 载气流速， b 维持气流速 Fig． 4Optimization of parameter． a flow rate of the carrier gas， b flow rate of the support gas 2． 3分析方法性能 在经优化的实验条件下， 采用外标法绘制标准 曲线。对配制的梯度浓度为 10、 100、 300、 500 和 1000 μg/L 共 5 个 Ca2 标准溶液进行测量， 每个浓 度重复测量 6 次。拟合后的标准曲线显示在 10 ～ 1000 μg/L 浓度范围内 Ca2 浓度与信号强度呈良好 885 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing 的线性关系， 线性方程为 y 4． 69x 637． 63， 相关 系数为 0． 9935。以去离子水作为空白水样计算出 标准偏差 σ n 11 ， 按照 S/N 3， 根据检出限计算 公式 LOD 3σC/S［26 ］ 式中 C 为标准品的浓度， σ 为标准偏差， S 为响应信号强度平均值 ， 计算本 方法的检出限为 224． 56 ng/L。 2． 4实际样品分析 采用标准加入法对实际样品进行分析， 分别在 样品中添加不同浓度的 Ca2 标准溶液。对样品及 添加标准溶液后的样品进行检测， 以添加 Ca2 标准 溶液的浓度作为横坐标， ［ Ca NO3 H2O］强度 作为纵坐标进行线性拟合。得出拟合方程后计算出 样品中 Ca2 含量， 向样品中添加相近浓度的 Ca2 标 准溶液进行加标回收实验， 实验结果列于表 1。 方法回收率在 86． 3 ～ 110． 4 之间; 实际样品中 除自来水和井水中钙离子标示值无法得知外， 市售 农夫山泉和火山岩矿泉水中钙离子检测值在厂家标 示值范围之内， 而市售昆仑山和巴马丽琅矿泉水的 检测值在厂家标示值范围之外 表 1 中农夫山泉矿 泉水稀释 10 倍， 其他样品稀释 100 倍 。 表 1实际样品分析结果 Tabel 1Analytical results of Ca2 in actual samples 实际样品 加标前浓度 μg/L 加标量 μg/L 加标后浓度 μg/L 标示值 mg/L 拟合线性方程 相关系数 R2 回收率 农夫山泉441．6400415．6 ≥4 y 5．5271x 2440．80．9806100． 4 火山岩21．333025．903 ～30y 4．7114x 932． 550．998486．3 自来水80．6210091．56－y 5．2984x 427． 180．999291．6 井水24．943033．13－y 3．5272x 87．9680．9796110． 4 昆仑山177200211．725 ～100y 5．2456x 932． 550．9965105． 8 巴马丽琅281．5300277． 0540 ～75y 5．8477x 16460．971492．3 注 表格中 “－ ” 表示样品钙离子浓度的标示值未知。 3结论 采用微波等离子体炬 MPT 作为离子源， 建立 了微波等离子体炬有机质谱技术测定饮用水中钙离 子的新方法， 本方法检出限为 224． 56 ng/L， 精密度 RSD 为 1． 2 ～ 9． 8， 加标回收率在 86． 3 ～ 110． 4之间。微波等离子体炬有机质谱法设备简 单， 操作便捷， 分析成本低， 具有检测速度快、 灵敏度 和精确度高、 检出限较低等优点， 但同时该方法存在 样品引入 MPT 路径较长、 致使样品量损失等不足。 在后期研究中， MPT 可改变样品引入方式并与小型 质谱仪联用， 将更大程度地降低金属离子的分析成 本， 也有望应用于污水、 河水及湖泊水等环境水样中 钙离子或其他金属离子的实时在线分析。 4参考文献 ［ 1］Das M， Raut V， Deb S， et al． Determination of Calcium and Iron in Silicon and Uranium Silicide Using Ion Chromatography［J］ ． Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry， 2014， 302 3 1385 －1390． ［ 2］苏宇亮， 方黎． 离子色谱法在饮用水水质分析中的应 用［ J］ ． 净水技术， 2005， 24 2 62 －65． Su Y L，Fang L． Application of Ion- Chromatography Technique in Drinking Water Analysis ［J］ ． Water Purification Technology， 2005， 24 2 62 －65． ［ 3］薛云云， 王小燕， 何邦平， 等． 分光光度法测定元素铁 铜锌镁钙含量的研究概况［J］ ． 微量元素与健康研 究， 2006， 23 5 51 －53． Xue Y Y， Wang X Y， He B P， et al． The Determination Research Progress of the Metal Trace Element Iron Copper Zinc Magnesium Calcium by Spectrophotometry ［ J］ ． Studies of Trace Elements and Health， 2006， 23 5 51 －53． ［ 4］陈子学， 肖波， 郑育锁， 等． 连续光源原子吸收光谱法 测定土壤水溶性盐中钙镁［J］ ． 岩矿测试， 2008， 27 2 95 －98． Chen Z X， X B， Zheng Y S， et al． Determination of Water- soluble Ca and Mg in Soils by High- resolution Continuum Source Atomic Absorption Spectrometry［ J］ ． Rock and Mineral Analysis， 2008， 27 2 95 －98． ［ 5］汪雨． 高分辨连续光源原子吸收光谱仪检测饮用矿泉 水中 的 金 属 离 子［J］ ． 岩 矿 测 试， 2007， 26 6 458 －489． Wang Y． High- resolutionContinuumSourceAtomic AbsorptionSpectrometerandItsApplicationin Determination of Metal Ions in Drinking Mineral Water ［ J］ ． Rock and Mineral Analysis， 2007， 26 6 458 －489． ［ 6］Sowmya R， Indumathi K， Arora S， et al． Detection of Calcium Based Neutralizers in Milk and Milk Products by AAS［J］ ． Journal of Food Science and Technology， 985 第 5 期杨美玲， 等 气动雾化进样 － 微波等离子体炬质谱法快速测定水样中的钙离子第 34 卷 ChaoXing 2015， 52 2 1188 －1193． ［ 7］Vahdati- Mashhadian N， Balali- Mood M， Sadeghi M， et al． Determination of Calcium in Mashhad City Tap Water by Flame Atomic Absorption Spectrometry［ J］ ． Journal of The Chemical Society of Pakistan， 2012， 34 5 1323 －1325． ［ 8］樊兴涛， 詹秀春， 巩爱华． 偏振激发 － 能量色散 X 射线 荧光光谱法测定卤水中主量元素硫氯钾钙［ J］ ． 岩矿 测试， 2007， 26 2 110 －116． Fan X T， Zhan X C， Gong A H． Determination of Major Elements in Brine Samples by Polarized Radiation- Energy Dispersive X- ray Fluorescence Spectrometry［ J］ ． Rock and Mineral Analysis， 2007， 26 2 110 －116． ［ 9］Besson P， Degboe J， Berge B， et al． Ca， Na， K and Mg ConcentrationsinSeawaterbyInductivelyCoupled Plasma- Atomic Emission Spectrometry Applications to IAPSO Seawater Reference Material， Hydrothermal Fluids and Synthetic Seawater Solutions［J］ ． Geostandards and Geoanalytical Research， 2014， 38 3 355 －362． ［ 10］Asfaw A， Wibetoe G． Simultaneous Determination of Hydride Seand Non- hydride- ing Ca， Mg， K， P， S and Zn Elements in Various Beverages Beer， Coffee， and Milk ， with Minimum Sample Preparation， by ICP- AES and Use of a Dual- mode Sample- introduction System ［ J］ ． Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2005， 382 173 －179． ［ 11］Yu L L， Davis W C， Ordonez Y N， et al． Fast and Accurate Determination of K， Ca， and Mg in Human Serum by Sector Field ICP- MS［J］ ． Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2013， 405 27 8761 －8768． ［ 12］ Feng G D， Huan Y F， Cao Y B， et al． Development of a MiniatureSimultaneousMPTSpectrometer ［J ］ ． Microchemical Journal， 2004， 76 1 17 －22． ［ 13］ 李欣欣． 微波等离子体炬原子发射光谱法测定矿泉水 中硅、 镁、 钙、 锶、 钾［ J］ ． 分析仪器， 2007 3 42 －44． Li X X． Determination of Si， Mg， Ca， Sr and K in Mineral Water by Microwave Plasma Torch- Atomic Emission Spestrometry［J］ ． Analytical Instrumentation， 2007 3 42 －44． ［ 14］ Jia Q， Kong X F， Zhou W H， et al． Flow Injection On- line Preconcentration with an Ion- exchange Resin Coupled with Microwave Plasma Torch- Atomic Emission Spectrometry for the Determination of Trace Rare Earth Elements［J］ ． Microchemical Journal， 2008， 89 1 82 －87． ［ 15］Zhang J S， Li L H， Jin Q H． Determination of Silicon， Iron， and Vanadium in Petroleum Coke by Microwave Digestion- Microwave Plasma Torch Atomic Emission Spectrometry［J］ ． Petroleum Science and Technology， 2007， 25 4 443 －451． ［ 16］ 梁培红， 李安模． 微波等离子体炬原子发射光谱法测 定茶叶中的锰和磷［J］ ． 光谱学与光谱分析， 2000， 20 1 61 －63． Liang P H， Li A M． Determination of Phosphorus and Manganese in Tea by Microwave Plasma Torch Atomic Emission Spectroscopy MPT- AES ［J］ ． Spectroscopy and Spectral Analysis， 2000， 20 1 61 －63． ［ 17］ 周炜， 熊海龙， 冯国栋， 等． 气动雾化进样 － 微波等离 子体炬全谱仪测定矿泉水中 Na， Mg， Ca， Li， Cs［J］ ． 光谱学与光谱分析， 2014， 34 7 1 －4． Zhou W， Xiong H L， Feng G D， et al． Determination of Sodium， Magnesium， Calcium， Lithium and Strontium in Natural Mineral Drinking Water by Microwave Plasma TorchSpectrometrywithNebulizationSample Introduction System ［J］ ． Spectroscopy and Spectral Analysis， 2014， 34 7 1 －4． ［ 18］ 张体强， 金伟， 周建光， 等． 微波等离子体常压解吸电 离质谱法快速检测化学药剂中的活性成分［ J］ ． 高等 学校化学学报， 2012， 33 9 1938 －1944． Zhang T Q， Jin W， Zhou J G， et al． Rapid Detection of ActivePharmaceuticalIngredientsinDrugsby MicrowavePlasmaAtmosphericPressureDesorption Ionization Mass Spectrometry［J］ ． Chemical Journal of Chinese Universities， 2012， 33 9 1938 －1944． ［ 19］Zhang T Q， Zhou W， Jin W， et al． Direct Desorption/ Ionization of Analytes by Microwave Plasma Torch for Ambient Mass Spectrometric Analysis［J］ ． Journal of Mass Spectrometry， 2013， 48 669 －676． ［ 20］ Wan T Q， Yu D D， Zhang T Q， et al． A Rapid for Detection of Gunshot Residue Using Microwave Plasma Torch- Mass Spectrometry［J］ ． Procedia Engineering， 2010， 7 22 －27． ［ 21］ 周炜， 熊海龙， 杨美玲， 等． 微波等离子体炬质谱技术 快速鉴别天然石材与人造石材［ J］ ． 岩矿测试， 2014， 33 6 782 －788． Zhou W， Xiong H L， Yang M L， et al． Microwave Plasma Torch Mass Spectrometry for Rapid Differentiation of Natural and Artificial Construction Stones［ J］ ． Rock and Mineral Analysis， 2014， 33 6 782 －788． ［ 22］ 段忆翔， 杜晓光， 刘军， 等． 气动雾化进样微波等离子 体炬 MPT 原子荧光光谱法测定锌的研究［ J］ ． 分析 化学， 1993， 21 5 610 －614． Duan Y X， Du X G， Liu J， et al． Determination of Zine byMicrowavePlasmaTorch- AtomicFluorescence SpectrometrywithNebulizationSampleIntroduction System［J］ ． Chinese Journal of Analytical Chemistry， 1993， 21 5 610 －614． ［ 23］ 张寒琦， 梁枫， 赵晓君， 等． 气动雾化进样时微波等离 095 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing 子体炬作为激发光源的性能研究［ J］ ． 高等学校化学 学报， 1996， 17 9 1377 －1380． Zhang H Q， Liang F， Zhao X J， et al． An Investigation on Analytical Perance of Microwave Plasma Torch with a Pneumatic Nebulization Sample Introduction System ［ J］ ． Chemical Journal of Chinese Universities， 1996， 17 9 1377 －1380． ［ 24］ 金钦汉． 微波等离子体炬原子发射光谱法 MPT － AES 测定铜的研究［ J］ ． 光谱学与光谱分析， 1992， 12 4 51 －54． Jin Q H． A Study on Determination of Copper by Atomic Emission Spectrometry Using Microwave Plasma Torch ［ J］ ． Spectroscopy and Spectral Analysis， 1992， 12 4 51 －54． ［ 25］ 李丽华， 张金生， 张起凯， 等． MPT － AES 测定矿泉水 中的 Ca、 Mg 和 Na［J］ ． 石油化工高等学校学报， 2002， 15 2 46 －48． Li L H， Zhang J S， Zhang Q K， et al． Determination of Calcium， Magnesium and Natrium in the Mineral Water by MPT- AES［ J］ ． Journal of Petrochemical Universities， 2002， 15 2 46 －48． ［ 26］ Ding J H， Gu H W， Yang S P， et al． Selective Detection of Diethylene Glycol in Toothpaste Products Using NeutralDesorptionReactiveExtractiveElectrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry［J］ ． Analytical Chemistry， 2009， 81 20 8632 －8638． Rapid Determination of Calcium Ions in Water by Microwave Plasma Torch- Mass Spectrometry Coupled with Pneumatic Nebulization YANG Mei- ling1，ZHONG Tao1， 2，PEI Miao- rong1，ZHANG Xing- lei1，LE Zhang- gao1， WANG Guang- cai2，CHEN Huan- wen1* 1． Jiangxi Key Laboratory for Mass Spectrometry and Instrumentation，East China Institute of Technology， Nanchang 330013，China; 2． School of Water Resources and Environment，China University of Geosciences Beijing ，Beijing 100083， China Abstract Metal element contents in water samples are commonly determined by Inductively Coupled Plasma- Mass Spectrometry ICP- MS ． ICP- MS has a low detection limit and wide linear range，but has a high power，large gas consumption，and high cost． A rapid for the determination of calcium ions in water samples was developed by using Microwave Plasma Torch MPT - Mass Spectrometry coupled with pneumatic nebulization． The effects of carrier gas flow rate and the support gas flow rate on calcium response signal were investigated． The detection limit of this is 224． 56 ng/L，relative standard deviations RSDs are 1． 2 －9． 8，and recoveries range from 86． 3 to 110． 4． This avoids sample pretreatment，and has a short analysis time，good sensitivity and precision． This provides a new approach for the determination of metal ions in environmental water and may be used for in situ analysis in the future． Key wordswatersample;calcium;pneumaticnebulizationsampling;MicrowavePlasmaTorch- Mass Spectrometry 195 第