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（国土资源部沈阳矿产资源监督检测中心，辽宁 沈阳 110032）
摘要 选用硝酸和过氧化氢的混合消解液对植物样品进行封闭微波消解，利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）；采用在线加入内标，直接测定植物样品中微量铅和镉的含量。
该方法最低检出限铅为0.010ng/mL,镉为0.008 ng/Ml.相对标准偏差铅为1.34-6.15%,镉为4.53-8.51%。方法简单、快速，具有良好的准确度和精密度。
关键词 封闭微波消解 电感耦合等离子体质谱法 植物样品 铅和镉
随着现代科学技术的发展和人类环保意识的增强，铅和镉对人类环境及健康的影响越来越被人们重视。铅和镉在自然界中分布很广，铅镉都是蓄积性毒物，土壤中含有的铅和镉可以通过植物的根系被植物吸收，其温度表危害可通过食物链传递、富集和放大。铅对人体的健康影响是全身性的，多系统的，其中神经系统、血液、和造血系统最为敏感，镉在人体内的积累会引起心力衰竭，动脉硬化等疾病。
植物中铅和镉的测定一般采用原子吸收法[3] [4] [12]，原子荧光法[6]，电感耦合等离子体发射光谱法[2] [8]和电感耦合等离子体质谱法[1] [9] [13]。
本文采用密闭微波消解溶样，具有瞬时到达高温、加热均匀、消解能力强、减少溶样所用试剂的特点，较好的避免溶样过程对样品带来的污染，改善了工作环境。溶液用电感耦合等离子体质谱仪测定其铅和镉含量。该方法具有简单、快速、准确、灵敏度高、干扰少和多元素同时测定等特点。是当前测定植物样品中铅和镉含量的较理想的方法。
1.1仪器与主要试剂
X系列2型电感耦合等离子体质谱仪（美国热电公司）。
WR/BP–5TC微波消解仪（北京盈安美诚科学仪器有限公司）。
铅标准储备溶液：ρ（Pb）=1 g/L,ρ（Cd）=1 g/L为国家标准物质研究中心提供的国家一级标准物质。
混合标准溶液：由标准储备液由标准储备液逐级稀释而成ρ（Pb、Cd）＝1 00ug/L
将混合标准溶液逐级稀释配制成ρ（Pb、Cd）= 0.0、1.0、5.0、10.0、50.0、100.0 ng/mL的校准标准系列。
质谱调谐液ρ（Be、Co、In、U）=50ng/ml
内标溶液ρ（Re）=20ng/ml
硝酸 优级纯
过氧化氢 优级纯
实验室用水为超纯水。
1.2样品分析
1.2.1样品预处理
称取0.500 0 g（80 ℃烘24 h，玛瑙球磨机加工，粒度为0.180 mm）试样于消解内罐中，用少量水冲洗罐壁，加入浓硝酸2毫升,加入过氧化氢2毫升，摇匀，拧紧消解罐，将消解罐放在微波消解仪中按微波消解程序（见表1）进行消解。消解完成后，冷至室温，打开消解罐，将溶液用超纯水转移至20 mL比色管中，稀至刻度，摇匀，备用，同时做流程空白。
1.2.2仪器条件
表1 微波消解仪工作条件
| 步骤 |
温度（℃） |
升温速度（℃/min） |
保持时间（min） |
|
1 |
0～100 |
10 |
5 |
|
2 |
100～150 |
10 |
5 |
|
3 |
150～180 |
10 |
20 |
表2 ICP-MS仪器工作条件
| 工作参数 |
设定值 |
工作参数 |
设定值 |
|
正向功率/W |
1300 |
测量方式 |
跳峰 |
|
冷却气（Ar）流量/L/min |
14.0 |
每个质量通道数 |
3 |
|
辅助气（Ar）流量/L/min |
0.7 |
水平坐标/垂直坐标 |
112/408 |
|
雾化气（Ar）流量/L/min |
0.92 |
扫描次数 |
50 |
|
采样锥（Ni）孔径/mm |
1.0 |
驻留时间/ms |
10 |
|
截取锥（Ni）孔径/mm |
0.7 |
样品间隔冲洗时间/s |
15 |
|
采样深度/mm |
116 |
分析元素同位素 |
208Pb 114Cd |
1.2.3测定
开机，当仪器真空度达到要求后，用调谐液优化仪器各参数。选择测试方法，分别测定空白液、标准系列及样品，用分析软件进行数据处理，得到分析结果。
2 结果与讨论
2.1仪器优化
电感耦合等离子法中射频功率、载气流量、水平、垂直、采样深度等都是非常重要的仪器条件，用调谐液采用正交试验方式进行优化，试验参数以灵敏度、信躁比、氧化物产率、测量精度为考察指标[13]。优化参数见表2。
2.2 同位素的选择
铅208Pb 镉114Cd
2.3内标元素的选择
内标校正法可以监测和校正信号的短期漂移及长期漂移[9]，对第二元素进行校准及校正一般干扰。内标元素选择的原则是：内标元素的质量和电离能应与被测元素接近，且不受同量异位素重叠干扰，都是单同位素或只有一个丰度很高的主同位素[10]，为此，选用187Re为实验内标，在线加入[2]。
2.3干扰与校正
ICP-MS的干扰主要是质谱干扰和非质谱干扰。由于本方法试剂简单，分析流程短引入的杂质相对较少[7] [8]，因此选择合理的同位素再通过仪器操作软件提供的质谱干扰系数自动进行校正会达到满意结果。
2.4 分析方法的质量水平
2.4.1 检出限
用样品处理过程的试样空白溶液连续测定10次，以标准偏差(s)的3倍计算铅的方法检出限为0.010 ng/mL，镉的方法检出限为0.008 ng/mL。
2.4.2 准确度
用豆角、柑橘叶、黄芪、人参的标准物质，按本法测定(Pb)结果如下：
| 标准物质 |
标准值 （10-6） |
本法测定值 （10-6） |
标准偏差 （s） |
相对标准偏差 (RSD，n=4） |
| 豆角 | 0.66±0.08 | 0.64 | 0.02 | 3.03 |
| 柑橘叶 | 9.72±0.06 | 9.58 | 0.13 | 1.37 |
| 黄芪 | 1.44±0.3 | 1.31 | 0.08 | 6.15 |
| 人参 | 0.125±0.005 |
0.117 |
0.007 | 6.03 |
用豆角、柑橘叶、黄芪、人参的标准物质，按本法测定(Cd))结果如下：
| 标准物质 |
标准值 （10-6） |
本法测定值 （10-6） |
标准偏差 （s） |
相对标准偏差 (RSD，n=4） |
| 豆角 | 0.013±0.08 | 0.012 | 0.013 | 4.53 |
| 柑橘叶 | 0.173±0.06 | 0.159 | 0.011 | 6.56 |
| 黄芪 | 0.045±0.004 | 0.041 | 0.004 | 8.51 |
| 人参 | 0.033±0.005 | 0.049 | 0.002 | 6.06 |
实验表明，本法能够满足质量要求。
3 结论
通过试验结果表明，利用微波消解前处理样品，电感耦合等离子体质谱法检测植物中的微量铅和镉，方法简单快速、干扰少、检出限低、准确度好、精密度高，动态线性范围广，是一种测定植物样品中微量铅和镉的有效的分析方法。
4 参考文献
[1] 林光希，乔爱香. 微波消解-电感耦合等离子体-质谱测定蔬菜中的铅和镉 光谱实验室,2006(04).
[2] 谢华林. 微波消解电感耦合等离子体发射光谱法同时测定水产品中铅镉铬汞砷硒有害元素的研究,食品科学, 2002(02).
[3] 中国科学院环境化学研究所APDC沉淀分离富集石墨炉原子吸收测定海水和生物样品中铅、镉、钴、铜、锡、砷和钼.《化学学报》,1987(08).
[4] 张世娟,淦五, 苏庆德.热喷雾蒸气发生原子吸收法测定生物样 .光谱学与光谱分析,2008(03).
[5] 王艳,钟韶霞. ICP-MS法测定党参中重金属元素含量.安徽农业科学,2008(5)
[6] 李连平,吴国汉,黄志勇.原子荧光光谱法测定海水及海产品中的微量镉.[期刊论文] -食品工业科技,2008(4) .
[7] 宋慧坚.密闭微波消解法测定蔬菜中铅、镉.中国卫生杂志,2005(04).
[8] 代春吉，董文宾.微波消解ICP-AES法测定苹果中的铅、砷、铜、镉、铬.[期刊论文] -食品科技，2008(10) .
[9] 林光西,徐霞,张静梅. 电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中的镉[J]现代仪器, 2007,(04).
[10] 曾宇崇,林章金. 原子荧光光谱法测定芦荟中铅和镉[J]岩矿测试, 2005,(02)
[11] 朱勇,赵键,杨挺,许秀琴,叶宇飞. 微波消解-ICP-MS法测定海产品中的微量元素[J]. 现代仪器, 2006, (04) .
[12] 问思恩,王益昌. 微波消解石墨炉原子吸收光谱法测定水产品中镉[J]. 光谱实验室, 2009, (01).
[13] 齐剑英 张平等 电感耦合等离子体质谱法测定土壤中24种元素 理化检验 2007（09）.
作者简介：王瑞敏（1964-），女，高级工程师 ，从事分析检测工作。
