電感耦合等離子質(zhì)譜儀測(cè)定江西某地區(qū)大米中重金屬的方法研究

吳坷 朱樹香

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一二大隊(duì)，江西 鷹潭 335000）

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）材料與儀器

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，石墨消解儀，微波消解儀。

（二）試劑

市售大米：用高速粉碎機(jī)將大米粉碎均勻，裝入樣品袋備用；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)大米物質(zhì)（T07187QC）：購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；硝酸：分析純，德國(guó)Merck；高氯酸：優(yōu)級(jí)純，廣東光華科技股份有限公司；30%過氧化氫：優(yōu)級(jí)純，廣東光華科技股份有限公司；氬氣（Ar）：純度99.999%，廣西國(guó)信氣體研究有限公司；氦氣（He）：純度99.999%，廣西國(guó)信氣體研究有限公司；無(wú)機(jī)元素混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（50μg/mL）：含有鉛、鎘、鉻、鋅、銅、鎳、鋇、錳、鐵、鎂、砷、鋁、鈣、鉀、鈉16種元素（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）；內(nèi)標(biāo)元素儲(chǔ)備液（100mg/mL）：由元素（Bi、Ge、In、Re、Rh、Sc）濃度均為的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋為10mg／L（5%HNO3介質(zhì)）（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。

（三）實(shí)驗(yàn)方法

1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

使用50μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋100倍成為500ng/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在50mL的容量瓶中分別加入0、0.4mL、0.8mL、0.12mL、0.16mL、0.20mL的混合溶液，在容量瓶中分別加入1mL的硝酸，用超純水定容至50mL，搖勻備測(cè)。配制得到濃度為0、4、8、12、16、20ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

2.樣品前處理

（1）微波消解。在微波消解罐中加入5mL的硝酸進(jìn)行預(yù)處理，避免消解罐中殘留元素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。稱取樣品0.5g放入微波消解內(nèi)罐中,加入5mL硝酸,蓋好蓋子放置1h，扭緊罐蓋,對(duì)樣品進(jìn)行消解。待冷卻后取出消解罐,慢慢打開罐蓋進(jìn)行排氣,再用少量的超純水沖洗內(nèi)蓋,將消解罐放在控溫電熱板上,在100℃下加熱30min,用超純水定容至25mL,混勻備用,同時(shí)做空白試驗(yàn)。（2）濕法快速消解。稱取樣品0.5g于立式離心管中，加入5mL硝酸，將其放在120℃的石墨爐消解儀上消解1.5小時(shí)，消解完畢之后直接在120℃的石墨爐消解儀上進(jìn)行趕酸至溶液澄清透明，取出離心管，冷卻后用超純水定容至25mL，混勻備用，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

3.消解體系的選擇

在測(cè)定大米中的鉛、鎘、鉻實(shí)驗(yàn)中，選取硝酸、硝酸+過氧化氫、硝酸+高氯酸三種不同的消解體系對(duì)大米進(jìn)行消解測(cè)定，分析測(cè)定值。（1）硝酸體系取大米樣品0.5g于消化管中，加入5mL的硝酸，放置在石墨消解儀上加熱，消解至溶液變澄清，大約余量為1-2mL時(shí)取出，定容至25mL待測(cè)。（2）硝酸+過氧化氫體系取大米樣品0.5g于消化管中，加入5mL的硝酸，在石墨消解儀上加熱，當(dāng)反應(yīng)不大量冒黃煙時(shí)，加入1mL的過氧化氫進(jìn)行加熱，若溶液尚未變澄清，則不斷添加過氧化氫進(jìn)行消解，直至溶液變澄清，在溶液剩余1-2mL時(shí)取出定容待測(cè)。

二、結(jié)果與討論

（一）消解條件的確定

在消解過程中的對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素包括消解體系、消解時(shí)間、消解溫度以及其他因素，對(duì)以上因素進(jìn)行分析討論確定最佳的消解條件。第一，消解體系的確定。分別使用硝酸、硝酸+過氧化氫、硝酸+高氯酸三種消解體系對(duì)大米樣品進(jìn)行消解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示三種不同消解體系得出的測(cè)定值偏差較小，結(jié)果基本一致，證明樣品使用三種消解體系均能消解完全。硝酸+高氯酸對(duì)于復(fù)雜樣品的消解十分有效，但對(duì)消解過程的控制較為復(fù)雜，對(duì)消解的技巧也有一定要求，操作不當(dāng)不僅導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗還會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)較大不建議使用。硝酸+過氧化氫體系在大米的消解中，測(cè)定值與使用硝酸進(jìn)行消解得出的測(cè)定值相差甚微。消解效果相同，選用越簡(jiǎn)單的消解體系，引入的污染也就越少。酸的使用減少，人員的安全性隨之增加，并能夠降低對(duì)環(huán)境的污染。在對(duì)大米中重金屬的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，最終確定以硝酸作為消解液對(duì)大米樣品進(jìn)行消解。第二，消解溫度的選擇取四份等量的大米分別放入立式離心管中，分別加入等量硝酸，將樣品分別于80°，100°，120°，140°的溫度下進(jìn)行樣品消解，消解完成后統(tǒng)一進(jìn)行趕酸，趕酸完畢定容至25mL上機(jī)測(cè)定分析。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試不同溫度下樣品的含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示鉛、鎘、鉻元素均在消解溫度為120°時(shí)消解效果最佳。

（二）加標(biāo)回收率

用加標(biāo)回收率來(lái)確定測(cè)定值是否可用，對(duì)樣品中待測(cè)元素進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)。分別稱取0.5g的樣品放入消解管中，為了驗(yàn)證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，根據(jù)三個(gè)不同水平分別加入0.1mL，0.3mL，0.5mL的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（1μg/L）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3，鉛的回收率范圍在103.36%-106.82%之間，鎘的回收率范圍在92.63%-98.15%之間，鉻的回收率范圍在91.20%-98.59%之間?；厥章瘦^高滿足檢測(cè)要求。

（三）前處理方法的比對(duì)

為驗(yàn)證方法的可行性，分別用濕法快速消解方法和微波消解方法測(cè)定大米質(zhì)控樣的鉛、鎘、鉻元素含量，比較二者測(cè)定含量是否在質(zhì)控范圍內(nèi)。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度，對(duì)每一份樣品都做3次平行取樣品均值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示：兩種消解方法的測(cè)定值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，二者偏差較小，故兩種消解方法的測(cè)定效果可被認(rèn)定為基本一致。