微波消解测定辽中地区玉米粉中的重金属元素

摘 要：采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定辽中地区玉米粉中的重金属元素。通过正交试验确定了微波消解以及ICP-MS的仪器条件，RE%在0 %～12.5 %之间，加标回收率在93.8%～111.8%之间，RSD%在0.15%～5.68%之间，测定结果表明准确可靠，满足分析要求。为农作物中重金属的监测、分析提供了快速、准确的方法。

关键词：电感耦合等离子体质谱；测定；玉米粉；重金属

中图分类号：X833 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532020

前言

随着经济的发展，工业污染越来越严重，工厂未经处理排污的情况相当严峻，污水灌溉和污泥施用造成了土壤中重金属元素的积累，农作物则主要通过根系从土壤吸收富集重金属，从而间接造成了农作物的重金属污染[1]。重金属主要指对农作物和人畜生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr 以及类金属As， 还包括具有毒性的Zn、Cu、Co、Ni 和V 等污染物， 后者在常量下对作物和人体是营养元素， 过量时则出现危害， 加强土壤污染的化学及生态研究对推动绿色食品和生态农业的发展具有重要意义[2]。

本文根据农产品质量安全检测部门日常面对的样品量多， 人员短缺的问题，根据长期实践经验，提出了微波消解，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定多种重金属的简捷方法，给农产品的检测提供了便捷的方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

X Series型电感耦合等离子体质谱仪（美国热电公司）；硝酸（优纯级）；过氧化氢（优纯级）；亚沸水。

1.2 标准溶液制备

5 种单元素标准贮备溶液，都用光谱纯金属或化合物分别配制成浓度为10.0 mg・L-1的标准溶液。

标准溶液：分别移取Cr、Cd、Pb、As、Hg各离子的标准贮备溶液，用硝酸（2+98）逐级稀释成0?g・L-1、2.5?g・L-1，25?g・L-1，250 ?g・L-1的标准溶液。

1.3 仪器条件选择

仪器工作参数：射频功率为1 800 W，玻璃球锥形雾室，采样深度148 步，载气流速0.87 L・min-1，等离子体气流速13.0 L・min-1，测量通道3，驻留时间25 000 ?s，辅助气流速0.75 L・min-1；测量时间（每个元素）30 ms；测量方式跳峰，水平坐标44，垂直坐标512，φ采样锥（Ni）1.1 mm，φ截取锥（Ni）0.75 mm，碰撞气体流速7 mL・min-1。

1.4 试验方法

1.4.1 标准曲线的绘制

在仪器工作条件下，标准溶液进入ICP-MS后，仪器自动给出各元素的校准方程及线性相关系数。

1.4.2 样品的检测

称取0.5000 g试样于聚四氟乙烯消解罐裙拗校用少量水冲洗罐壁，加入2mL HNO3 和2mLH2O2，摇匀，拧紧消解罐，将消解罐放在微波消解仪中按微波消解程序（见表1）进行消解[3]。消解完成后，样液应呈无色或淡黄色，将样液用超纯水转移至25 mL比色管中，稀释至刻度，摇匀，备用。酸度尽可能与标准溶液的酸度一致，2 结果与讨论

2.1 仪器优化

质谱仪器点燃稳定30min 后，用调谐液采用正交试验进行仪器参数最佳化调试。观测调谐元素灵敏度、稳定性、双电荷产率以及氧化物水平（ Ceo/Ce 比值≤0.015） 等分析指标，以确定仪器最佳工作条件。优化参数见表2。

2.2 同位素的选择

在选择同位素时考虑m/z大、干扰少、检出限低，同时要避免或排除氧化物、氢氧化物等离子干扰，本试验选择的同位素为75As、52Cr、208Pb、202Hg、111Cd。

2.3 内标元素的选择

本方法采用内标校正方法。内标元素选择的原则是：样品溶液中不含有该元素、与待测元素质量数接近、电离能与待测元素电离能相近、元素化学特性相近。本试验选187Re为测定的内标元素，来校正仪器的信号漂移以及由于非质谱基体效应引起的被测物的抑制或增强效应。

2.4 分析方法的质量水平

2.4.1 方法检出限

仪器在最佳工作条件下，平行测定12 份空白消化液，计算标准偏差，按标准偏差的3 倍求得检出限，结果见表3。

从表5可得，所有标准物质中个元素的加标回收率在93.8%～111.8%之间，RSD在0.15%～5.68%，加标回收率和相对标准偏差都符合要求，为生物样品的测定提供了准确可靠的方法。

2.4.2 辽中地区玉米粉中的重金属元素

依据上述试验确定的方法，采用标准曲线法测定辽中地区玉米粉中重金属含量见表6，结果见表6。

2.4.3 讨论

国家标准食品中污染物限量 GB2762-2005，规定了食品中重金属的限量标准，本次试验玉米粉中重金属含量均远远低于污染物限量标准。本实验为农作物中重金属的检测提供了方法。

3 结论

本试验研究了用微波消解玉米粉和优化ICP-MS的分析条件，建立了电感耦合等离子质谱法检测玉米粉中重金属元素的方法。本法具有操作简便，检出限低，线性范围宽，精密度高，准确度好等优点，可广泛应用于生物样品中多种元素的测定。

参考文献

[1] 姚春霞，陈振楼，张菊等.上海市浦东新区土壤及蔬菜重金属现状调查及评价[J].土壤通报，2005（12）：884-887.

[2] M oreira J osino C ost a. T he Science of the T otal Environment，1996（188）：61.

[3] 陈海英，邵文军，刘晶晶等.电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定鸡蛋中金属元素的研究[J]. 农业科技与装备，2007（6）：56-57.