ICP-MS法對陶瓷酒瓶19種金屬溶出量的檢測

魏金萍，安明哲，李秋濤，謝正敏，李楊華，李茂春，張　倩

（五糧液股份公司技術研究中心，四川宜賓644007）

ICP-MS法對陶瓷酒瓶19種金屬溶出量的檢測

魏金萍，安明哲，李秋濤，謝正敏，李楊華，李茂春，張倩

（五糧液股份公司技術研究中心，四川宜賓644007）

研究了在國標GB/T 3534—2002日用陶瓷器鉛、鎘溶出量測定方法的基礎上，應用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）測定陶瓷酒瓶中金屬溶出的檢測方法。在優化條件下，以Rh（103）和Tl（205）為內標，檢測金屬的線性相關系數均大于0.999，檢出限在0.002～0.88 μg/L。將該方法用于陶瓷酒瓶溶出液的測定，其相對標準偏差（RSD）為0.735%～8.810%，加標回收率為91.90%～110.7%。使用該方法簡單、快捷、準確，可以獲得滿意結果。

電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）； 陶瓷酒瓶； 金屬元素

瓷器是中國古代人民的偉大發明，是中華民族對人類文明的杰出貢獻，在現代，陶瓷器皿也活躍于人們生活的方方面面，如陶瓷鍋具、碗碟、茶具、酒具等。但是，陶瓷表面上的彩釉卻有可能成為健康殺手。鎘、鉛都是重金屬，鎘和鉛會引起人體肝臟或其他內臟中毒，砷、鋁、鉻等重金屬在人體內的富集也會對人體產生很大的副作用［1］。使用不合格的陶瓷產品時，這些有害物質會溶出，隨著食物進入人體，時間一長，會引起慢性中毒。同時，制作陶瓷的黏土也很重要，劣質的黏土含微生物和有害物質較多，即使不上彩釉也會損害人體健康。因此陶瓷產品的質量成為了大家關注的熱點［2］。在白酒行業，用陶瓷器具貯存白酒，是千百年來的傳統工藝，陶瓷器具的質量優劣，成為了影響白酒質量的重要因素之一。目前，針對陶瓷酒瓶中金屬元素的檢測，通常采用的檢測方法為原子吸收分光光度法［3-4］，其只能單元素檢測，且檢測耗時長，方法繁瑣。而電感耦合等離子體質譜，具有靈敏度高，檢出限低，線性范圍寬，多元素同時掃描等優點，廣泛應用于眾多金屬檢測領域［5］。但是，ICP-MS法同時測定日用陶瓷器具中的金屬元素，未見報道。本研究通過實驗研究，采用國家標準GB/T 3534—2002日用陶瓷器鉛鎘溶出量的檢測方法處理樣品后，用ICP-MS對其中的Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb進行了測定，適用于日用陶瓷器溶出液的檢測。

1　材料、儀器與試劑

1.1材料

樣品：市售陶瓷酒瓶若干。

儀器設備：美國Thermo fisher公司X-Series2系列ICP-MS電感耦合等離子體質譜儀，美國Millipore公司/ Mili-Q超純水處理機，美國PE-900Z石墨爐原子吸收光譜儀。

試劑：1000 mg/L的Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb、Rh、Tl標準儲備液，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；標準調諧液Tune A，Thermo-Fisher公司；冰醋酸分析純，重慶川東化工有限公司；硝酸為重蒸硝酸，Sigma-Aldrich公司，鹽酸為分析純重蒸后使用，西隴化工股份有限公司；實驗用水均為超純水。

表1　ICP-MS儀器工作條件

本實驗所用全部器具在使用前都經過10%的硝酸浸泡24 h以上，依次用去離子水和超純水沖洗備用。

1.2ICP-MS工作參數條件

應用美國Thermo fisher公司X-Series2系列ICPMS電感耦合等離子體質譜儀進行測定，其工作參數見表1。

1.3樣品制備

用弱堿性洗滌劑將酒瓶洗滌干凈，然后用自來水反復沖洗，再用蒸餾水和超純水漂洗干凈，晾干備用。

距制品口沿（沿試樣表明測量）5 mm內有裝飾顏色或容積小于20 mL的試樣，用4%的乙酸溶液注至溢出口沿，其余制品注至離口沿5 mm處。

在22℃±2℃的室溫條件下，浸泡24 h±20 min，用塑料膜將試樣遮蓋，以防溶液揮發，浸泡時避免光照。用玻璃棒將萃取液攪勻，然后將混勻后的萃取液移入容器中保存，待測［4］。

1.4實驗方法

用調諧液調諧儀器參數至最佳條件，采用5 ppb的Rh和Tl作為內標，分別對各元素的混合標準溶液在其最佳檢測模式下進行定量檢測。由于不同的檢測模式對不同的金屬的檢出限和抗干擾能力是不同的，所以不同的金屬均選用其最優的檢測模式進行檢測。其中，Ti、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb采用標準模式進行檢測，Na、Mg、Al、K、Ca、Fe這些易電離元素采用冷焰模式進行檢測，由于Ar-C雙原子對Cr52存在雙原子干擾，所以采用碰撞反應池CCT模式進行檢測，有效避免溶液中的有機物對檢測的干擾。

2　結果與討論

2.1線性方程、相關系數和檢出限

分別對含各元素的混合標準溶液進行測定，標準曲線的線性方程、相關系數和定量檢出限（10σ）結果見表2。由表2結果可知，19種金屬元素標準曲線線性良好，線性相關系數均大于0.999，各元素檢出限符合實際樣品分析要求。

表2　ICP-MS測定各元素的線性回歸方程、相關系數和檢出限

2.2精密度實驗

對樣品中19種金屬元素含量測定6次，其相對標準偏差為0.735%～8.810%，滿足實際樣品檢測要求。結果見表3。

2.3準確度實驗

為了研究本方法的準確度，采用標準加入法，在已測定含量的樣品溶液中加入標準溶液，測定樣品的回收率，加標回收率為91.90%～110.7%，表明該方法的加標回收率符合要求，結果見表4。

2.4ICP-MS法與原子吸收光譜法檢測結果的對比

對同一處理好的樣品，在儀器優化好的參數條件下，采用原子吸收光譜法和ICP-MS法2種不同的檢測方法檢測溶出液中Cd、Pb的濃度，檢測結果見表5。ICP-MS法的最低檢出限比原子吸收光譜法要低得多，樣品中Cd濃度低于原子吸收檢出限，檢測不出，而用ICP-MS卻能檢測。表明在測定痕量金屬過程中，ICP-MS法具有明顯的優勢。2種方法的檢測濃度和樣品加標回收率表明，ICP-MS法完全可以取代傳統的原子吸收光譜法進行檢測。

表3　精密度實驗結果

表4　加標回收率實驗結果

2.5實際樣品的測定

按照本方法對3種不同的陶瓷酒瓶按照國家標準處理方法處理后進行測定，測定結果滿足要求，表明該方法可以較好地應用于陶瓷酒瓶溶出液中金屬元素含量分析。測定結果見表6。

表5　ICP-MS法與原子吸收光譜法檢測的對比

表6　樣品分析測定結果

3　結論

采用ICP-MS法對陶瓷酒瓶溶出液中的Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb做了測定，測定出各元素的檢出限和測定時的相對標準偏差（RSD）0.735%～8.810%，加標回收率為

91.90%～110.7%，結果令人滿意，與國標中的原子吸收分光光度法相比，電感耦合等離子體質譜法具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、多元素同時掃描等優點，具有廣闊的應用前景。

［1］馬棟，沈敏，卓先義，等.血液中Cr、Cd、As、Tl和Pb的電感耦合等離子體質譜分析［J］.法醫學雜志，2009，25（1）：37-39.

［2］劉華蘭，陳再輝，等.淺談日用陶瓷重金屬的危害源及控制［J］.中國陶瓷工業，2014，21（4）：28-31.

［3］全國日用陶瓷標準化技術委員會.陶瓷酒瓶：QB/T 4254—2011［S］.北京：中國輕工業出版社，2012.

［4］中國輕工業聯合會.日用陶瓷器鉛、鎘溶出量的測定方法：GB/T 3534—2002［S］.北京：中國標準出版社，2004.

［5］陳杭亭，曹淑琴，曾憲津.電感耦合等離子體質譜方法在生物樣品分析中的應用［J］.分析化學，2001，5（29）：592-600.

Determination of 19 Metal Elements Released from Ceramic Bottle by ICP-MS

WEI Jinping，AN Mingzhe，LI Qiutao，XIE Zhengmin，LI Yanghua，LI Maochun and ZHANG Qian
（Technical Research Center of Wuliangye Co.Ltd.，Yibin，Sichuan 644007，China）

A method for the determination of metal elements released from ceramic bottle by inductively coupled plasma mass spectrometry had been developed on the basis of national standard GB/T 3534—2002 Standard Testing Methods for Lead and Cadmium released from Domestic Ceramic.Under the optimized conditions，Rh（103）and Tl（205）were used as the internal standards，the linear correlation coefficients of the standard curve were more than 0.999，and the detection limits were between 0.002～0.88 μg/L.The ceramic bottle extracts were detected by this method，the relative standard deviation（RSD）of the metal elements were in the range of 0.735%～8.810%，and the recoveries of samples were between 91.90%～110.7%.Such method was simple，rapid and reliable and the results were satisfactory.

inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）；ceramic bottle；metal elements

TS262.3；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2016）09-0110-03

10.13746/j.njkj.2016025

2016-01-20；

2016-03-18

魏金萍（1983-），四川宜賓人，碩士。

優先數字出版時間：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1622.022.html。