微波消解—ICP—MS法測定畜禽產品中鉛、鎘的含量

卜澤明等

摘要：利用電感耦合等離子體質譜儀法測定畜禽產品中鉛、鎘的含量，同時采用國標原子吸收分光光度計石墨爐法進行驗證。實驗結果顯示，兩種方法檢測結果無顯著性差異（P>0.05）。電感耦合等離子體質譜儀法測定鉛元素校正曲線的相關系數r為0.9995，檢出限為0.2ng/mL，加標回收率在102.8%-106.0%之間；測定鎘元素校正曲線的相關系數r為0.9998，檢出限為0.1ng/mL，回收率為98.5%-100.6%。實驗結果表明，電感耦合等離子體質譜儀法具有簡單、快速、低檢出限、同時檢測多元素等優點，適用于畜禽產品中鉛、鎘重金屬含量的快速測定。

關鍵詞：畜禽產品；鉛；鎘；含量；測定

中圖分類號：TS207.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-4374（2015）04-0054-03

Determination of the trace elements content of lead， cadmium in livestock and poultry products by microwave sample digestion and inductively coupledplasma-mass spectrometry（ICP-MS）

Bu Ze-ming et al

（Veterinary Drug Supervision Institution of Guangxi Zhuang Autonomous Region， Nanning， Guangxi 530001， China）

Abstract： The trace elements content of lead， cadmium in livestock and poultry products are determined by inductively coupledplasma-mass spectrometry（ICP-MS）， while proof of applying national standard method of graphite furnace atomic absorption spectrophotometer at the same time， the results show that there is no significant difference between the two methods （P>0.05）. In this method， the determination of correlation coefficient r in lead element calibration curve is 0.9995， detection limit 0.2ng/mL， recovery rate between 102.8% -106.0%；The determination of correlation coefficient r in calibration curve is 0.9998， detection limit 0.1ng/mL， recovery rate between 98.5% and 100.6%. The experimental results show that the method is suitable for rapid determination of trace elements content of lead， cadmium in livestock and poultry products with the advantages of simple， fast， low detection limit， and simultaneous detection of many elements.

Key words： Inductively coupledplasma-mass spectrometry（ICP-MS）； livestock and poultry products； lead and cadmium

隨著社會工業的高速發展，采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬超標制品等人為因素造成了嚴重的重金屬污染。重金屬污染，不僅僅威脅著化工廠周邊的生態，這個“隱形殺手”在不知不覺中侵蝕著人類的軀體。人類及其后代，正在承受犧牲環境、盲目發展經濟帶來的嚴重后果。重金屬污染物具有隱蔽性、長期性和積累性等特性。它們與有機污染物不同，微生物難于使之分解消除，經過“蝦吃浮游生物，小魚吃蝦，大魚吃小魚”的水中食物鏈被富集，濃度逐級加大。而人正處于食物鏈的終端，通過食物或飲水，將重金屬攝入人體，這些重金屬不易排泄，將會在人體內積蓄，引起慢性中毒[1]。

畜禽產品占據當今人類食物的大部分比例，嚴格控制畜禽產品中重金屬含量，將有效地預防控制“骨痛病[2]”、兒童血鉛中毒[3]等公害事件的發生。

目前檢測畜禽產品中鉛、鎘含量的方法分別是GB/T 5009.15-2003和GB/T 5009.12-2003，由于不能同時檢測多種元素，耗時較長。本實驗建立了微波消解法作為樣品前處理、ICP-MS同時測定畜禽產品中鉛、鎘含量的方法，該方法快速準確，與現有測定方法比較結果無顯著差異。

1 儀器與試劑

1.1 試驗儀器

電感耦合等離子體質譜儀（美國PE-300X）；原子吸收分光光度計（美國PE-900T）；超純水系統（Millipore）；微波消解儀（奧普勒MD8H）；電子天平（賽多利斯SQP）。

1.2 試劑

（1）實驗用水符合GB 6682分析實驗室用水規格和試驗方法要求的二級水或以上；

（2）硝酸，30%過氧化氫等實驗中所用各種酸及試劑均為優級純；

（3）鉛單元素溶液標準物質（1000？滋g/mL）、鎘單元素溶液標準物質（1000？滋g/mL）由中國計量科學研究院提供；

（4）內標液（Bi、In），以2%HNO3溶液做介質，配制成溶液濃度為10ng/mL；

（5）調諧液1ug/L（Be，Ce，Fe，In，Li，Mg，Pb，U）。

1.3 實驗器皿

實驗所有玻璃器皿均用10%硝酸浸泡過夜并用超純水沖洗干凈備用。

2 方法與結果

2.1 標準溶液的制備

2.1.1 鉛鎘混合標準儲備液的配置 分別精密吸取鉛鎘標準溶液1mL，置于100mL容量瓶中，用2%硝酸稀釋定容，搖勻，即鉛鎘混合標準儲備液（10ug/mL）；從鉛鎘混合標準儲備液（10ug/mL）中精密吸取1mL，置于100mL容量瓶中，用2%硝酸稀釋定容，搖勻，即鉛鎘混合標準儲備液（100ng/mL）。

2.1.2 鉛鎘混合系列標準工作液的配置 分別精密吸取鉛鎘混合標準儲備液（100ng/mL）0.00、5.00、10.00、20.00、50.00mL置于100mL容量瓶中，用2%硝酸稀釋定容，搖勻，配制成相應元素質量濃度的鉛鎘標準工作溶液：0.00、5.00、10.00、20.00、50.00ng/mL。

2.2 樣品測試溶液的制備

稱取樣品0.5000-1.0000g，置于聚四氟乙烯消解罐內，加硝酸5mL、雙氧水2mL，裝進外罐并蓋上消解罐蓋，置于微波消解爐內，按程序（見表1）進行消解反應。消解完全后，冷卻至室溫，取出消解內罐置電熱板上緩緩加熱至紅棕色蒸氣揮盡，用超純水轉移至25mL容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻，即得，同法制備試劑空白。

2.3 儀器設置及測試

建立儀器方法條件，選擇反應模式，用調諧液調節儀器性能狀態（見表2），在最佳儀器條件下進行分析，將標準系列和空白及樣品溶液分別上ICP-MS儀器測試，儀器軟件自動繪制工作曲線（見表3）并計算結果。

2.4 檢出限和精密度實驗

按2%硝酸溶液作為試劑空白重復測定11次，所得到標準偏差的3倍來確定鉛、鎘元素的檢出限，鉛的檢出限為0.2ng/mL，鎘的檢出限為0.1ng/mL。選用7份平行樣做精密度實驗，實驗結果見表4。試驗結果標明，該方法滿足對畜禽產品中鉛、鎘痕量的測定要求。

2.5 樣品加標回收率實驗

為了進一步驗證實驗方法的準確性，對3份樣品進行加標回收實驗。稱取0.5000g的3份樣品（精確至0.0001），一份不加標，另外兩份分別加入20ng/mL、50ng/mL的標準工作液1.0mL。按照樣品處理方法處理后，上機測試并計算加標回收率（見表5）。加標回收率試驗結果表明本次分析方法和系統準確度可靠。

2.6 方法準確度實驗

為了驗證ICP-MS法的準確性，采用現行的國家標準方法石墨爐原子吸收分光光度法進行比對驗證。對低、中、高三種不同濃度的樣品進行檢測（見表6）。結果表明兩種方法結果無顯著性差異（P>0.05）。

3 討論

本法采用微波消解法處理樣品，效率上優于干法，而且微波消解是密閉系統，能有效防止易揮發性成分的損失，但不可避免的是消化樣品量小的不足。

ICP-MS法與原子吸收光譜、原子熒光光譜、電感耦合等離子體原子發射光譜相比，ICP-MS具有靈敏度更高、檢出限更低、動態線性范圍更寬、分析速度更快、應用范圍更寬、干擾少、以及多元素同時檢測等綜合優勢[4]。目前ICP-MS技術已被廣泛應用于環境、半導體、醫學、生物、冶金、石油、核材料分析等領域，本實驗方法的建立，為畜禽產品中鉛、鎘含量的快速準確地測定提供一定的實驗數據。

4 結論

本方法采用微波消解法前處理樣品，獲得最真實的樣品試液，再結合ICP-MS高靈敏度、低檢出限、快分析速度及多元素同時檢測等優點，可以得到理想的實驗結果。結果表明，本實驗建立的方法具有簡單、快速、低檢出限、同時檢測多元素等優點，適用于畜禽產品中鉛、鎘重金屬含量的快速測定。

參考文獻：

[1] 徐祖玉.化學教學與生活實踐[J].讀寫算（教學教育研究），2013，19：110.

[2] 姚正堂，劉秋，靜曹軍，等.原子吸收法測定奶粉中鎘[J].健康必讀雜志，2011，5（5）：225.

[3] 賈希華，李艷琴，等.兒童血鉛檢測960例結果分析[J].航空航天醫學雜志，2013，24（3）：347-348.

[4] 黎強科.ICP-MS在分析領域中的應用現狀及未來發展展望[J].廣東化工，2014，41（10）：97.