摘要：快速準確測定蔬菜中重金屬對保障和提高食品質量安全具有重要意義。樣品通過濃硝酸處理樣品，采用優(yōu)化后的微波消解條件，以 Ge(72)、Rh(103)、Re(185)元素作為內(nèi)標物消除基質干擾，采用電感耦合等離子體質譜法在 He 氣模式的碰撞模式(KED)下對蔬菜中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳這 8 種重金屬元素的含量進行測定。結果表明在優(yōu)化的實驗條件下，標準曲線的相關系數(shù)均不小于 0.999，檢出限為 0.0001~0.08 μg/g。實驗中對圓白菜成分分析標準物質 GBW10014a 中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳平行測定6 次，各元素檢測值均落在標準物質推薦值范圍內(nèi)，且 6 次平行檢測相對標準偏差(RSD)均在 8%以內(nèi)。對GBW10014a 的 8 種元素三水平加標實驗中，各元素的加標回收率均在 90.0%~110%。結果表明，采用建立實驗方法對蔬菜中重金屬進行檢測，能滿足定量準確、快速高通的分析檢測要求。

前言：

湖南省是我國重要的有色金屬之鄉(xiāng)，分布著大量的優(yōu)質鉛鋅礦、銅鋅礦等重金屬礦。但在礦產(chǎn)資源開采、加工和冶煉過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、廢水等的排放，也容易導致礦區(qū)水資源或多或少受到污染，從而造成河流水質的污染。若使用了被污染的水灌溉農(nóng)田，植物在生長過程中對重金屬的吸附和富集，加上超標使用肥料農(nóng)藥等，蕞鍾很容易造成蔬菜中重金屬的超標。而由于重金屬在人體中代謝很慢，并且容易富集，對人體危害極大。因此對蔬菜重金屬含量的高通檢測技術的建立對保障農(nóng)產(chǎn)品的質量及安全有著重要的意義。

目前，蔬菜中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳等重金屬的檢測方法主要采用國家食品安全標準“GB 5009.12—2017”“GB 5009.11—2014”“GB 5009.268—2016”等，其中主要涉及到的方法有電感耦合等離子體質譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、原子吸收光譜和原子熒光光譜法等。對比不同的檢測方法，石墨爐原子吸收光譜法和原子熒光光譜法受載氣、樣品酸度、樣品基質等影響較大，光譜干擾嚴重，且空心陰極燈的穩(wěn)定性較差，壽命有限，一次只能檢測一種元素，無法實現(xiàn)多種元素同時檢測。另外原子熒光光譜法在進行大量樣品檢測時熒光值容易出現(xiàn)漂移的現(xiàn)象，同時電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在檢測鉛、砷等含量較低的產(chǎn)品時光譜干擾較大。而電感耦合等離子體質譜法在檢測食品中重金屬含量的應用上體現(xiàn)了更多的優(yōu)勢，其靈敏度高(檢出限可達ppt級)、線性范圍寬、精密度高、抗干擾能力強(配合質譜、專屬性強)，光譜干擾少，也可以實現(xiàn)多種元素同時快速分析，大大提高了分析效率。因此，本研究選擇采用電感耦合等離子體質譜法來對蔬菜中重金屬進行檢測。

微波消解法作為一種熱門技術廣泛應用于食品、環(huán)境等領域，它利用分子之間的極化效應和離子的導電效應，使得樣品升溫同時外層持續(xù)破裂，在高壓密閉條件下，樣品在酸性介質中被消解完全。相較于濕法消解、灰化干法消解來說，微波消解技術具有快速、完全、揮發(fā)性元素損失小、試劑消耗少同時空白低等顯著特點。

本文以食用農(nóng)產(chǎn)品中多種蔬菜為研究對象，采用微波消解法對樣品進行前處理，通過優(yōu)化儀器參數(shù)，對蔬菜中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳等八種重金屬同時檢測，力爭為掌握市售蔬菜中重金屬污染情況和對蔬菜中多種重金屬污染的風險防控提供技術支撐。

試劑與儀器

鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳單元素標準溶液質量濃度分別為1000mg/L；

鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳混合標準工作溶液，5%HNO3溶液介質，由各單元素標準溶液稀釋混合成所需的質量濃度的工作溶液；

Ge(72)、Rh(103)、Re(185)內(nèi)標溶液，質量濃度為1000mg/L；

ICP-MS調(diào)諧液(Ce、Co、Li、Tl、Y)質量濃度為10μg/mL；

質控樣大米粉 GBW(E)100358；

質控樣圓白菜 GBW10014a；

質控樣豬肝 GBW10051；

優(yōu)級純硝酸；

優(yōu)級純高氯酸；

所用水為 GB/T 6682—2008 規(guī)定的一級水；

99.99%高純液氬、氦氣。

電感耦合等離子體質譜儀；

微波消解系統(tǒng)；

石墨消解儀；

超純水處理系統(tǒng)；

電子分析天平；

混合研磨儀。

樣品前處理

蔬菜中含有較多的纖維組織以及有機物質，因此樣品的前處理消解對元素分析的結果有重要影響。蔬菜取可食部位1.0kg，用超純水洗凈后自然晾干，切碎打成勻漿，儲于潔凈的塑料瓶中，冰箱冷凍保存。實驗時準確稱取試樣 1 g(精確到 0.001 g)于聚四氟消解管中，分別加入 5 mL 濃硝酸，蓋上旋塞。次日放入微波消解系統(tǒng)進行消解，消解程序見表 1。消解完畢冷卻后取出開蓋進行趕酸，至溶液剩余 1.0 mL 左右，取出冷卻后用超純水轉移并定容至 25 mL，搖勻待測。同時隨同全過程做空白實驗。

儀器參數(shù)優(yōu)化

ICP-MS開啟高純氦氣流吹掃碰撞反應池和霧化器15min，點火后采用 1%HNO3溶液沖洗10min，穩(wěn)定一段時間后采用調(diào)諧液進行調(diào)諧，通過后可開啟分析序列。表2為 ICP-MS主要的工作參數(shù)。

標準溶液及內(nèi)標溶液配制

分別移取適量的鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳單元素標準儲備溶液，用 5%硝酸溶液進行逐級稀釋，按照表 3 所示濃度進行配制。以 Ge(72)、Rh(103)、Re(185)作為內(nèi)標，內(nèi)標混合溶液濃度為 100 ng/mL，介質為 5%硝酸溶液。

微波消解條件優(yōu)化

采取微波消解方式對標準物質大米粉 GBW(E)100358 進行消解。實驗中準確稱取 0.5g(精確至 0.001 g)樣品于消解管中，分別加入 2、3、4、5mL硝酸，旋緊蓋塞，次日放入微波消解爐體中，于190℃條件下分別消解 0.5、0.75、1、1.5 h。取出趕酸后在儀器最佳條件下測定，2 種標準物質的測定結果見表 3。其中樣品不同加酸量在消解 0.5h和 0.75h后的消解液均有不同程度的混濁，消解不完全易導致結果不準確，并且沉淀物容易導致進樣系統(tǒng)堵塞，因此應適當延長消解時間；而加酸量過少，如 2、3mL硝酸時，容易因樣品未完全浸沒而導致消解效果不佳，因此應該適當增加硝酸的體積。綜合考慮，選取加入5mL硝酸在190℃加熱消解 1h為最優(yōu)消解條件。

ICP-MS 干擾及消除選擇

ICP-MS的干擾一般有質譜干擾及非質譜干擾兩種。質譜干擾主要包括同質異位素的重疊產(chǎn)生的干擾、基質干擾、雙電荷原子離子、金屬氧化物離子、多原子離子的質量數(shù)干擾等，方法中主要采取盡量選擇無相同質量數(shù)的或豐度高的同位素以及采用 KED(碰撞模式)、數(shù)學校正等方法來排除此類干擾。本實驗中采用KED 模式下利用碰撞/反應池中氦氣和面積大的多原子離子發(fā)生碰撞，可以大幅降低多原子離子的動能，再用適當?shù)慕刂闺妷嚎刂破湓谂鲎卜磻貎?nèi)，從而實現(xiàn)干擾的排除。

而對于非質譜干擾則主要體現(xiàn)在環(huán)境影響以及儀器硬件，例如采樣錐、截取錐口積鹽等導致的信號漂移，以及樣品中可能導致待測元素信號增強或抑制等的漂移，或者是霧化器的霧化效率的變化以及電離效應等因素。對于非質譜干擾的消除則通常采用內(nèi)標元素來校正儀器動態(tài)響應值的波動，以保證結果的準確性。而內(nèi)標元素的選擇通常選取性質比較穩(wěn)定、與  待測元素電離能相近和質量數(shù)相近的、豐度大且干擾小的元素。

采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法對蔬菜中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳的含量的測定方法，高效、快捷、穩(wěn)定性好、準確度高、精密度好。用該方法測定了大米、圓白菜質控樣品中的重金屬元素，結果在質控樣品推薦范圍之內(nèi)，回收率良好。同時應用該方法對市售的西紅柿、辣椒、芹菜、上海青、土豆、缸豆 6 種蔬菜中的 8 種重金屬含量測定，快速便捷，適用于對蔬菜中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅、錳、鎳元素的批量快速檢測。

儀器參數(shù)

ICP-MS6880電感耦合等離子體質譜儀

1.產(chǎn)品介紹
電感耦合等離子體質譜儀 (簡稱ICP-MS），是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新的微量、痕量和超痕量元素分析技術。ICP-MS可測定元素周期表中大部分元素，且具有極低的檢出限、極寬的動態(tài)線性范圍、譜線簡單、干擾少、精密度高、分析速度快等性能優(yōu)勢。
2.性能特點
◇ 集成氣路模塊，減少氣路接頭，輕量化、模塊化，保障儀器便于移動工作
◇自主研發(fā)的固態(tài)電源可以保證儀器在多種模式（如常規(guī)模式、冷等離子體模式）下運行，并且在同一方法中允許運行多種模式，節(jié)約大量分析時間及方便研究。
◇ 采用主流化市場設計，為用戶特別是第三方檢測用戶大大節(jié)省了儀器占用空間，也為未來實現(xiàn)車載應用，增加了可能性。
◇中英文快速切換軟件界面，“一鍵式”參數(shù)設置直觀快捷，提高了用戶的工作效率，也提供自動控制儀器及其附件的能力，丸渼適應Windows 專業(yè)操作系統(tǒng)
3.應用領域
高校、質檢中心、環(huán)境監(jiān)測站、企業(yè)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、地質地礦、 環(huán)境保護、地質冶金、電子電器、食品安全、化工制藥等。

關于我們

上海美析儀器公司簡介

上海美析儀器有限公司(以下簡稱美析)，是一家具有自主知識產(chǎn)權的高新技術企業(yè)，美析的創(chuàng)業(yè)理念“科技——因你改變”，并以此為企業(yè)宗旨，不斷探究、果敢創(chuàng)新。特別是在分析測試儀器領域，不斷開發(fā)出先進的產(chǎn)品，使美析成為優(yōu)質儀器資源的供應者。