微波消解ICPMS法测定海带5种重金属元素含量

陈苏鑫

(宁德市产品质量检验所， 福建 宁德 352100)

海带是一种在低温海水中生长的大型海生褐藻植物，中国北部沿海及浙江、福建沿海大量栽培，闽东沿海更是海带养殖的重要基地，产量和出口量均居国内前列。海带富含褐藻胶和碘质，可食用及提取碘、褐藻胶、甘露醇等工业原料，其叶状体可入药[1]。但其生长或养殖的水质环境若受到污染，海带会吸附有害重金属元素[2]，这些重金属元素随海带或食物链进入人体内，会转变成具有高毒性的化合物，而且重金属大多数具有蓄积性，半衰期较长，能产生急性和慢性毒性反应，还可能致畸、致癌和致突变的发生[3]。因此，对区域内海带产品的重金属含量进行监控很有意义和必要。

目前,重金属检测的前处理方法主要有干法灰化、湿法消解、微波消解等，检测方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等[4]。相对于其他方法，微波消解具有溶样时间短、消解能力强、空白值低、操作误差小等优点[5]，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)具有分析速度快、灵敏度和精密度高、检出限低、线性范围宽、干扰少且可同时测定多种元素等优点，两者都得到了广泛应用[6]。本研究选取福建霞浦主要产区海带样品，采用微波消解前处理，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定海带5种重金属元素含量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

美国CEM公司微波消解仪Mars 6 Xpress；美国安捷伦公司Agilent 7700x； 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司电子天平ME204E；高速粉碎机。Ni、Pb、Cd、Cu、Zn元素标准储备液：质量浓度为1 000 μg·mL-1；内标储备液(6Li、45Sc、72Ge、103Rh、115In、159Tb、175Lu、209Bi):质量浓度为100 μg·mL-1；硝酸：优级纯。

1.2 样品前处理

对海带样品进行必要的处理，除去海带表面的盐、沙子和其他的杂质，用高速粉碎机进行粉碎处理，称取粉碎后的样品约0.3 g于微波消解内罐中，加入10 mL硝酸，置于电热板上90℃加热1.0 h，冷却后旋紧盖放入微波消解仪，按照表1消解程序进行消解。消解结束待冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，后置于电热板上100℃赶酸近干，待冷却后，用去离子水多次洗涤，定容至50 mL，摇匀备用。同时做空白试验。

表1 微波消解程序

1.3 仪器调谐

用质谱调谐液对ICP-MS进行调谐。优化仪器条件,选择He模式(带碰撞池)和HMI模式(耐高盐),避免海带样品高盐带来的双电荷干扰和基体效应等干扰。具体仪器工作参数如表2。

表2 ICP-MS工作参数

1.4 进样处理

编辑测定方法及样品序列，依次对背景空白、标准曲线、样品空白和样品溶液进行测定。搜集数据，选用国家标准物质GBW10023(紫菜)进行方法验证。

2 结果与分析

2.1 标准曲线、相关系数及检出限计算

结合海带中各重金属元素的含量，选用合适的浓度范围绘制标准曲线,取样品空白连续测量11次所得标准偏差的3倍计算各元素的检出限,结果如表3所示。从表3可以看出，其线性相关系数R均大于0.999 0，检出限DL均小于等于1.0 μg·L-1，线性相关系数高，检出限低，灵敏度高，可以满足日常海带重金属项目检验的要求。

表3 标准曲线、相关系数及检出限

2.2 加标回收及精密度试验

对加标海带样品数据进行处理，计算回收率、相对标准偏差(RSD)，结果如表4，其加标回收率92.0%～96.8%，RSD均小于5.0%，加标回收、精密度结果满意。

表4 加标回收率及精密度(n=6)

2.3 标准物质的验证分析

选用国家标准物质GBW10023(紫菜)来验证方法的准确度。结果如表5：国家标准物质GBW10023(紫菜)的测定值均在标准值范围内，表明测定结果准确度高。

2.4 实际样品测定

按照上述方法,对采集的8批次海带样品进行Ni、Pb、Cd、Cu、Zn等5种重金属元素含量进行测定，结果(表6)表明：霞浦东冲半岛海域所取几个养殖点的海带产品5种重金属含量无超标情况[7]。

表5 国家标准物质GBW10023(紫菜)测定结果 (单位：mg·kg-1)

表6 海带样品5种重金属测定结果 (单位： mg·kg-1)

3 结论

采用微波消解前处理，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定海带5种重金属元素含量，结果表明该方法具有分析速度快、操作简单，灵敏度高、准确度和精密度高的优点，适用于海带多种重金属元素的测定。应用该方法对采集的8批次海带样品进行Ni、Pb、Cd、Cu、Zn等5种重金属元素含量进行测定，结果显示5种重金属含量无超标情况。