两种检测方法测定蔬菜中铅、镉等重金属元素含量的比较

关键词:原子吸收光谱法;电感耦合等离子体质谱法;蔬菜;铅;镉；美析集团 www.macylab.com；AA-1800;ICP-MS6880

  蔬菜是人类日常生活过程中不可或缺的一类食物。近年来，关于蔬菜的安全性逐渐受到社会各界的关注，蔬菜中的有毒物质包括农药、重金属(铅、镉等)等污染物质。重金属(铅、镉等)具有持久性、易于富集性、不易分解性、高毒性等特点，成为危害环境及人体健康的重要污染物。蔬菜对重金属具有富集能力，富集的重金属可通过食物链及食物网进入人体，给人体健康带来慢性损害。污水灌溉、污泥施用、大气降尘、化肥农药等是蔬菜中重金属元素污染的主要原因。研究发现，蔬菜中重金属的污染程度与环境中重金属含量息息相关，且铅、镉等重金属元素对人体有明显的毒性作用。现行国家标准采用传统的原子吸收光谱法(atomicabsorptionspectrometry，AAS)测定食品中铅、镉的含量，该方法具有灵敏度高、稳定性和准确度好等优点。电感耦合等离子体质谱法(inductivelycoupledplasmamassspectrometry，ICP－MS)具有干扰少、分析速度快、精密度高、可同时进行多元素测定等优点，极大地提高了工作效率，并逐渐成为重金属元素分析最常用的方法。本文分别采用AAS法和ICP－MS法测定蔬菜中铅、镉元素的含量，并对检测结果进行比对分析。

一、材料与方法

1.1样品、仪器与试剂

1.1.1样品取不同产地的蔬菜样品洗净后去水、粉碎，装入一次性塑料离心管中备用。

1.1.2仪器

石墨炉原子吸收分光光度计（美析集团 www.macylab.com）;

ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪（美析集团 www.macylab.com）;

微波消解仪;

真空赶酸仪;

超纯水过滤器。

1.1.3试剂

铅、镉单元素标准溶液(中国计量科学研究院，浓度均为1000mg/L);混合内标溶液(Bi、In、Sc、Li、Ge、Y):购于美国Spex公司，浓度为10mg/L(使用前用0.5%硝酸稀释成10.0ng/ml);调谐液(Li、Y、Ce、Tl、Co):购于美国Spex公司，浓度为10mg/L(使用前用0.5%硝酸稀释成1.0ng/ml);硝酸(德国默克公司，色谱纯);基体改进剂磷酸二氢铵(天津市光复精细化工研究所，优级纯)。

1.2方法

1.2.1样品前处理(微波消解)准确称取1.0g左右的样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入5ml硝酸，混匀放置过夜进行冷消化。设置微波消解系统的升温条件进行消化，消解完成后自然冷却至室温，使用真空赶酸仪进行赶酸(设定温度:140℃，上升时间:15min，保持时间:30min)，冷却后用去离子水定量转移并定容至25ml，上机备用，同时做试剂空白和加标实验(见表1)。

1.2.2标准曲线绘制AAS法:分别准确吸取一定量的铅、镉标准溶液，用0.5%的硝酸溶液配制成浓度分别为0.0ng/ml、2.0ng/ml、4.0ng/ml、8.0ng/ml、10.0ng/ml、20.0ng/ml、40.0ng/ml的铅标准系列溶液，浓度为0.0ng/ml、1.0ng/ml、2.0ng/ml、4.0ng/ml、6.0ng/ml、8.0ng/ml、10.0ng/ml的镉标准系列溶液。ICP－MS法:分别取铅、镉单元素标准溶液加入同一容量瓶中，用0.5%的硝酸溶液配制成浓度分别为0.0ng/ml、1.0ng/ml、5.0ng/ml、10.0ng/ml、15.0ng/ml、20.0ng/ml、30.0ng/ml的混合标准溶液。

1.2.3仪器工作参数AAS仪器:对原子吸收分光光度计进行条件优化，选择最优仪器工作参数(见表2)。ICP－MS仪器:用质谱调谐溶液对仪器测定时的工作条件进行优化，使仪器的灵敏度、背景、双电荷和分辨率等各项参数均达到测定要求，从而得到最佳仪器技术参数与设定值。功率:1280W;冷却气流速:15L/min;辅助气流量:0.1L/min;载气流速:1.14L/min;采样深度:7mm;雾化器为Barbinton型;采样锥类型为镍锥;分析模式:定量;扫描次数:35;重复次数:3;混合内标溶液(Bi、In、Sc、Li、Ge、Y)浓度为10.0ng/ml。

1.2.4测定过程AAS法:在仪器条件优化的状态下，将标准曲线溶液和样品溶液各20μl进行上机测定，基体改进剂进样量为5μl。ICP－MS法:用调谐液将仪器条件优化后，分别将混合内标、试剂空白溶液、标准曲线溶液和样品溶液进入仪器，根据绘制的标准曲线方程分别计算出各物质的含量。

1.3统计学方法所有数据采用SPSS22.0软件进行分析，结果比对采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

二、结果

2.1消解方式选择食品样前处理一般采用湿法消解和微波消解两种方式。通过对比两种消解方式的优缺点及实验要求，本文优先采用微波消解法作为样品前处理方式。微波消解作为目前元素食品分析常用的消解方式，在密闭空间进行，具有快速、高效、减少待测元素污染和损失等优点。

2.2线性范围与检出限AAS法的线性范围较窄，一般只有2～3个数量级。ICP－MS法线性动态范围可以达到9个数量级。本文考虑到实际样品中重金属含量，选择适宜的标准曲线，经测定，r＞0.999。同时，根据

IUPAC的规定，分别测定了铅、镉的检出限(见表3)。

2.3精密度和加标回收率称量6份平行样品，用相同方法处理后采用AAS和ICP－MS法测定样品中铅、镉的含量，计算平均值，求得相对标准偏差(ＲelativeStandardDeviation，ＲSD)，ＲSD＜5.00%，但ICP－MS法精密度略高于AAS法。加标回收实验表明两种方法的加标回收率在93.7%～101.8%之间，且ICP－MS法加标回收率略高于AAS法(见表4)。

2.4样品分析两种检测方法测定本地产20份蔬菜样品中的铅、镉含量，AAS的测定结果略高于ICP－MS，差异无统计学意义(t=1.465，P＞0.05)(见表5)。

三、讨论

本文分别采用AAS法和ICP－MS法对比测定蔬菜中铅、镉的含量，结果表明两种检测方法的测定值之间差异无统计学意义，表明两种检测方法均具有较好的适用性和可靠性。ICP－MS法比AAS法提供了更宽的线性范围和更低的检出限，同时该方法简化了操作流程，分析速度快、仪器条件干扰少、可同时进行同位素和多元素分析，而且仪器谱线简单易掌握，测定结果的精密度、准确度以及样品的分析效率更高，可以为蔬菜中重金属检测提供参考依据。

四、文献出处及鸣谢
本文主要内容部分出自：1.两种检测方法测定蔬菜中铅、镉等重金属元素含量的比较
张瑞，刘建国，杜瑾，耿纯梅，索晓敏，史超巴彦淖尔市疾病预防控制中心，内蒙古 015000
                                     中图分类号: Ｒ155. 5 +4 文献标识码: A 文章编号: 1003 －6245( 2020) 02 －0203 －03
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