ICP-MS法对陶瓷酒瓶19种金属溶出量的检测

魏金萍，安明哲，李秋涛，谢正敏，李杨华，李茂春，张　倩

（五粮液股份公司技术研究中心，四川宜宾644007）

ICP-MS法对陶瓷酒瓶19种金属溶出量的检测

魏金萍，安明哲，李秋涛，谢正敏，李杨华，李茂春，张倩

（五粮液股份公司技术研究中心，四川宜宾644007）

研究了在国标GB/T 3534—2002日用陶瓷器铅、镉溶出量测定方法的基础上，应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定陶瓷酒瓶中金属溶出的检测方法。在优化条件下，以Rh（103）和Tl（205）为内标，检测金属的线性相关系数均大于0.999，检出限在0.002～0.88 μg/L。将该方法用于陶瓷酒瓶溶出液的测定，其相对标准偏差（RSD）为0.735%～8.810%，加标回收率为91.90%～110.7%。使用该方法简单、快捷、准确，可以获得满意结果。

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）； 陶瓷酒瓶； 金属元素

瓷器是中国古代人民的伟大发明，是中华民族对人类文明的杰出贡献，在现代，陶瓷器皿也活跃于人们生活的方方面面，如陶瓷锅具、碗碟、茶具、酒具等。但是，陶瓷表面上的彩釉却有可能成为健康杀手。镉、铅都是重金属，镉和铅会引起人体肝脏或其他内脏中毒，砷、铝、铬等重金属在人体内的富集也会对人体产生很大的副作用［1］。使用不合格的陶瓷产品时，这些有害物质会溶出，随着食物进入人体，时间一长，会引起慢性中毒。同时，制作陶瓷的黏土也很重要，劣质的黏土含微生物和有害物质较多，即使不上彩釉也会损害人体健康。因此陶瓷产品的质量成为了大家关注的热点［2］。在白酒行业，用陶瓷器具贮存白酒，是千百年来的传统工艺，陶瓷器具的质量优劣，成为了影响白酒质量的重要因素之一。目前，针对陶瓷酒瓶中金属元素的检测，通常采用的检测方法为原子吸收分光光度法［3-4］，其只能单元素检测，且检测耗时长，方法繁琐。而电感耦合等离子体质谱，具有灵敏度高，检出限低，线性范围宽，多元素同时扫描等优点，广泛应用于众多金属检测领域［5］。但是，ICP-MS法同时测定日用陶瓷器具中的金属元素，未见报道。本研究通过实验研究，采用国家标准GB/T 3534—2002日用陶瓷器铅镉溶出量的检测方法处理样品后，用ICP-MS对其中的Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb进行了测定，适用于日用陶瓷器溶出液的检测。

1　材料、仪器与试剂

1.1材料

样品：市售陶瓷酒瓶若干。

仪器设备：美国Thermo fisher公司X-Series2系列ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪，美国Millipore公司/ Mili-Q超纯水处理机，美国PE-900Z石墨炉原子吸收光谱仪。

试剂：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标准储备液，国家有色金属及电子材料分析测试中心；标准调谐液Tune A，Thermo-Fisher公司；冰醋酸分析纯，重庆川东化工有限公司；硝酸为重蒸硝酸，Sigma-Aldrich公司，盐酸为分析纯重蒸后使用，西陇化工股份有限公司；实验用水均为超纯水。

表1　ICP-MS仪器工作条件

本实验所用全部器具在使用前都经过10%的硝酸浸泡24 h以上，依次用去离子水和超纯水冲洗备用。

1.2ICP-MS工作参数条件

应用美国Thermo fisher公司X-Series2系列ICPMS电感耦合等离子体质谱仪进行测定，其工作参数见表1。

1.3样品制备

用弱碱性洗涤剂将酒瓶洗涤干净，然后用自来水反复冲洗，再用蒸馏水和超纯水漂洗干净，晾干备用。

距制品口沿（沿试样表明测量）5 mm内有装饰颜色或容积小于20 mL的试样，用4%的乙酸溶液注至溢出口沿，其余制品注至离口沿5 mm处。

在22℃±2℃的室温条件下，浸泡24 h±20 min，用塑料膜将试样遮盖，以防溶液挥发，浸泡时避免光照。用玻璃棒将萃取液搅匀，然后将混匀后的萃取液移入容器中保存，待测［4］。

1.4实验方法

用调谐液调谐仪器参数至最佳条件，采用5 ppb的Rh和Tl作为内标，分别对各元素的混合标准溶液在其最佳检测模式下进行定量检测。由于不同的检测模式对不同的金属的检出限和抗干扰能力是不同的，所以不同的金属均选用其最优的检测模式进行检测。其中，Ti、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn、Sb、Ba、Pb采用标准模式进行检测，Na、Mg、Al、K、Ca、Fe这些易电离元素采用冷焰模式进行检测，由于Ar-C双原子对Cr52存在双原子干扰，所以采用碰撞反应池CCT模式进行检测，有效避免溶液中的有机物对检测的干扰。

2　结果与讨论

2.1线性方程、相关系数和检出限

分别对含各元素的混合标准溶液进行测定，标准曲线的线性方程、相关系数和定量检出限（10σ）结果见表2。由表2结果可知，19种金属元素标准曲线线性良好，线性相关系数均大于0.999，各元素检出限符合实际样品分析要求。

表2　ICP-MS测定各元素的线性回归方程、相关系数和检出限

2.2精密度实验

对样品中19种金属元素含量测定6次，其相对标准偏差为0.735%～8.810%，满足实际样品检测要求。结果见表3。

2.3准确度实验

为了研究本方法的准确度，采用标准加入法，在已测定含量的样品溶液中加入标准溶液，测定样品的回收率，加标回收率为91.90%～110.7%，表明该方法的加标回收率符合要求，结果见表4。

2.4ICP-MS法与原子吸收光谱法检测结果的对比

对同一处理好的样品，在仪器优化好的参数条件下，采用原子吸收光谱法和ICP-MS法2种不同的检测方法检测溶出液中Cd、Pb的浓度，检测结果见表5。ICP-MS法的最低检出限比原子吸收光谱法要低得多，样品中Cd浓度低于原子吸收检出限，检测不出，而用ICP-MS却能检测。表明在测定痕量金属过程中，ICP-MS法具有明显的优势。2种方法的检测浓度和样品加标回收率表明，ICP-MS法完全可以取代传统的原子吸收光谱法进行检测。

表3　精密度实验结果

表4　加标回收率实验结果

2.5实际样品的测定

按照本方法对3种不同的陶瓷酒瓶按照国家标准处理方法处理后进行测定，测定结果满足要求，表明该方法可以较好地应用于陶瓷酒瓶溶出液中金属元素含量分析。测定结果见表6。

表5　ICP-MS法与原子吸收光谱法检测的对比

表6　样品分析测定结果

3　结论

采用ICP-MS法对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做了测定，测定出各元素的检出限和测定时的相对标准偏差（RSD）0.735%～8.810%，加标回收率为

91.90%～110.7%，结果令人满意，与国标中的原子吸收分光光度法相比，电感耦合等离子体质谱法具有灵敏度高、检出限低、线性范围宽、多元素同时扫描等优点，具有广阔的应用前景。

［1］马栋，沈敏，卓先义，等.血液中Cr、Cd、As、Tl和Pb的电感耦合等离子体质谱分析［J］.法医学杂志，2009，25（1）：37-39.

［2］刘华兰，陈再辉，等.浅谈日用陶瓷重金属的危害源及控制［J］.中国陶瓷工业，2014，21（4）：28-31.

［3］全国日用陶瓷标准化技术委员会.陶瓷酒瓶：QB/T 4254—2011［S］.北京：中国轻工业出版社，2012.

［4］中国轻工业联合会.日用陶瓷器铅、镉溶出量的测定方法：GB/T 3534—2002［S］.北京：中国标准出版社，2004.

［5］陈杭亭，曹淑琴，曾宪津.电感耦合等离子体质谱方法在生物样品分析中的应用［J］.分析化学，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-），四川宜宾人，硕士。

优先数字出版时间：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1622.022.html。