微波消解ICPMS法測定海帶5種重金屬元素含量

陳蘇鑫

(寧德市產品質量檢驗所， 福建 寧德 352100)

海帶是一種在低溫海水中生長的大型海生褐藻植物，中國北部沿海及浙江、福建沿海大量栽培，閩東沿海更是海帶養殖的重要基地，產量和出口量均居國內前列。海帶富含褐藻膠和碘質，可食用及提取碘、褐藻膠、甘露醇等工業原料，其葉狀體可入藥[1]。但其生長或養殖的水質環境若受到污染，海帶會吸附有害重金屬元素[2]，這些重金屬元素隨海帶或食物鏈進入人體內，會轉變成具有高毒性的化合物，而且重金屬大多數具有蓄積性，半衰期較長，能產生急性和慢性毒性反應，還可能致畸、致癌和致突變的發生[3]。因此，對區域內海帶產品的重金屬含量進行監控很有意義和必要。

目前,重金屬檢測的前處理方法主要有干法灰化、濕法消解、微波消解等，檢測方法主要有原子吸收光譜法(AAS)、原子熒光光譜法(AFS)、電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-OES)、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)等[4]。相對于其他方法，微波消解具有溶樣時間短、消解能力強、空白值低、操作誤差小等優點[5]，電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)具有分析速度快、靈敏度和精密度高、檢出限低、線性范圍寬、干擾少且可同時測定多種元素等優點，兩者都得到了廣泛應用[6]。本研究選取福建霞浦主要產區海帶樣品，采用微波消解前處理，電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)同時測定海帶5種重金屬元素含量。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

美國CEM公司微波消解儀Mars 6 Xpress；美國安捷倫公司Agilent 7700x； 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司電子天平ME204E；高速粉碎機。Ni、Pb、Cd、Cu、Zn元素標準儲備液：質量濃度為1 000 μg·mL-1；內標儲備液(6Li、45Sc、72Ge、103Rh、115In、159Tb、175Lu、209Bi):質量濃度為100 μg·mL-1；硝酸：優級純。

1.2 樣品前處理

對海帶樣品進行必要的處理，除去海帶表面的鹽、沙子和其他的雜質，用高速粉碎機進行粉碎處理，稱取粉碎后的樣品約0.3 g于微波消解內罐中，加入10 mL硝酸，置于電熱板上90℃加熱1.0 h，冷卻后旋緊蓋放入微波消解儀，按照表1消解程序進行消解。消解結束待冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，后置于電熱板上100℃趕酸近干，待冷卻后，用去離子水多次洗滌，定容至50 mL，搖勻備用。同時做空白試驗。

表1 微波消解程序

1.3 儀器調諧

用質譜調諧液對ICP-MS進行調諧。優化儀器條件,選擇He模式(帶碰撞池)和HMI模式(耐高鹽),避免海帶樣品高鹽帶來的雙電荷干擾和基體效應等干擾。具體儀器工作參數如表2。

表2 ICP-MS工作參數

1.4 進樣處理

編輯測定方法及樣品序列，依次對背景空白、標準曲線、樣品空白和樣品溶液進行測定。搜集數據，選用國家標準物質GBW10023(紫菜)進行方法驗證。

2 結果與分析

2.1 標準曲線、相關系數及檢出限計算

結合海帶中各重金屬元素的含量，選用合適的濃度范圍繪制標準曲線,取樣品空白連續測量11次所得標準偏差的3倍計算各元素的檢出限,結果如表3所示。從表3可以看出，其線性相關系數R均大于0.999 0，檢出限DL均小于等于1.0 μg·L-1，線性相關系數高，檢出限低，靈敏度高，可以滿足日常海帶重金屬項目檢驗的要求。

表3 標準曲線、相關系數及檢出限

2.2 加標回收及精密度試驗

對加標海帶樣品數據進行處理，計算回收率、相對標準偏差(RSD)，結果如表4，其加標回收率92.0%～96.8%，RSD均小于5.0%，加標回收、精密度結果滿意。

表4 加標回收率及精密度(n=6)

2.3 標準物質的驗證分析

選用國家標準物質GBW10023(紫菜)來驗證方法的準確度。結果如表5：國家標準物質GBW10023(紫菜)的測定值均在標準值范圍內，表明測定結果準確度高。

2.4 實際樣品測定

按照上述方法,對采集的8批次海帶樣品進行Ni、Pb、Cd、Cu、Zn等5種重金屬元素含量進行測定，結果(表6)表明：霞浦東沖半島海域所取幾個養殖點的海帶產品5種重金屬含量無超標情況[7]。

表5 國家標準物質GBW10023(紫菜)測定結果 (單位：mg·kg-1)

表6 海帶樣品5種重金屬測定結果 (單位： mg·kg-1)

3 結論

采用微波消解前處理，電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)同時測定海帶5種重金屬元素含量，結果表明該方法具有分析速度快、操作簡單，靈敏度高、準確度和精密度高的優點，適用于海帶多種重金屬元素的測定。應用該方法對采集的8批次海帶樣品進行Ni、Pb、Cd、Cu、Zn等5種重金屬元素含量進行測定，結果顯示5種重金屬含量無超標情況。