ICP-AES法測定柑桔類食品中的5種稀土元素

林易晨，陳咸柳

（福建省閩環(huán)試驗檢測有限公司，福建 福州 350012）

稀土農用、林用是由我國發(fā)展起來的一門稀土資源綜合利用的前沿科學，其中稀土農用是我國首創(chuàng)并居于國際領先水平的一項重大成果。大量的研究表明稀土元素可以提高植物的葉綠素含量、增強光合作用、促進對養(yǎng)分的吸收，施用適當濃度的稀土元素可以促進植物對養(yǎng)分的吸收、轉化和利用。稀土在柑桔類作物中使用不僅能提高產量，還能改善品質，提高柑桔果實中Vc含量、總糖和糖酸比等指標，因此稀土肥在農業(yè)中使用量很大[1]。

一般情況下稀土不會對人體健康帶來直接危害，但是也有相關報道證實稀土元素并非人體必需元素，且長期低劑量暴露或者攝入可能會對人體健康或體內代謝產生不良后果。在我國的稀土礦產區(qū)已經有相關的事件發(fā)生，例如當?shù)氐难蛉貉蛎y看，甚至有些羊還發(fā)生變異，長出內外雙重牙齒，因此對稀土含量的檢測是很有必要的[2]。目前國內稀土檢測方法較多，有分光光度法、重量法、容量法、X熒光光度法、等離子體發(fā)射光譜法、等離子體質譜法等，但是分光光度法、重量法、容量法等方法操作繁瑣，效率不高，X熒光光度法檢測靈敏度不夠，質譜法雖然靈敏度高但是儀器設備價格高、費用大，因此多數(shù)實驗室采用發(fā)射光譜法進行稀土檢測。

本方法研究了ICP-AES法測定稀土含量，樣品消解后直接上機，可以準確測定鑭、鈰、鐠、釹、釤等稀土元素的含量，方法準確快速。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及工作參數(shù)

Optima 2100 DV 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES，美國PerkinElmer公司）；Milli-Q超純水機（美國Millipore公司）。

進樣速率：1.5 mL/min；載氣流量：0.8 L/min；輔助氣流量：0.2 L/min；冷卻氣流量：15 L/min。

1.2 試劑及標準溶液

國家標準物質中心標液：鑭（La）GSB04-1774-2004；鈰（Ce）GSB04-1775-2004；鐠（Pr）GSB04-1776-2004；釹（Nd）GSB04-1777-2004；釤（Sm）GSB04-1778-2004。5種稀土標準溶液濃度1.0 mg/mL。

試劑均為優(yōu)級純試劑。

去離子水為電阻率18.2 MΩ·cm的超純水。

1.3 樣品處理測定

實驗采用干法消解法。

準確稱取2.500 g樣品于25 mL石英坩堝中，電爐上小心碳化，白煙冒盡后移入馬弗爐中550 ℃繼續(xù)灰化，直至殘渣變成白色或者灰白色。如果還有深色殘渣，取出加1+1硝酸1 mL，少量超純水于電熱板上消解至無色，再放入馬弗爐中繼續(xù)灰化至白色或灰白色?；一耆螅〕鲔釄?，加1+1鹽酸1 mL和少量超純水于電熱板上小心消解至無色，用超純水定容至25 mL容量瓶上機測定。

1.4 工作曲線以及方法檢出限

吸取標準溶液，用1%的鹽酸定容，配置5種元素的標準溶液系列。方法檢出限為全流程空白溶液11次測量后得出。工作曲線線性回歸方程及檢出限值見表1。

1.5 樣品加標回收實驗

實驗以國家標準物質柑橘葉（GSB-11，GBW10020）為加標樣品，其標準值為：鑭(0.57±0.06)mg/kg，鈰(1.00±0.13)mg/kg，鐠(108±14)μg/kg，釹(0.42±0.05)mg/kg，釤(80±7)μg/kg。稱取4份2.500 g樣品，按照1.3步驟消解后，定容前分別加入5種元素的標準溶液進行加標回收實驗，實驗結果見表2。

表1 線性回歸方程及檢出限

表2 柑橘葉樣品中5種元素加標回收率 單位：mg/L

通過測定標準物質柑橘葉（GSB-11，GBW10020），以及回收率實驗，我們可以看出，回收率在90%～99%之間，樣品原值的測定結果都符合標準值規(guī)定的范圍。

2 結果與討論

2.1 基體效應消除和分析譜線的選擇

基體效應對分析譜線的影響主要包括雜散光和易電離元素所產生的干擾，但是對同一元素不同的譜線其影響程度是不一樣的。每個元素在儀器譜線庫里都有多條譜線供選擇，如鑭有408.672、379.478、403.169 nm等多條譜線，釹有401.225、430.358、406.109 nm等多條譜線。檢測時可以選擇適當?shù)淖V線條進行測定，比如鑭的379.478 nm受到基體的影響很大，釹的430.358 nm雖然是推薦線，但是干擾多，受到鐵和鈣的影響大。經過多次試驗，本方法從眾多譜線中選取靈敏度高、基體效應低、線性好、干擾少的為分析譜線，經試驗確定鑭408.672 nm、鈰413.764 nm、鐠414.311 nm、釹401.225 nm、釤359.260 nm為本方法分析譜線。

2.2 儀器操作條件的選擇

對分析譜線的強度影響最顯著的是等離子體的入射功率、觀察高度和霧化氣流量的變化，水平炬管的影響主要在入射功率和霧化氣流量[3]。由于每臺等離子體光譜儀的霧化氣流量相對固定，可以通過調節(jié)入射功率來選擇合適的檢測條件。實驗通過900 W、1100 W、1300 W三種功率條件下測定標準樣，發(fā)現(xiàn)900 W譜線強度不夠，1100 W波動較大，1300 W效果最好，故選擇1300 W作為本方法入射功率。

2.3 分析方法的精密度

采用同一樣品試驗進行6次測定，計算其相對標準偏差。結果見表3。

5種元素的相對標準偏差均小于10%，說明具有較好的穩(wěn)定性和精密度。

2.4 茶葉標準物質測定結果對比

使用上述方法測定茶葉標準物質（GBW10016），測定結果也在標準規(guī)定的范圍內，結果是滿意的，檢測結果見表4。

表3 5種稀土元素的測定相對標準偏差（n=6） 單位：mg/kg

表4 茶葉標準物質測定結果對照

3 結論

ICP-AES法可以準確測定柑桔類食品中的5項稀土氧化物含量，方法檢出限分別為：鑭0.005 mg/kg、鈰0.02 mg/kg、鐠0.01 mg/kg、釹0.01 mg/kg、釤0.02 mg/kg。檢出限數(shù)值普遍低于國家標準NY/T 1938-2010《植物性食品中稀土元素的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》[4]的規(guī)定，加標回收率在90%～99%，精密度小于10%。操作快速，結果準確。