高压微波消解-电感耦合等离...定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷_边朋沙.pdf

第 卷第期 年月中国无机分析化学 ，：收稿日期：修回日期：基金项目：保定市科技计划项目（）作者简介：边朋沙，女，工程师，主要从事微量分析、光谱分析等研究。：通信作者：安彩秀，女，高级工程师，主要从事污染物测试研究。：引用格式：边朋沙，张硕，安彩秀，等高压微波消解电感耦合等离子体质谱（）法测定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷中国无机分析化学，（）：，（）：高压微波消解电感耦合等离子体质谱（）法测定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷边朋沙，张 硕安彩秀，刘 安，李龙飞宋娟娟刘晓慧刘丽丽（河北省地质实验测试中心，河北 保定 ；河北省矿产资源与生态环境监测重点实验室，河北 保定 石家庄海关技术中心 保定业务部，河北 保定 ）摘要准确测定小米中的重金属对控制和提高食品安全具有非常重要的意义。采用高压微波消解法，以体系处理样品，选择 、为测量同位素，采用 气模式的碰撞反应池技术测定 和，采用仪器自带干扰校正公式对 的测定结果进行校正，建立了电感耦合等离子体质谱（）法测定小米样品中、的方法。重点对溶样条件进行了优化，结果表明在优化的实验条件下，校准曲线的相关系数均不小于 ，检出限为 ，测定下限为 。按照实验方法对小米成分分析标准物质中、平行测定 次，各元素测定值与认定值基本一致，相对标准偏差（）均在 以内。采用实验方法对蔚县小米样品进行分析，结果表明，方法灵敏度高、重现性好、定量准确，可用于大批量小米样品的测定。关键词高压微波消解；电感耦合等离子体质谱法（）；小米样品；重金属中图分类号：；文献标志码：文章编号：（），（.，；.，；.，）第期边朋沙等：高压微波消解电感耦合等离子体质谱（）法测定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷 （），（），；（）；小米是中国古老的栽培作物之一，它的营养丰富，具有较高的营养价值和保健功效。随着人民生活水平的提高，食品安全引起了人们更高的重视，近年来频发的食物污染事件说明我国的食品还存在许多的安全隐患。而小米作为我国居民的主要粮食之一，其质量直接关系到每一个人的生命健康，人体如果长期摄入被重金属污染的小米会引起神经系统、肝脏、肾脏等的损害，而关于小米测定重金属元素的方法鲜有报道，因此，准确测定小米中的重金属对控制和提高食品安全具有非常重要的意义。微波消解作为一种热门技术，已广泛应用于土壤、食品等众多领域，很适合低含量样品的前处理。陈璐等采用微波消解电感耦合等离子体质谱（）法测定山东小麦中铬、镍、铜、砷、镉、铅、锌的含量，测定结果与标准值相符，方法灵敏度高，重现性好，定量准确，可用于大批量小麦样品的测定；郭雨时等采用微波消解电感耦合等离子体质谱法（）测定小麦制品中的铝含量，结果表明其是一种准确测定、分析小麦制品中铝含量的方法，同时其检测数据为小麦制品的食用安全性提供保障。本文在借鉴前人研究的基础上，采用体系高压微波消解样品，实现了 对小米样品中、的准确测定。实验部分 主要仪器 电感耦合等离子体质谱仪（美国 公司），其工作条件见表；密闭微波消解仪（美国 公司，最高温度为 ，最高压力为 ），工作程序见表；赶酸器（北京东航科仪仪器有限公司）。表 仪器工作参数 参数设定值参数设定值 功率 重复次数次采样深度 积分时间 样品提升速度（）采样锥类型 雾化室温度 雾化器类型高盐冷却水流速（）冷却水温度 提取透镜 偏转电压 提取透镜 透镜电压 稀释气（）流量（）载气流量（）表微波消解工作程序 步骤时间 温度（升温）（保温）（升温）（保温）（升温）（保温）主要试剂、单元素标准储备液（，介质，国家标准物质研究中心），、混合标准工作溶液（介质，由各元素标准储备液稀释混合为合适质量浓度的溶液），标准储备溶液（，国家有色金属及电子材料分析测试中心），内标液（，介质，由 标准储备溶液逐级稀释而成），调谐液标准储备溶液（、的质量浓度均为 ，介质，安捷伦科技（中国）有限公司），调谐液 、中国无机分析化学 年、的质量浓度均为 。高纯 气（纯度大于 ），实验用水为去离子水（电阻率为 ），、均为分析纯。标准物质小米粉成分分析标准物质 ，由坛墨质检科技有限公司研制。实验方法称取 样品（精确至 ）置于高压微波消解罐中，加入 ，置于 赶酸器 ，待冷却加入 摇匀，按照表步骤对样品进行高压微波消解，待冷却取出，置于 赶酸器 ，以水定容至 ，摇匀，待测。随同样品分析全过程做空白实验，在选定仪器条件下测试。校准曲线的绘制分别取一定体积的、混合标准工作溶液于容量瓶中，用硝酸溶液进行稀释，配制成 、质量浓度分别均为、的标准溶液。以各元素的质量浓度为横坐标，以响应值和内标响应值的比值为纵坐标，建立校准曲线。曲线的相关系数大于 。结果与讨论 微波消解温度选择高压微波消解时，微波温度的高低直接影响了元素溶出的效果。采用步阶梯式升高程序处理样品，以避免因反应过于剧烈而引起的压力骤升、爆炸等危险。选取小米粉成分分析标准物质 ，按照实验方法，分别在最终消解温度为 、时进行测定，结果如表所示。由表可见，消解温度低于 时，元素的测定值相对认定值偏低，可能是由于此时消解温度低，样品并未完全分解造成的；消解温度不低于 时，测定值与认定值一致。兼顾安全和能耗，实验选择消解温度为 。表微波消解温度对测定结果的影响 （）元素认定值测定值 （）（）（）注：（）中的数据为参考值，下同。酸量的选择采用 酸溶解体系进行实验，考察了 酸量对测定结果的影响（其中 ）。选取小米粉成分分析标准物质 ，按照实验方法，选取不同酸量进行实验，结果见表。表表明，总酸量为 时各元素测定值较其他酸量时低，总酸量为 测定值稳定。考虑到微波消解罐有安全溶液限度（最低 ），本着节约资源的原则，实验最终选择总酸量为 。和 体积比有研究表明过氧化氢的本底一般要小于硝酸的本底，按照实验方法，选取小米粉成分分析标准物质 ，考察三种不同 和 体积比、对测定结果的影响，结果见表。表表明，当体积比为时酸体系都可较好地把样品消解完全，故实验选用 和 体系来进行实验。表总酸量对测定结果的影响 （）元素认定值测定值 （）（）（）第期边朋沙等：高压微波消解电感耦合等离子体质谱（）法测定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷表 和 体积比对测定结果的影响 （）元素认定值体积比 （）（）（）同位素选择及干扰的消除质谱干扰主要有同量异位素干扰、氧化物和双电荷干扰、多原子离子干扰。同位素的选择以丰度大、尽量避免多原子离子干扰和同量异位素的重叠干扰 为 原 则。本 文 选 择 的 测 定 同 位 素 为 、。由于待测元素 受 、，受 ，受 多原子离子的干扰，因此采用 气模式的碰撞反应池技术测定 和，采用仪器自带干扰校正公式对 的结果进行校正。校正方程为：校正 （）式中：校正为校正后待测同位素 的离子流强度；为待测同位素 的离子流强度；为质荷比 处的离子流强度；为 的离子流强度；和 为校正系数。校准曲线和方法检出限绘制校准曲线，结果见表。按照实验方法对流程空白连续测定 次，分别以倍空白标准偏差和 倍空白标准偏差计算方法检出限和定量限并考虑样品稀释因子，得出、的方法检出限和定量限，见表。表校准曲线、检出限及定量限 ，元素校准曲线相关系数检出限（）定量限（）方法精密度与正确度在上述选定的条件下选取小米粉成分分析标准物质 进行了分析，平行测定 次，结果见表。从表可知，各元素测定值与认定值基本一致，相对标准偏差均在 以内，标准偏差不大于 。表 中、的测定结果 ，元素认定值（）测定值（）平均值（）标准偏差（）相对标准偏差 （）（）（）中国无机分析化学 年样品分析按实验方法对采集的 个蔚县小米样品中种重金属元素含量进行检测，结果见表。在进行实际样品分析时，每分析测试 个样品，测定一次校准曲线中间浓度点，确认分析仪器校准曲线是否发生显著变化，如偏差超过 应重新绘制标准曲线。每 个样品插入标准物质 作质控样品，质控样品与待测样品一同称量、消解、定容、上机，以保证样品的准确性。表蔚县小米样品分析结果 元素测定值（）未检出 未检出 结论建立的体系消解样品，高压微波消解电感耦合等离子体质谱法测定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷方法，稳定性高、检出限低、准确度高、精密度好，适用于小麦中 、元素的批量快速检测。参考文献冯小磊，史高雷，张晓磊，等不同小米品种氨基酸与脂肪酸营养含量分析食品工业，（）：，（）：杨飞，邹武庆，李振华，等 京山市孙桥地区桥米产地土壤适宜性研究 资源环境与工程，（）：，（）：刘淑萍，乔继浩 微波消解电感耦合等离子体质谱法测量小麦粉中铅、镉、砷和铬 中国无机分析化学，（）：，（）：陈璐，李霞，李增梅，等微波消解电感耦合等离子体质谱法（）测定山东小麦中铬、镍、铜、砷、镉、铅、锌的 含 量 中国无机分析化学，（）：，（）：郭雨时，娄丽，徐小迪，等 微波消解电感耦合等离子体质谱法（）测定小麦制品中的铝含量中国无机分析化学，（）：，（）：李晓敬，边朋沙，金倩，等高压微波消解电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中分散元素镓铟铊锗碲镉冶金分析，（）：，（）：边朋沙，赵烨，张硕，等密闭酸溶电感耦合等离子体质谱法测定道路扬尘中铜铅锌镉铬镍砷 冶金分析，（）：，（）：李冰，杨 红 霞电 感 耦 合 等 离 子 体 质 谱 原 理 和 应用 北京：地质出版社，：，：，：赵朝辉，李可及，邹利平，等 同时测定土壤样品中的镓铟锗 矿产综合利用，（）：，（）：