土壤健康體檢方案——無機污染物檢測
鋼研納克 2017-08-15
土壤是人們賴以生存的重要自然資源，土壤的安全問題直接影響著糧食安全。鋼研納克采用Plasma MS 300型電感耦合等離子體質譜儀，建立起了土壤健康體檢方案。該方案選用內標法克服土壤基體效應，通過碰撞池來消除多原子離子干擾，建立起對土壤中Be、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sb、Tl、Pb等14種元素的檢測分析方法。該方法簡單快速，準確度高，重現性好，適用于土壤中無機污染物的檢測。
1.實驗過程
1.1 儀器
圖1 Plasma MS300型電感耦合等離子體質譜儀
1.2 技術亮點
內標法校正復雜土壤基體，降低信號漂移
碰撞池去除多原子離子干擾，提高準確度
1.3 實驗樣品
土壤成分分析標準物質：GBW07404(GSS-4)，GBW07405(GSS-5)。
1.4 樣品處理
稱取一定量土壤標樣于微波消解罐中，使用硝酸、氫氟酸、雙氧水消解后，將溶液轉移至聚四氟乙烯燒杯中加入高氯酸趕酸，用稀硝酸溶解鹽類并轉移至50ml塑料容量瓶，加入內標，定容搖勻。待分析。
土壤測試過程中，待測元素受干擾較為嚴重。例如75As受40Ar35Cl及59Co16O干擾，55Mn受40Ar15N等的干擾。同時不同地區(qū)土壤基體不一致，土壤中潛在的干擾元素較多，因此選用內標法克服土壤基體效應，開啟碰撞氣利用動能歧視原理來消除干擾。
2.分析結果
2.1 線性相關系數和方法檢出限
各元素線性相關系數及方法檢出限見表1。同時測定11份空白溶液，并計算相應的標準偏差和方法檢出限。
部分元素線性圖見圖2-圖4。
表1 方法檢出限及線性相關系數
圖2 Cd線性曲線
圖3 Tl線性曲線
圖4 Pb線性曲線
2.2 測試結果
樣品測試結果見表2。
表2 土壤中元素測試結果（ug/g）
3 結論
采用Plasma MS300型電感耦合等離子體質譜儀同時測定土壤中Be、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sb、Tl、Pb等14種元素，方法簡單，分析結果準確可靠，測定值與參考值一致，適用于土壤中無機污染物的測定。

2019年9月21日，由中國質譜學會（中國物理學會質譜分會）儀器專業(yè)會、無機質譜專業(yè)會和同位素質譜專業(yè)會主辦，中國科學院地球化學研究所和礦床地球化學國家重點實驗室承辦的2019年中國質譜學會無機及同位素質譜學術會議在貴陽召開，鋼研納克應邀攜PlasmaMS 300電感耦合等離子體質譜儀參加本次會議。
此次會議上，鋼研納克資深應用工程師/ICPMS產品經理屈華陽做了《國產IC-ICPMS聯用技術檢測玩具中六價鉻及17種可遷移元素》的報告，為與會專家介紹了鋼研納克PlasmaMS 300電感耦合等離子體質譜儀與青島盛瀚CIC-D120離子色譜儀聯用，依據歐盟《EN71-3：2019玩具中可遷移元素測定》標準，實現了玩具中可遷移Cr(III)與Cr(VI)的分離和檢測。檢測過程在120秒以內完成，Cr(VI)定量限完全滿足歐盟EN71-3：2019對玩具樣品中的強制要求（六價鉻： I類0.02 mg/kg；II 類 0.005mg/kg；III 類 0.053mg/kg ）。除了介紹Cr(VI)的分離檢測以外，使用Plasma MS300電感耦合等離子體質譜儀對EN71-3規(guī)定的17種可遷移元素進行同時檢測，檢出限滿足標準要求，檢測結果與標準樣品一致。國產ICPMS和IC聯用可以滿足玩具中可遷移元素同時分析與六價鉻形態(tài)分析需求，解決了出口歐盟的玩具企業(yè)痕量Cr(VI)分析的測試難題。
會期期間展示了鋼研納克PlasmaMS 300電感耦合等離子體質譜儀和青島盛瀚CIC-D120離子色譜儀，這兩種設備可以作為單一儀器使用，也可以作為聯用儀器使用，可通過統一的軟件平臺和特定接口對接實現進樣、分離、測試的全過程。IC-ICP-MS的聯用結合離子色譜價態(tài)和形態(tài)的區(qū)分、ICP-MS超痕量檢測的優(yōu)點，集兩種儀器之所長，可以在食品、環(huán)境、核電、玩具、醫(yī)療等領域進行元素形態(tài)和價態(tài)的高靈敏度分析，進一步拓寬了儀器應用領域。

ICP-MS是一種痕量分析的快速檢測手段，可以適應非常多的聯用技術，可以為不同狀態(tài)，不同形態(tài)的待測物質提供檢測手段。
激光剝蝕固體進樣-ICP-MS聯用作為鋼研納克的特色聯用技術在材料檢測領域有先天優(yōu)勢，可以省去樣品前處理的時間，沒有酸和水的引入，大幅減少含氧多原子離子的產生，避免干擾。目前在材料缺陷分析、斷口分析、夾雜物分析、元素分布分析等方面有大量的應用；

鋼研納克電感耦合等離子體質譜法icp-ms測定嬰幼兒輔食中Pb、Cd、Cr、As的含量
摘 要： 采用硝酸和雙氧水，于微波消解法條件下200℃溶解樣品，選擇質量數207Pb，111Cd為分析質量數，使用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定嬰幼兒輔食中Pb， Cd含量。各元素校準曲線線性相關系數r為0.9998-0.9999，線性關系良好；方法中各個元素測定下限為0.00026ug/g-0.00029ug/g之間，米粉回收率為96.8%-98%之間，并使用標準樣品進行驗證。
關鍵詞： 嬰幼兒輔食，微波消解，元素測定
嬰幼兒輔食是一類添加適量營養(yǎng)成分以補充嬰幼兒營養(yǎng)的輔助食品，主要用于補充嬰幼兒身體成長所需的必須營養(yǎng)物質。其有害重金屬對兒童傷害很大，其含量有嚴格的限定，因此檢測嬰幼兒輔食中的重金屬元素含量非常重要。
1 實驗部分
1.1 主要儀器及工作參數
電感耦合等離子體質譜儀（鋼研納克檢測技術有限公司）；高純氬氣（純度不小于99.999%），具體工作參數見表1
表1 ICP光譜儀器主要工作參數
儀器工作參數 設定值 儀器工作參數 設定值
射頻功率／W 1350 輔助氣流速／L·min-1 1
冷卻氣流速／L·min-1 15 蠕動泵轉速/rpm 35
載氣流速／L·min-1 1.03 進樣時間/s 25
全功能型微波化學工作平臺：上海市屹堯儀器科技發(fā)展有限公司。
1.2 試劑
Pb， Cd， Cr， As，Be，Rh，Re單元素標準儲備溶液（國家鋼鐵材料測試中心）：1000 μg/mL；
硝酸（ρ約為1.42 g/mL），優(yōu)級純；雙氧水，優(yōu)級純；
實驗用水均為二次去離子水。
1.3 樣品處理
準確稱取0.5 g（精確至0.0001 g）試樣，放入聚四氟乙烯微波消解罐中。加入6mL硝酸，放置半小時，而后加入6mL硝酸，半小時后加入0.5ml雙氧水，雙氧水分次每隔半小時加入，共加入2ml，每次加入硝酸和雙氧水后，蓋上取出壓力膜的蓋子。放置過夜，轉移至微波消解儀中。而后使用微波消解樣品，緩慢升溫，使得消解溫度為200℃，保持20min。等樣品完全冷卻至室溫后，使用水域60℃加熱微波消解罐2h，冷卻后轉移樣品至50mL容量瓶中，加入Be，Rh，Re內標。定容搖勻待測。隨同做空白試驗。
1.4 標準溶液系列的配制
取5個100 mL容量瓶，分別加入各待測元素的標準溶液，補加2mL硝酸，定容，搖勻。此標準溶液系列中各元素含量見表2。
表2 標準溶液系列中各元素含量
Table 2 Content of each element in the standard solution series μg/mL
元素Element Pb Cd
空白 0 0
標準1 0.5 0.5
標準2 1 1
標準3 5 5
標準4 10 10
2 結果與討論
2.1 質量數選擇
在實際測試過程中，Pd，Cd不需使用碰撞。
表4 各元素分析線
Table 4 Spectral lines of each element
元素
Elemnet Pb Cd
質量數
Mass number 207 111
2.2 校準曲線和檢出限
按照儀器設定的工作條件對標準溶液系列進行測定，以待測元素質量濃度為橫坐標，強度為縱坐標，繪制校準曲線，結果見表5。在儀器工作條件下對標準溶液系列的空白溶液連續(xù)測定11次，以3倍標準偏差計算方法中各待測元素檢出限，以10倍標準偏差計算方法中各待測元素的測定下限，結果見表5。
表5 各元素的線性回歸方程和檢出限
Table4 Linear regression equation of each element and detection limit
元素
Elements 線性范圍
Linear range/(?g/mL) 相關系數
Correlation coefficient 檢出限
Detection limit/(ug/g) 測定下限
Limit of determination/(ug/g)
Pb 0-10 0.9998 0.00026 0.00086
Cd 0-10 0.9999 0.00029 0.00096
3 樣品分析
3.1 精密度和回收率試驗
按照實驗方法測定米粉樣品中Pb、Cd、Cr、As，并進行加標回收試驗，結果見表5。
表5 微波消解法回收率試驗
Table5 Precision and recovery test
元素
Element 測定值
Found/（μg/g） 加入量
Added/（μg/g） 測定總值
Total found/（μg/g） 回收率
Recovery/%
Pb 0.11 5 4.95 96.8
Cd 0.05 1 1.03 98
3.2 實驗結果
采用微波消解法對樣品進行測試，并使用GBW(E) 100349 大米標樣進行驗證，測定結果見表7。
表7 樣品測定結果
Table 7 Determination results of sample μg/g
元素Element 米粉 兒童餅干 兒童面條 磨牙棒 GBW(E)100349
標準值 GBW(E)100349
測試值
Pb 0.11 0.008 0.004 0.056 0.15±0.02 0.141
Cd 0.05 0.007 0.009 0.071 0.41±0.02 0.379
4 結論
采用硝酸和雙氧水及微波消解法溶解樣品，使用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）測定嬰幼兒輔食中Pb、Cd含量。各元素校準曲線線性相關系數r為0.9998-0.9999，線性關系良好；方法中各個元素測定下限為0.00026ug/g-0.00029ug/g之間，回收率為96.8%-98%之間，并使用大米標樣（GBW100397）進行驗證，結果準確可靠。本方法適用于嬰幼兒輔食中重金屬元素的準確測定。