CN103412034A

CN103412034A - 微波消解/icp-ms法快速检测烟草中重金属含量的测定方法

Info

Publication number: CN103412034A
Application number: CN201310348028XA
Authority: CN
Inventors: 罗林广; 袁球; 冯小虎; 魏益华; 何宽信; 周瑶敏; 韩延; 陈云霞; 王利兵; 万应发
Original assignee: JIANGXI TOBACCO LEAF SCIENCE RESEARCH INSTITUTE; Quality Safety And Standard Research Institute Of Agricultural Products Jiangxi Academy Of Agricultural Sciences; FUZHOU Co OF JIANGXI TOBACCO Corp
Current assignee: JIANGXI TOBACCO LEAF SCIENCE RESEARCH INSTITUTE; Quality Safety And Standard Research Institute Of Agricultural Products Jiangxi Academy Of Agricultural Sciences; FUZHOU Co OF JIANGXI TOBACCO Corp
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明公开了一种微波消解/ICP-MS法快速检测烟草中重金属含量的测定方法，它采用微波消解前处理方法，用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定消解液中砷、铅、镉、铬、铜、锌、镍、汞元素的含量，选取⁷⁵As、²⁰⁸Pb、¹¹¹Cd、⁵³Cr、⁶³Cu、⁶⁶Zn、⁶⁰Ni、²⁰²Hg作为待测元素的质量数以减少质谱干扰，离线加入内标元素Rh以抑制基体效应。对于一定质荷比的待测离子，质谱信号响应与进入质谱仪中的离子数成正比，通过测量质谱的信号计数来测定样品中元素的浓度，采用标准曲线法计算元素含量。该方法快速、简单，能高效、准确的检测出烟草及烟草制品中的重金属含量，为查明我国香烟中重金属含量水平来减少对人体健康的危害提高有效的方案。

Description

微波消解/ICP-MS法快速检测烟草中重金属含量的测定方法

技术领域

本发明涉及一种对烟草及烟草制品中重金属的快速检测方法，尤其是采用微波消解-电感耦合等离子质谱检测技术对烟草中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Hg等重金属含量的测定方法。

背景技术

目前，国内外文献中涉及到烟草中重金属含量的检测方法主要有：原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体法、分光光度法、液相色谱法、中子活化法、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS法）等。ICP-MS法与其它方法相比，具有以下几大优势：（1）一次可同时测定多种元素，缩短了时间，大大提高了工作效率；（2）检出限低，绝大多数元素检出限在ng/L级；（3）线性范围极宽，一般可达九个数量级；（4）重复性好，绝大多数元素的精密度小于3%。

在分析测试工作中, 前处理是一个十分重要的步骤，能直接决定实验的成败。此外，前处理也是消耗时间最长的部分，一般来说占去了总检测时间的60%，所以采用一个合适、先进的前处理方法同样非常重要。

目前，常用的前处理方法有：干灰化法、湿法酸消解法和微波消解。干灰化法的消化周期长，能源消耗大，对As、Hg等低温元素容易造成损失，使回收率降低。湿法酸消解步骤繁琐，耗时，消化过程中易产生大量的有害气体，污染环境，危险性也较大，试剂用量多，空白值容易偏高。微波消解则是利用微波的穿透性和激活反应能力加热密闭容器内的试剂和样品，使容器内的压力增加，反应温度提高，使反应物在需要的特定温度下发生快速分解，大大减少了样品分解所需的时间，提高了工作效率，消解精确彻底，且挥发元素如As、Hg 等可以保留在溶液中，防止挥发元素的损失和对环境的污染，且由于微波消解试剂用量少，因此空白值较低，平行性和重复性好。

近年来，烟草中重金属含量对人体健康的影响在国内越来越受到关注，然而国内众多烟草中重金属含量的高低却不明，更是缺乏一种高效、统一的标准方法来检测烟草中重金属，而且烟草中重金属测定方法的研究报道也较少。因此，急需建立一种快速、准确的测定烟草中重金属含量的标准方法，以查明我国香烟中重金属含量水平减少对人体健康的危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通微波消解/ICP-MS法快速检测烟草中重金属含量的测定方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种微波消解/ICP-MS法快速检测烟草中重金属含量的测定方法，特征是：具体步骤如下：

一、样品前处理：

A、称取粉碎均匀后的烟草样品0.1--0.5g，精确至0.0001g，放入微波消解罐中；

B、在加入烟草样品的微波消解罐中再加入2 mL H₂O + 5 mL HNO₃+ 2 mL H₂O₂+ 100 μL 100 μg/mL Au溶液，静置2小时；

C、将微波消解罐放入微波消解仪中进行微波消解，消解的系统程序如下：

（1）、消解功率800W，升温时间6min，温度至120℃，保持时间3 min；

（2）、消解功率800W，升温时间3min，温度至150℃，保持时间3 min；

（3）、消解功率800W，升温时间4min，温度至185℃，保持时间40 min；

D、消解完毕冷却后，将微波消解罐中的消解液多次用少量的超纯水洗入50mL容量瓶中，再加入1mL 浓度为250 ug/L 铑溶液作为内标元素，用水定容至容量瓶刻度，摇匀，作为试样溶液，待上机测定；

E、同时做两份空白试验，即：在未加烟草样品的空白微波消解罐中再加入2 mL H₂O + 5 mL HNO₃+ 2 mL H₂O₂+ 100 μL 100 μg/mL Au溶液，静置2小时，其他步骤同C、D，最终定容溶液为空白溶液；

二、标准溶液工作曲线配制：用体积百分比浓度为5%的硝酸溶液稀释1000 μg/mL As（砷），Pb（铅），Cd（镉），Cr（铬），Cu（铜），Zn（锌），Ni（镍），Hg（汞）标准储备溶液（国家标准试剂）配置成标准溶液，标准溶液的浓度见表2，定容前加入1mL 250 μg/L Rh（铑）和100 uL 100 μg/mL Au（金）溶液，定容至25 mL 容量瓶中；As，Pb，Cd，Cr，Cu，Zn和Ni元素配成混合标准溶液，Hg单独配成一组；若试样溶液浓度超过标准曲线，则将试样溶液稀释后再测定；

三、ICP-MS测定：用仪器调谐液调整ICP-MS仪器测量参数，使仪器处于最佳条件，灵敏度：115In> 25×104cps/ppb，氧化物产率：CeO/Ce<3％，双电荷产率：BaO/Ba<3％；选取⁷⁵As、²⁰⁸Pb、¹¹¹Cd、⁵³Cr、⁶³Cu、⁶⁶Zn、⁶⁰Ni、²⁰²Hg 作为待测元素的质量数，¹⁰³Rh为内标元素，按顺序依次测定标准溶液、空白溶液和试样溶液，若试样溶液浓度超过标准曲线，须将试样溶液稀释后再测定。

本发明采用微波消解前处理方法，用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定消解液中砷、铅、镉、铬、铜、锌、镍、汞元素的含量，选取⁷⁵As、²⁰⁸Pb、¹¹¹Cd、⁵³Cr、⁶³Cu、⁶⁶Zn、⁶⁰Ni、²⁰²Hg作为待测元素的质量数以减少质谱干扰，离线加入内标元素Rh以抑制基体效应。对于一定质荷比的待测离子，质谱信号响应与进入质谱仪中的离子数成正比，通过测量质谱的信号计数来测定样品中元素的浓度，采用标准曲线法计算元素含量。

本发明先是采用对样品进行微波消解的前处理方法，这样就可能使样品能够快速分解，减少了检测时间，提高了工作效率，使消解更为彻底，防止了元素的损失，且微波消解试剂的用量少，可减少化学试剂对环境的污染；再结合电感耦合等离子质谱仪，从而能够同时快速检测多种微量及痕量元素，且具有检测限低、检测范围宽等优点。

本发明快速、简单，能高效、准确地检测出烟草及烟草制品中的重金属含量，为查明我国香烟中重金属含量水平来减少对人体健康的危害提高有效的方案，所以将此种消解方法用于不同产地烟草中多种元素的ICP-MS分析，为烟草种植、来源、评价以及烟草与健康提供有关烟草中元素的相关信息。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。

一种微波消解/ICP-MS法快速检测烟草中重金属含量的测定方法，具体步骤如下：

1、样品前处理：

A、称取粉碎均匀后的烟草样品0.1--0.5g（精确至0.0001g），置于微波消解罐中；

B、在加入烟草样品的微波消解罐中再加入2 mL H₂O、5 mL HNO₃、2 mL H₂O₂和100μL 100 μg/mL Au溶液，静置2小时；

C、放入微波消解仪按设定程序（见表1）进行微波消解；

Figure 201310348028X100002DEST_PATH_IMAGE001

D、消解完毕冷却后，将消解液用超纯水洗入50mL容量瓶中，滤纸过滤，加入1mL浓度为250 μg/L Rh作为内标元素，用水定容至容量瓶刻度，摇匀，作为试样溶液，待上机测定。

E、同时做双份空白试验，即：在未加烟草样品的空白微波消解罐中再加入2 mL H₂O + 5 mL HNO₃+ 2 mL H₂O₂+ 100 μL 100 μg/mL Au溶液，静置2小时，其他步骤同C、D，最终定容溶液为空白溶液。

所有玻璃器皿均需在20%硝酸中浸泡24小时以上，用水反复冲洗，最后用超纯水冲洗晾干后方可使用。所用试剂均为优级纯以上。

2、标准溶液工作曲线配制：

用体积百分比浓度为5%的硝酸溶液稀释1000 μg/mL As，Pb，Cd，Cr，Cu，Zn，Ni，Hg标准储备溶液（国家标准试剂）配置成标准溶液，标准溶液的浓度见表2，定容前加入1mL 250 μg/L Rh和100 μL 100 μg/mL Au溶液，定容至25 mL 容量瓶中。As，Pb，Cd，Cr，Cu，Zn和Ni元素配成混合标准溶液，Hg单独配成一组。若试样溶液浓度超过标准曲线，则将试样溶液稀释后再测定。

3、ICP-MS测定：

用仪器调谐液调整ICP-MS仪器测量参数，使仪器处于最佳条件：灵敏度：115In> 25×104cps/ppb，氧化物产率：CeO/Ce<3％，双电荷产率：BaO/Ba<3％。选取⁷⁵As、²⁰⁸Pb、¹¹¹Cd、⁵³Cr、⁶³Cu、⁶⁶Zn、⁶⁰Ni、²⁰²Hg作为待测元素的质量数，¹⁰³Rh为内标元素，按顺序依次测定标准溶液、空白溶液和试样溶液，若样品浓度超过标准曲线，须将试样稀释后再测定。

Figure 201310348028X100002DEST_PATH_IMAGE003

试验结果：砷、铅、镉、铬、铜、锌、镍、汞等8种重金属元素测定后分别所对应的标准曲线，线性关系良好，相关系数为0.9997-1.000。本方法的检出限为0.5--7.7μg/kg，精密度为2.7--9.4%，回收率为90%--106%。同时加入的标准物质参照物：茶叶（GBW10016）和菠菜（GBW10016）的检出值与给定指标的吻合度为90%-100%。本方法基本可以准确检测烟草中的重金属含量。

Claims

1.一种微波消解/ICP-MS法快速检测烟草中重金属含量的测定方法，其特征在于：具体步骤如下：

一、样品前处理：

二、标准溶液工作曲线配制：用体积百分比浓度为5%的硝酸溶液稀释1000 μg/mL As，Pb，Cd，Cr，Cu，Zn，Ni，Hg标准储备溶液配置成标准溶液，定容前加入1mL 250 μg/L Rh（铑）和100 uL 100 μg/mL Au（金）溶液，定容至25 mL 容量瓶中；As，Pb，Cd，Cr，Cu，Zn和Ni元素配成混合标准溶液，Hg单独配成一组；若试样溶液浓度超过标准曲线，则将试样溶液稀释后再测定；

三、ICP-MS测定：用仪器调谐液调整ICP-MS仪器测量参数，使仪器处于最佳条件，灵敏度：115In> 25×104cps/ppb，氧化物产率：CeO/Ce<3％，双电荷产率：BaO/Ba<3％；选取⁷⁵As、²⁰⁸Pb、¹¹¹Cd、⁵³Cr、⁶³Cu、⁶⁶Zn、⁶⁰Ni、²⁰²Hg 作为待测元素的质量数，¹⁰³Rh为内标元素，按顺序依次测定标准溶液、空白溶液和试样溶液，若样品浓度超过标准曲线，须将试样溶液稀释后再测定。