ICP-AES測定蘋果果實稀土元素鑭鈰含量簡報

高鵬程 馬林英 韓穩社

我國是稀土資源蘊藏最豐富的國家，其中主要元素為鑭和鈰。稀土元素雖非作物生長必需元素，但屬有益元素。關于稀土元素對作物生長發育的影響，國外早在上世紀30年代即開展了大量研究。我國對稀土元素在農業中的應用研究始于上世界70年代初。研究表明，稀土元素可以促進作物生長發育，特別在蘋果樹上增施稀土元素，可以促進養分吸收，增加葉面積和葉綠素含量，提高坐果率，提高可溶性固形物、氨基酸、糖、維生素 C、花青苷含量，增強著色，增大一、二級果比率，增強耐貯性，增產10%～15%。

西北干旱區是我國土壤中稀土元素含量較低的地區，而蘋果種植是該區果農脫貧致富的重要產業，因此，應用稀土元素會對西北干旱區蘋果產業發展產生一定的促進作用。然而，由于稀土元素在土壤和作物中含量極少，傳統的馬尿酸偶氮氯膦分光光度法靈敏度不高，難以對蘋果果實中的稀土元素進行準確定量，而目前比較認可的電感耦合等離子體質譜法（ICPMS）成本高，普通研究機構無力承擔。我們利用成本較低的電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）進行了測定蘋果果實中稀土元素鑭、鈰含量的試驗，結果顯示該方法檢測限低，精確度高，方法可行。

1 實驗原理

利用氬等離子體產生的高溫使鑭、鈰完全分解形成激發態，發射出特征譜線，利用檢測器檢測特定波長的強度，在一定濃度范圍，發射光強度與鑭、鈰元素濃度成正比，與標準系列比較定量。

2 儀器與材料

試驗所用蘋果果實分別采自陜西楊凌和鳳翔。實驗儀器為電感耦合等離子體發射光譜儀（美國瓦里安公司產）；所用試劑硝酸和鹽酸均為光譜純，水為高純水，鈰和鑭標準儲備液（1000mg/L）購自國家標準物質研究中心。

3 實驗方法

3.1 樣品采集 分別在陜西楊凌、鳳翔各選擇3個蘋果園，于2014年9月25—28日取樣，采回后用去離子水清洗。

3.2 樣品干制 將處理干凈的蘋果果實切成0.5cm厚的果片，擺放于干凈的醫用白瓷盤中，在烘箱內100～105℃下烘2小時，然后在75～85℃下烘至恒重，用球磨儀粉碎，過1mm篩，備用。

3.3 樣品消解 稱取上述果實粉末0.5g左右，放入恒重的石英坩堝中，加蓋置電熱板上180℃下炭化（炭化過程中不應有迸濺）。炭化完全后，轉移至馬福爐中于550℃下灰化，直至樣品呈白色粉狀。將灰分樣品杯置于溫控電熱板上，滴加硝酸并加熱消解樣品后，再加入3ml高純水加熱至沸，使完全溶解，冷卻，轉移至10ml容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度，待測。空白對照與樣品同步操作。

3.4 確定分析波長 鑭和鈰的分析線波長分別為334.456nm和456.236nm。

3.5 確定檢出限 以空白液連續測量10次，其標準偏差的3倍所對應的含量為檢出限。

3.6 加標回收 分別稱取1.1728g純氧化鑭（La2O3）試劑和 1.2284g 氧化鈰（CeO2）試劑，用鹽酸溶解后定容至1000ml容量瓶中，稀釋100倍后置于100ml容量瓶中待用（濃度為10mg/L，標準儲備液）。稱取0.5g果實粉末共18份，其中9份加入2ml標準儲備液，剩余9份加入相同pH的2ml水溶液，然后進行樣品消解。

加標回收率計算方法：p ＝（c2-c1）÷c3

式中：p-加標回收率，c1-蘋果樣品測定值，c2-加標蘋果樣品測定值，c3-加標量。

3.7 儀器測定 按照儀器工作條件，以空白溶液作參比，經試劑空白校正，在鑭、鈰標準曲線上求得樣品濃度。

4 結果與討論

4.1 ICP-AES測定鑭和鈰的檢出限 以空白液連續測量10次的標準偏差乘以3，鑭和鈰的結果分別為0.6μg/L和0.8μg/L，該結果即分別為鑭和鈰的檢出限，說明ICP-AES測定鑭和鈰的檢出限較低，方法可行。

4.2 ICP-AES測定鑭和鈰的加標回收率ICP-AES測定鑭和鈰的加標回收率結果見表1。由表1可知，ICP-AES測定鑭和鈰均有較高的加標回收率（分別為103.3%和97.8%），誤差率低于5%，說明該方法有較高的精確度，測定結果準確可信。

表1 標準加入回收情況

4.3 鑭、鈰含量測定結果 陜西是我國蘋果種植面積最大的省份，本次取樣點楊凌和鳳翔屬我國稀土元素含量較低地區。表2顯示，同一地區不同果園蘋果果實中鑭、鈰含量變異較大，說明不同果園管理水平和土壤中鑭、鈰含量存在較大差異。整體而言，鳳翔蘋果樣品中鑭、鈰含量明顯高于楊凌蘋果樣品，這一結果是否可以說明鳳翔蘋果品質優于楊凌蘋果還有待進一步綜合研究。

表2 參試蘋果果實鑭、鈰含量

5 小結

1）用ICP-AES測定蘋果果實中的鑭和鈰，檢測限低，精確度高，方法可行。

2）不同果園蘋果果實中鑭和鈰含量差異性較大，其與果園立地條件、生產管理水平、稀土肥料應用情況以及果實品質的相關性有待進一步研究。

略）