海虾中砷、铅、汞、镉、铬5种元素含量的测定研究

刘瑞芳，廖和菁，胡礼渊，吴惠清

（东兴出入境检验检疫局，广西东兴538100）

海虾中砷、铅、汞、镉、铬5种元素含量的测定研究

刘瑞芳，廖和菁，胡礼渊，吴惠清

（东兴出入境检验检疫局，广西东兴538100）

研究了电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法快速测定海虾中砷、铅、汞、镉、铬5种元素含量。比较了微波消解法与干法灰化法，建立了微波消解-ICP-AES法测定海虾中砷、铅、汞、镉、铬5个元素含量的方法。结果表明，此方法线性良好，r2≥0.9990，检出限小于0.03mg/kg，回收率在83.3%～107.8%之间，精密度在0.95%～8.16%之间。

海虾；ICP-AES；微波消解；干法灰化；元素

我国海洋面积辽阔，储水量巨大，因而长期以来是地球上最稳定的生态系统，然而近几十年，随着世界工业的发展，海洋的污染也日趋加重，使海域环境发生了很大改变，并有继续扩展的趋势。而有害元素污染如汞、铅、镉、砷、铬等是海洋水体污染的因素之一。海洋中有害元素的污染有可能造成海洋生物体内的有害元素累积，进而对食用海洋生物的其它动物造成危害。随着人们生活水平的提高，海虾以其味道鲜美，营养丰富而逐渐成为人们餐桌上的日常食品。而海水污染引起的海虾污染则可能对人体造成危害［1］。GB 2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》中，也规定了海产品中5种元素的限量［2］。故对海虾中有害元素含量的检测是非常必要的。

本文研究了采用ICP-AES法测定海虾中砷、铅、汞、镉、铬5种元素的含量，并比较了微波消解与干法灰化两种样品前处理方法对元素测定的影响，最终确定了采用微波消解-ICP-AES法对海虾中的元素含量进行测定。

1　材料与方法

1.1主要仪器与试剂

Optima 8000DV电感耦合等离子体发射光谱仪：美国PE公司；MARS6-Onetouch高压微波消解器：美国CEM公司；SLK2-T红外线加热板：德国肖特公司；Integral 10纯水/超纯水系统：密理博公司。

硝酸、双氧水：国药集团化学试剂有限公司；硝酸溶液：（0.5%，体积分数）：取5 mL硝酸加入995 mL水中；多元素标准储备溶液：国家有色金属及电子材料测试中心研制，浓度均为100 μg/mL；高纯氩气：南宁御达天科贸有限公司：纯度大于99.999%；除非有特殊说明，所用试剂均为优级纯；实验用水为GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》规定的一级水。

玻璃器皿和聚四氟乙烯消解缺罐均需以15%的硝酸溶液浸泡24 h以上，用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗干净。

1.2方法

样品经硝酸-过氧化氢预消解后，放入微波消解炉，按所设定程序消解试样，将消解液定容至一定体积。将试样溶液喷入等离子体，在相应元素波长处测量其光谱强度，采用标准曲线法计算元素含量。

1.2.1样品制备与保存

样品取有代表性的可食用部分500 g，于搅拌机内搅拌匀浆，装于洁净聚乙烯样品袋内，于-10℃的冰柜冷冻保存。在采样和制备过程中，应注意不使样品污染。

1.2.2试样处理

试样处理采用干法灰化以及微波消解法来进行处理，并对它们的检测结果进行分析比对。

微波消解法：称取1.0 g～2.0 g（精确至0.1 mg）样品，置于消解罐中，加8 mL硝酸，2 mL双氧水于赶酸装置上预消解1 h，盖好安全阀，放置于微波消解系统中，参照表1设定微波消解程序。消解完全后，放于赶酸装置上赶酸，最后转移消解液于25 mL容量瓶内，超纯水定容。

干法灰化法：称取1.0 g～2.0 g（精确至0.1 mg）样品，置于红外线加热板上加热炭化完全后，放置于马弗炉内于500℃灰化，最后用0.5%的硝酸溶液洗锅，定容于25 mL容量瓶内。

表1　微波消解程序Table 1　The procedure of sample with microwave digestion

1.2.3标准溶液工作曲线

吸取适量多元素标准工作溶液，用硝酸溶液配制各元素浓度均为0、50、100、200、500、1 000 μg/L的标准系列溶液。在选定的最佳工作条件下，依次对空白、混合标准溶液进行测定，制定标准工作曲线，见表2。

表2　元素回归方程信息Table 2　The information of the element regression equation

由表2可知，各元素校准曲线的线性相关系数均满足试验要求r2≥0.999 0可进行下一步分析。

1.2.4测定

参照表3选择相应元素的波长，参照表4调整仪器工作条件，建立仪器工作方法。按顺序依此对标准溶液、空白溶液和试样溶液进行测定。若测定结果超出标准曲线的线性范围，应将试样稀释或者配多一个更高浓度的标准工作溶液再测定。

表3　推荐元素波长Table 3　The recommended wavelength of the elements

表4　仪器工作条件Table 4　The working conditions of the instrument

2　结果与分析

2.1样品消解方法的选择

干法灰化是在一定温度和气氛下加热，使待测物质分解、灰化，留下的残渣再用适当的溶剂溶解。这种方法的优点一是不用熔剂，空白值低，很适合微量元素分析；二是多数食品经灼烧后灰分体积很少，因而能处理较多的样品，可富集被测组分，降低检测限；三是有机物分解彻底，操作简单。但是干法灰化所用时间长，且因温度高易造成易挥发元素的损失，而坩埚也对被测组分有一定吸留作用，致使测定结果和回收率降低。

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化。该方法的优点是消解样品完全、快速、空白低，元素损失低，特别是对易挥发元素。

本文研究的5个元素中，砷和汞属于易挥发元素，故在干法灰化中，砷和汞在高温下会挥发掉一部分或全部。为进一步验证两种样品前处理方法的效果，选择海捕虾作为测试样品，分别用两种方法进行消解，ICP-AES法来测定样品中砷、铅、汞、镉、铬的含量，同时做加标回收试验。测定结果见表5。

表5　两种样品消解方法结果比较Table 5　Comparion of the determination results of the different digestion methods

结果表明，两种样品前处理方法，对铅、镉以及铬无显著性影响。而砷、汞两个元素在采用干法灰化处理样品，本底值和回收率都较微波消解法低，应为砷与汞干法灰化中挥发了一部分，故本文采用微波消解法来进行样品前处理。

2.2仪器检出限和方法检出限

以0.5%硝酸空白溶液作为样品，用ICP-AES测定砷、汞、铅、镉以及铬含量11次，以其测定结果标准偏差的3倍计算得仪器检出限［3］。以空白加标试验法计算方法检出限［4］，结果见表6。

表6　仪器检出限与方法检出限Table 6　Instrument determination limit and determination limit of the method

2.3精密度

称取11个样品，为保证每个元素均有测量值，在每个样品内均加入标准溶液0.2 μg/mL来计算方法的精密度，结果见表7。

表7　精密度试验结果Table 7　Precision consequence

2.4回收试验

加标量为1倍检出限，3倍检出限以及10倍检出限，既加标量分别为：0.03、0.09 mg/kg以及0.30 mg/kg。回收试验结果见表8。

表8　回收试验结果Table 8　Recovery test of the method

3　结论

根据试验结果可知，采用微波消解装置对海虾样品进行消解，各元素加标回收试验数据更好。海虾样品以8 mL硝酸-2 mL双氧水溶液体系作为消解液，梯度升温方法微波密闭高压消解，ICP-AES法测定，提高了检测效率，降低了试验人员的劳动强度。本方法试剂用量少，样品消解完全，各元素检出限均不大于0.03 mg/kg，精密度在0.95%～8.16%之间，且各元素回收率在83.3%～107.8%之间，是进行海虾样品中砷、汞、铅、镉以及铬元素测定的高效方法。

［1］曾小峰.北海市海产品重金属污染调查［J］.预防医学情报杂志，2011，27（8）：571-573

［2］中华人民共和国卫生部.GB 2762-2012食品安全国家标准食品中污染物限量［S］.中国标准出版社：2013

［3］李海峰.检出限几种常见计算方法的的分析和比较［J］.光谱实验室，2010，27（6）：2465-2469

［4］王婷，郭晋君.分析化学中检出限的分类及计算方法［J］.广东化工，2013，40（17）：189，183

Study on the Determination of the Arsenic，Lead，Mercury，Cadmium，Chromium in Prawn

LIU Rui-fang，LIAO He-jing，HU Li-yuan，WU Hui-qing
（Dongxing Import and Export Inspection and Quarantine Bureau，Dongxing 538100，Guangxi，China）

Studied the determination method of the arsenic，lead，mercury，cadmium，chromium in prawn.Microwave digestion compared with dry ashing，the method was builded that measured the content of arsenic，lead，mercury，cadmium，chromium in prawn by microwave digestion-ICP-AES.The results showed that，this method was good linear，r2≥0.999 0，the determination limit was within 0.03 mg/kg，the recoveries was between 83.3%and 107.8%，the RSD was between 0.95%-8.16%.

prawn；ICP-AES；microwave digestion；dry ashing；element

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.033

刘瑞芳（1980—），女（汉），工程师，本科，研究方向：食品检验。

2015-12-16