微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定植物樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

陳福強(qiáng)

（廣東省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心廣東廣州510080）

微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定植物樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

陳福強(qiáng)

（廣東省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心廣東廣州510080）

采用微波消解法對(duì)植物樣品（大米、茶葉、白菜、龍眼等）進(jìn)行消解后，直接用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定其中的銅、鉛、鋅、鎘、鎳、鉻、砷、汞等8個(gè)重金屬元素含量，并對(duì)大米標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10010（GSB-1）和圓白菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10014（GSB-5）進(jìn)行了方法準(zhǔn)確度驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間，可滿足日常分析中植物樣品的微、痕量重金屬元素的檢測(cè)要求。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法；微波消解；植物；重金屬

引言

電感耦合等離子體質(zhì)譜法作是目前無(wú)機(jī)元素常規(guī)分析中，同時(shí)兼具檢出限低、準(zhǔn)確度好、精密度高、線性范圍寬、可多元素同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)的先進(jìn)分析方法，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中微量、痕量元素的測(cè)定。對(duì)于植物樣品，雖然國(guó)內(nèi)還沒(méi)有使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法作為測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)，但該方法依然受到分析者的重視，不斷的進(jìn)行試驗(yàn)和改進(jìn)[1-3]。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的接口等特點(diǎn)，決定了該法存在漂移和非光譜干擾等問(wèn)題，一般可用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行有效校正[6]。而采用微波消解法進(jìn)行前處理，因用酸量少、消解速度快、易揮發(fā)元素?fù)p失小等特點(diǎn)，將電感耦合等離子體質(zhì)譜法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步體現(xiàn)。

本文選取了大米、茶葉、白菜、龍眼等樣品，經(jīng)微波消解后直接用ICP-MS進(jìn)行測(cè)試，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間，可滿足日常分析中植物樣品的微、痕量重金屬元素的檢測(cè)要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

高純HNO3：Merck公司；

優(yōu)級(jí)純H2O2：廣州化學(xué)試劑廠；

超純水：電阻率≥18.3MΩ·cm，自制；

29元素（不含Hg）混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mg/L）：PerkinElmer儀器公司；

混合內(nèi)標(biāo)溶液（6Li、Sc、Ge、Y、In、T3、Bi，10 mg/L）：PerkinElmer儀器公司；

Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mg/L）：PerkinElmer儀器公司；

Au標(biāo)準(zhǔn)溶液（100mg/L）：國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。

1.2 儀器

萬(wàn)分之一電子天平：AL104，瑞士MettlerToledo公司；

微波消解儀：Ethos1，美國(guó)Milestone公司；

超純水機(jī)：NEW HUMAN UP 900，韓國(guó)Human Corporation公司；

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS：Nexion 300X，美國(guó)PerkinElmer儀器公司。

1.3 儀器工作條件

表1 ICP-MS Nexion 300X儀器工作條件

表2 質(zhì)量數(shù)、內(nèi)標(biāo)及檢測(cè)模式的選擇

表3 微波消解儀工作條件

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線

將1.1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液按表4系列進(jìn)行配制，實(shí)際測(cè)定時(shí)可根據(jù)樣品含量進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)系列預(yù)加內(nèi)標(biāo)后，最終內(nèi)標(biāo)濃度為5 μg/L。

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線系列（μg/L）

1.5 試驗(yàn)步驟

將大米、茶葉等干樣粉碎至40-60目，干燥密封保存?zhèn)溆?；白菜、龍眼等鮮樣將可食部分打成勻漿，4℃以下冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>

根據(jù)試樣狀態(tài)和含水率，鮮樣稱取1.0g～3.0 g（精確至0.001 g），干樣稱取0.1g～0.3 g（精確到0.0001 g）。將試樣置于微波消解罐中，干樣需加入適量去離子水，加入4 mL高純HNO3和1 mL H2O2搖勻，浸泡30min，再加入1 mL高純HNO3和0.5 mL H2O2，蓋上密封蓋，將消解罐放入微波爐消解系統(tǒng)中。

根據(jù)表2的條件設(shè)置微波爐消解系統(tǒng)的分析條件，至消解完全。消解結(jié)束后，冷卻，將消解液移入50 mL容量瓶中，并用超純水多次洗滌消解罐內(nèi)壁，洗液合并于容量瓶中，稀釋至刻度，混勻，待測(cè)?？筛鶕?jù)樣品中元素的實(shí)際含量適當(dāng)稀釋樣液，確定稀釋因子。

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣的處理

如果試樣是干燥的樣品（如茶葉），在加入消解試劑后，應(yīng)進(jìn)行充分的預(yù)消解，確保樣品不再浮于液面上后，再補(bǔ)加HNO3和H2O2后進(jìn)行消解。否則干燥的試樣浮于液面上進(jìn)行微波消解時(shí)，容易導(dǎo)致試樣著火，發(fā)生燒罐或爆罐等事故。

2.2 同位素選擇和質(zhì)譜干擾

同位素選擇見表2，采用碰撞模式（KED）消除可能存在的質(zhì)譜干擾。

2.3 基體干擾和漂移

由于實(shí)際樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液在溶液黏度、電離效率等存在一定差距，且隨著測(cè)定時(shí)間的推移，儀器的靈敏度會(huì)發(fā)生一定程度的漂移，故采用混合內(nèi)標(biāo)溶液對(duì)基體干擾和漂移進(jìn)行校正。

2.4 汞記憶效應(yīng)的處理

在測(cè)定汞時(shí)，容易產(chǎn)生記憶效應(yīng)，經(jīng)過(guò)前期試驗(yàn)，使用金溶液作為汞的標(biāo)準(zhǔn)溶液介質(zhì)，可很好的消除記憶效應(yīng)。樣品之間如有含量稍高的，可使用相當(dāng)含量的金溶液進(jìn)行清洗。

2.5 方法檢出限

以11次樣品空白的測(cè)定結(jié)果計(jì)算方法檢出限，結(jié)果如下。

表5 各元素方法檢出限（mg/kg）

2.6 加標(biāo)回收率及精密度

對(duì)大米和白菜樣品進(jìn)行了精密度試驗(yàn)和加標(biāo)回收

表6 大米和白菜中各元素加標(biāo)回收率及精密度測(cè)定結(jié)果（n=10）

2.7 方法準(zhǔn)確度驗(yàn)證

為驗(yàn)證本方法的準(zhǔn)確度，對(duì)生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（大米）GBW10010和（圓白菜）GBW10014進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果見表7。由表7可以看出，測(cè)定值與參考值相符。試驗(yàn)，結(jié)果表明，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間。

表7 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果（mg/kg）

結(jié)語(yǔ)

對(duì)大米、茶葉、白菜、龍眼等樣品在微波消解處理后，直接用ICP-MS進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)對(duì)儀器條件的優(yōu)化，采用碰撞反應(yīng)池、內(nèi)標(biāo)法等方式消除干擾，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間，可滿足日常分析中植物樣品的微、痕量重金屬元素的檢測(cè)要求。

[1]羅歡忠，劉俊武.微波消解-電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定大米中的鉛、鎘汞和砷[J].光譜實(shí)驗(yàn)室.2012，29（1）:470-474.

[2]林文業(yè)，黃麗娟，龍智翔等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定大米中砷鉛銅鋅鉻鎘鎳元素含量[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器.2011（5）:107-109.

[3]黃曉文，張念，黃小成.碰撞池ICP-MS測(cè)定大米中Ca，F(xiàn)e，Mn，Cu，Ni，As，Se，Sr，Cd，Ba，Hg[J].光譜實(shí)驗(yàn)室. 2009，26（5）:1095-1099.

[4]Assad S，Al-Ammar.Simultaneous correction for drift and non-spectroscopic matrix effect in the measurement of geological samples 3y inductively coupled plasmamass spectrometry using common analyte internal standardization chemometric technique[J].Spectrochimica Acta，2003，Part B（58）:1391-1401.