湛江常食用貝類中錳、鐵、鋅、銅四種元素的含量測定

楊桂珍，陳偉珍，勞小周，張華麗

（湛江師范學院化學科學與技術學院，廣東高校新材料工程技術開發中心，廣東湛江524048）

湛江常食用貝類中錳、鐵、鋅、銅四種元素的含量測定

楊桂珍，陳偉珍，勞小周，張華麗

（湛江師范學院化學科學與技術學院，廣東高校新材料工程技術開發中心，廣東湛江524048）

采用電感耦合等離子體原子發射光譜法測定湛江常食用貝類中錳、鐵、鋅和銅四種人體必需元素的含量，研究試樣溶解、酸度和儀器測定的最佳工作條件，建立了快速測定貝類中金屬元素含量的方法。在選定的實驗條件下，本法的檢出限在0.867μg/L～1.36μg/L之間，相對標準偏差（RSD）在4.6%～8.5%之間。應用本方法分析了扇貝國家一級標準物質（GSB-15），所得測定值與標準值相一致。實驗結果表明該法快速、穩定、準確、簡單。

食用貝類；ICP-AES；錳；鐵；鋅；銅；測定

湛江貝類資源豐富，其美味可口，富含錳、鐵、鋅、銅這四種人體必需的微量元素[1]，深受消費者的喜愛。若人體缺乏錳、鐵、鋅和銅微量元素，可通過食用貝類進行補充，達到人體所必需量，但因錳、鐵、鋅和銅亦是重金屬元素，而貝類有富集重金屬的能力，易受環境中重金屬污染，若食用富含超標重金屬的貝類，會嚴重影響人體的健康，所以貝類產品食用安全問題越來越受到消費者的高度關注。本實驗采用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）對湛江市區常食用五種貝類中錳、鐵、鋅和銅的含量進行檢測分析，用微波消解溶樣，時間短，試劑用量少，污染少，安全環保，避免了個別元素的揮發，實現多元素同時測定，方便，快捷，準確[2-4]。

1 材料與方法

1.1 主要儀器及試劑

WLY100-1型等離子體單道掃描光電直讀光譜儀（北京地質儀器廠）；WRT-A型微波樣品處理系統（北京美誠科貿集團）；硝酸、30%的過氧化氫（均為優級純）；實驗用水為三重蒸餾水；氬氣（純度99.999%）。生物成分分析標準物質GSB-15（扇貝，地球物理地球化學勘查研究所），錳、鐵、鋅和銅元素的標準貯備液：1 000μg/mL（國家標準物質研究中心）。

1.2 儀器工作參數

陽極電壓3000V；陽極電流0.7A；柵極電流140mA；冷卻氣流量11 L/min；輔助氣流量0.5 L/min；載氣壓力0.05MPa；積分時間0.2 s；溶液提升流量1.8mL/min；觀測高度：感應線圈上方10mm～12mm。

1.3 材料

采集于湛江市赤坎區北橋市場、光輝市場、南華市場、寸金市場中的新鮮扇貝、貽貝、牡蠣、花甲螺、帶子螺（以上貝類名稱多為俗名），用蒸餾水洗干凈，自然晾干后置于干燥箱中，于80℃烘干，用固體搗碎機將其磨碎，將打碎的樣品過60目篩子，去除粗糙部分，將所得樣品于干燥箱中80℃恒溫烘干至恒重，備用[5]。

扇貝標準物質于烘箱中80℃烘8 h后，取出放在干燥器中自然冷卻。備用。

1.4 樣品的消解及制備

準確稱量0.3 g（精確到0.000 1 g）樣品于微波消解罐中，加入10mL硝酸，浸泡過夜之后加入2mL 30%過氧化氫。對樣品進行消解。消解完全后自然冷卻到室溫，轉移到干凈的小燒杯中，在電爐上小火趕酸至溶液剩余1mL左右，轉移到25mL容量瓶，再加入1.25mL硝酸，用三重蒸餾水定容。實驗使用5%硝酸為酸介質。

1.5 各元素的線性回歸方程和相關系數

分取標準儲備液配制一系列標準工作溶液，硝酸介質為5%，各元素的線性回歸方程和相關系數見表1。

表1 各元素的線性回歸方程和相關系數（n=5）Tabel1 Regression equation and correlation coefficent of the elements（n=5）

由表1可見，線性回歸方程較好，相關系數在0.998 2～1.000 0之間。

2 結果與討論

2.1 消解液的選擇

本實驗采用HNO3—H2O2體系作消解液。選擇逐步增加壓力和時間的逐步加熱法消解樣品。通過使用不同的酸用量和不同的加熱時間和溫度，結果見表2。

表2 微波消解條件的選擇Tabel2 Selection of microwave digestion condition

結果表明加入10mL酸并浸泡過夜后再加入2mL過氧化氫，再采用工序80℃/12min；100℃/12min；120℃/10min進行消解的效果最好。

2.2 分析譜線的選擇

參考儀器軟件中現有的譜線庫和光譜干擾信息，根據待測元素含量高低和共存元素間譜線干擾情況，避開干擾線，初選2～3條分析譜線，依次對混合標準溶液掃描，根據計算機顯示的譜線圖、背景的強度值以及對標準物質測定結果的比較[6]，確定的分析譜線，各元素譜線見表1。

2.3 酸度對測定結果影響及方法的準確度

由于消解時加的酸量很大，而檢測所用的標準溶液的酸量為5%，此時待測液的酸度與標準液不同，必定會引起誤差。所以，本實驗在最佳的消解條件下消解扇貝標準物質（GSB-15）10份，其中5份分別轉移至25mL容量瓶，定容，作為標準物A（不趕酸溶液）；另5份分別轉移至燒杯里，用水浴加熱，把大量酸趕走，蒸發至約1mL，冷卻后將其轉移至25mL容量瓶中，加入1.25mL濃HNO3使其酸度為5%，用三重蒸餾水定容，作為標準物B（趕酸溶液）。分別測定幾種元素的含量，取其平均值，結果如表3所示。

表3 扇貝標準樣品的分析結果（n=5）Tabel3 Results of scallop standared（n=5）

結果顯示，標準物A所測Mn、Fe、Zn和Cu的值均偏低，因為消解時加的酸量很大，并且消解過程中產生的部分NO2又會溶于消解液中，所以溶液的酸度比混合標準液的酸度高，溶液的酸度過高會使其黏度增大，由于氣動霧化器的氣隙（玻璃同心霧化器）及進樣管都很小，對試樣的黏度變化都很敏感，黏度稍大的溶液進樣很困難，甚至霧化不完全，從而使得測定結果偏低[7]。然而標準物B趕酸溶液所測得的Mn、Fe、Zn、Cu值都在標示值（用同種方法測得）范圍內，準確度較高，所以在測定樣品之前先把多余的酸趕走。

2.4 方法精密度和檢出限的測定

準確稱量0.3g（精確到0.000 1g）牡蠣樣品6份，按“1.3.2”的步驟進行消解、測定，求出精密度（RSD%），結果分別為Mn：4.6%；Fe：8.2%；Zn：5.0%；Cu：8.5%。

本法選用濃度為0.10mg/L錳、鐵、鋅、銅4種元素的混合標準溶液來測檢出限（濃度C一般大于估計檢出限的100倍），準確掃描每條譜線，作譜圖分析，求出3次掃描的平均能量值I，然后連續12次掃描0.10 mg/L混合標準溶液，求出標準偏差δ的值，用公式：DL=3δC/I，求出檢出限DL。此過程是由儀器軟件系統自動完成并計算檢出限的值。結果分別為Mn：1.36μg/L；Fe：0.867μg/L；Zn：1.06μg/L；Cu：0.948μg/L。

相對標準偏差（RSD）在4.6%～8.5%之間，檢出限在0.867μg/L～1.36μg/L之間，結果令人滿意。

2.5 樣品的測定

將消解好的樣品在選定的儀器工作條件下，測定樣品中Mn、Fe、Zn和Cu的含量，所測結果見表4。

表4 各種貝類中M n、Fe、Zn和Cu含量測定的結果（干重，m g/kg）Tabel4 Determination results of Mn，Fe，Zn and Cu elements in shellfish（dry weight，mg/kg）

由表4可見，Mn的含量范圍在9.41mg/kg～66mg/kg之間，Fe的含量范圍在364mg/kg～875mg/kg之間，Zn的含量范圍在64.7mg/kg～617mg/kg之間，Cu的含量范圍在33.2mg/kg～187mg/kg之間。表明不同貝類中重金屬的含量不同，同種貝類中不同元素的含量相差比較大，實驗所用的貝類中含有較高的人體所需的微量元素，其中鐵的含量比其他元素高，扇貝和牡蠣中鋅的含量較高，牡蠣中四種元素含量都比較高，不同貝類之間重金屬含量存在明顯差異，因此食用貝類時可根據不同貝類含微量元素的多少不同進行選擇。

3 結論

采用微波消解ICP-AES聯用同時快速測定湛江市售常食用五種貝類中錳、鐵、鋅和銅四種元素含量，在樣品消解完后，把多余的酸趕走，這樣能大大提高準確度。該法簡便快速，微波消解完全、消解時間短；ICP-AES可同時測定多種元素，靈敏度好、準確度高。適用于貝類中的重金屬元素含量的測定，為消費者食用安全提供保障，也為營養學和藥理學提供有益的參考。

[1]中國營養學會.中國居民膳食營養素參考攝入值[M].北京:輕工業出版社,2000:15

[2]孫勇,張金平,楊剛,等.微波消解2ICP2AES法測定玉米芯中的微量元素含量[J].光譜學與光譜分析,2007,27(7):1424-1427

[3]羅倩華,王克娟.微波消解-電感耦合等離子體原子發射光譜法測定硼鐵中硼[J].冶金分析,2007,27(8):35-38

[4]胡曉靜,殷國建,張建華,等.微波消解-電感耦合等離子體原子發射光譜法測定鋅精礦中有害金屬元素[J].冶金分析,2007,27 (3):48-50

[5]王學峰,馮穎駿,林海.新鄉市部分市售蔬菜中重金屬污染狀況與質量評價[J].海南師范大學學報:自然科學版:2006,34(3):120-123

[6]楊麗君,劉敏,賈樹松.微波消解與ICP-AES聯用測定果汁中8種元素[J].預防醫學論壇,2007,13(9):823-825

[7]辛仁軒.等離子體發射光譜分析[M].北京:化學工業出版社,2004: 417-418

Determination of Manganese，Iron，Zinc and Copper Elements in Edible Shellfish in Zhanjiang

YANG Gui-zhen，CHEN Wei-zhen，LAO Xiao-zhou，ZHANG Hua-li
（Development Center for New Materials Engineering and Technology in Universities of Guangdong，Chemistry Science and Technology school，Zhanjiang Normal University，Zhanjiang524048，Guangdong，China）

The four microelements including Mn，Fe，Zn，and Cu in edible shellfish in Zhanjiang were analyzed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-AES）.It was explored digestion condition，acidity condition and the best equipment working conditions for rapid determination method of trace elements in edible shellfish.In the selected experimental conditions，the detection limits was0.867μg/L to 1.36μg/L，and the relative standard deviation（RSD）was4.6%to 8.5%.The determination results of four elements in scallop standard（GSB-15）were in agreement with the standard.This method is rapid，steady，accurate and simple.

edible shellfish；ICP-AES；Manganese；Iron；Zinc；Copper；determination

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.010.027

2012-11-06

楊桂珍（1979—），女（漢），碩士，主要從事分析方法與技術研究。