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摘要:采用硝酸作为消解剂对样品进行微波消解,利用ICP-AES同时测定广西钦州出口养殖对虾中的Hg、As、Pb、Cd等15种元素。通过加标回收实验与方法精密度计算,验证了该方法所得数据的可靠性,各元素测定结果的相对标准偏差在1.11%~3.83%之间,加标回收率在92.0%~110.0%之间。结果显示,与常规单一检测法相比,本法高效简便、灵敏准确,适合常规检测。
关键词:钦州 出口南美对虾 微波消解 电感耦合等离子体-原子发射光谱法
中图分类号:O655.1+1 文献标识码:A 文章编号:1672-5336(2015)08-0000-00
Abstract: Determination of fifteen elements in Qinzhou export Penaeus vannamei were studied by ICP-AES after digested by HNO3 in microwave system. The determination results showed the method was sensitive and accurate. The reliability of analytical data was checked by additional standard recovery test and method precision. Recoveries of the method for these elements were in the range of 92.0%~110.0%, with the RSD≤3.83%(n=5). Compared with the commonly used single-element analytical techniques, the proposed method has the advantages of more efficient and accurate.
Key words: Qinzhou; Export penaeus vannamei; Microwave digestion; ICP-AES
1 引言
钦州生产对虾历史悠久,在国内外市场上久负盛名。近年来,钦州对虾养殖业的不断扩大,极大地推动了钦州地区的经济发展,特别是对虾出口量的逐年增长,更带动了北部湾沿海地区育苗、饵料生产、冷藏加工等相关产业链的同步发展。
然而随着国外食品安全壁垒的越筑越高,美国、欧盟等国对进口水产品提出了极为苛刻的检测要求,及时掌握并严格控制我国出口对虾中Hg、As、Pb、Cd等多种元素指标就显得尤为重要。本文采用的微波消解手段,结合电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术(ICP-AES)测定钦州出口对虾中Hg、As、Pb、
Cd等15种元素的含量[1-4],实现了多元素的同时快速测定,缩短了检测周期,且灵敏度高,准确性好,方法的检出限、精密度以及加标回收均取得了令人满意的结果,这为科学评价钦州出口对虾提供了技术支持。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
iCAP6300全谱直读等离子发射光谱仪(美国热电);Mars5微波消解仪(美国CEM);美国ELGA CLASSIC UVF超纯水仪。
Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Se、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、Sr、Ti、Bi的单元素国家标准溶液(浓度均为1000 mgL-1);超纯水(18.2MΩcm);HNO3 、H2O2均为GR级。
样品取自5家钦州出口对虾企业的养殖基地。
2.2 测定方法
2.2.1 样品前处理
将对虾洗净,去头、去皮、去肠腺后取肌肉,分别搅细,匀浆。称取0.5 g试样(精确至0.0001g)于消解罐中,加入8 mL HNO3,经微波消解后,取出,于可调式电热板上赶酸后,转移并用超纯水定容于l0 mL容量瓶中。微波消解仪设定统一的升温程序:10℃min-1的升温速度从室温升至100℃保持温度5min,而后10℃min-1升温速度升至140℃保持温度5min,最后以同样速度升至180℃保持温度20min。
2.2.2 混合标准系列溶液的配制
使用Hg、As、Pb、Cd、Cr等15种元素的系列混合标准溶液用标准储备液按10.0、5.0、1.0、0.1mgL-1浓度梯度配置,用1%的HNO3溶液作定容介质。
2.2.3 样品测定
对仪器工作参数进行优化,最佳工作条件下绘制各元素校准曲线,对样品进行测定,每个样品重复测定5次。等离子发射光谱仪的工作参数:RF功率为1150W,辅助气流速为0.5 Lmin,观测高度为15mm, 冲洗泵速和分析泵速为50 rmin,冲洗时间为30s,积分时间为长波15s短波5s。
3 结果与讨论
3.1样品前处理方法讨论
相较传统的开放式干法、湿法消化,微波消解法是目前样品前处理最有效的方法,它简便、高效、消耗试剂少、空白值低、污染小、准确性高,现已用于多种领域样品的处理[5-7]。
3.2各元素分析线及对应线性范围和检出限
在ICP-AES中,干扰元素的响应值较高时,干扰会较强烈。本试验中,综合仪器信号强度、干扰情况和稳定性等,选择了干扰少、精密度好的分析谱线,见表1。采用5个混合标准溶液点绘制标准曲线,连续测定空白溶液11次,以其结果的3倍标准偏差作为检出限。由结果可知,方法检出限在0.0001~0.007?gmL-1之间,各元素相关系数均大于0.9981。
3.3方法精密度与回收率实验
按照上述样品前处理方法和仪器工作条件,任取其中一个样品,对该样品连续测定5次,得到的各元素的RSD在1.11%~3.83%之间,同时为考查试验结果的准确度,在该样品中分别加入各元素一定浓度的标准溶液,按上述试验方法进行回收率测定,得到的加标回收率均在92.0%~110.0%之间(见表2),说明结果的准确度较高。 3.4样品测定结果
按照试验方法,分别测定5个样品中的Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Se、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、Sr、Ti、Bi含量,每个样品平行测定3次,取平均值,测定结果见表3。
4 结语
(1)实验建立了钦州出口对虾中Hg、As、Pb、Cd等 15种元素的微波消解ICP-AES分析方法。该方法实现了多元素的同时快速测定,且灵敏度高,准确性好,方法的检出限、精密度以及加标回收均取得了令人满意的结果,这为科学评价钦州出口对虾提供了技术支持。
(2)从实验结果来看,对虾产品中As、Pb、Cr、Hg、Cd、Cu 6种有毒元素的含量,均符合NY 5073-2001“无公害食品 水产品中有毒物质限量”中As(总砷)≤0.5mgkg-1、Pb≤0.5mgkg-1、Cr≤2.0mgkg-1、Hg≤0.5 mgkg-1、Cd≤0.5mgkg-1和Cu≤50mgkg-1的要求,说明出口对虾安全可靠。
(3)对虾产品中还富含Se、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、Sr、Ti、Bi 9种微量元素,其中Fe的含量最高,Zn、Sr、Mn含量次之,Ni、Ti、Se、Bi、Co含量较少。现代医学证明,微量元素对人体健康、生长发育和防病治病有着密切的关系[8-9],如Fe是骨髓造血系统的主要原料;Sr能影响神经肌肉的兴奋性和骨骼的生长发育;Se能防御某些金属的毒性作用;Co参与构成VB12,具有防止贫血的功能等。这些正是虾肉具有食用和药用价值最有力的科学依据。
参考文献
[1]温建华,迟晓峰,董琦,胡凤祖.微波消解ICP-AES测定黑番茄中的17种微量元素[J].光谱实验室,2010,27(5),1878-1880.
[2]孙涌栋,杜晓华.微波消解ICP-AES测定苋菜的矿质元素[J].光谱实验室.2010,27(5),1780-1782.
[3]李珊,刘玉兰.ICP-AES法直接测定海产品中l7种元素[J].理化检验-化学分册,1999,35(7),400-401.
[4]周娅,杨定清,谢永红,王棚.ICP-AES测定赶黄草中的微量元素[J].光谱实验室.2011,28(2),0563-0565.
[5]吴晓霞,黄芳,杨慧.土壤重金属测定中不同消解方法的对比研究[J].南京晓庄学院学报,2010,3:44-47.
[6]许海,王洁琼,徐俊,蒋治国,景茜,堵燕钰,王博超,吴冬梅,刘建国.土壤重金属测定中不同消解方法的比较[J].常州工学院学报,2008,21(2),70-74.
[7]苏效东.小秦艽中汞、砷微波消解ICP-AES测定法的建立[J].青海医学院学报,2009,30(3),205-206.
[8]王夔主编.生命科学中的微量元素分析与数据手册[M].北京:中国计量出版社,1998.7.
[9]孔祥瑞.必需微量元素的营养、生理及临床意义[M].合肥:安徽科学技术出版社,1982.25-28.
收稿日期:2015-04-02
作者简介:覃丽霞(1981—),女,汉族,广西浦北人,硕士研究生,工程师,现就职于广西壮族自治区产品质量检验研究院,主要从事食品、化工品、危险化学品等检测。
关键词:钦州 出口南美对虾 微波消解 电感耦合等离子体-原子发射光谱法
中图分类号:O655.1+1 文献标识码:A 文章编号:1672-5336(2015)08-0000-00
Abstract: Determination of fifteen elements in Qinzhou export Penaeus vannamei were studied by ICP-AES after digested by HNO3 in microwave system. The determination results showed the method was sensitive and accurate. The reliability of analytical data was checked by additional standard recovery test and method precision. Recoveries of the method for these elements were in the range of 92.0%~110.0%, with the RSD≤3.83%(n=5). Compared with the commonly used single-element analytical techniques, the proposed method has the advantages of more efficient and accurate.
Key words: Qinzhou; Export penaeus vannamei; Microwave digestion; ICP-AES
1 引言
钦州生产对虾历史悠久,在国内外市场上久负盛名。近年来,钦州对虾养殖业的不断扩大,极大地推动了钦州地区的经济发展,特别是对虾出口量的逐年增长,更带动了北部湾沿海地区育苗、饵料生产、冷藏加工等相关产业链的同步发展。
然而随着国外食品安全壁垒的越筑越高,美国、欧盟等国对进口水产品提出了极为苛刻的检测要求,及时掌握并严格控制我国出口对虾中Hg、As、Pb、Cd等多种元素指标就显得尤为重要。本文采用的微波消解手段,结合电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术(ICP-AES)测定钦州出口对虾中Hg、As、Pb、
Cd等15种元素的含量[1-4],实现了多元素的同时快速测定,缩短了检测周期,且灵敏度高,准确性好,方法的检出限、精密度以及加标回收均取得了令人满意的结果,这为科学评价钦州出口对虾提供了技术支持。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
iCAP6300全谱直读等离子发射光谱仪(美国热电);Mars5微波消解仪(美国CEM);美国ELGA CLASSIC UVF超纯水仪。
Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Se、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、Sr、Ti、Bi的单元素国家标准溶液(浓度均为1000 mgL-1);超纯水(18.2MΩcm);HNO3 、H2O2均为GR级。
样品取自5家钦州出口对虾企业的养殖基地。
2.2 测定方法
2.2.1 样品前处理
将对虾洗净,去头、去皮、去肠腺后取肌肉,分别搅细,匀浆。称取0.5 g试样(精确至0.0001g)于消解罐中,加入8 mL HNO3,经微波消解后,取出,于可调式电热板上赶酸后,转移并用超纯水定容于l0 mL容量瓶中。微波消解仪设定统一的升温程序:10℃min-1的升温速度从室温升至100℃保持温度5min,而后10℃min-1升温速度升至140℃保持温度5min,最后以同样速度升至180℃保持温度20min。
2.2.2 混合标准系列溶液的配制
使用Hg、As、Pb、Cd、Cr等15种元素的系列混合标准溶液用标准储备液按10.0、5.0、1.0、0.1mgL-1浓度梯度配置,用1%的HNO3溶液作定容介质。
2.2.3 样品测定
对仪器工作参数进行优化,最佳工作条件下绘制各元素校准曲线,对样品进行测定,每个样品重复测定5次。等离子发射光谱仪的工作参数:RF功率为1150W,辅助气流速为0.5 Lmin,观测高度为15mm, 冲洗泵速和分析泵速为50 rmin,冲洗时间为30s,积分时间为长波15s短波5s。
3 结果与讨论
3.1样品前处理方法讨论
相较传统的开放式干法、湿法消化,微波消解法是目前样品前处理最有效的方法,它简便、高效、消耗试剂少、空白值低、污染小、准确性高,现已用于多种领域样品的处理[5-7]。
3.2各元素分析线及对应线性范围和检出限
在ICP-AES中,干扰元素的响应值较高时,干扰会较强烈。本试验中,综合仪器信号强度、干扰情况和稳定性等,选择了干扰少、精密度好的分析谱线,见表1。采用5个混合标准溶液点绘制标准曲线,连续测定空白溶液11次,以其结果的3倍标准偏差作为检出限。由结果可知,方法检出限在0.0001~0.007?gmL-1之间,各元素相关系数均大于0.9981。
3.3方法精密度与回收率实验
按照上述样品前处理方法和仪器工作条件,任取其中一个样品,对该样品连续测定5次,得到的各元素的RSD在1.11%~3.83%之间,同时为考查试验结果的准确度,在该样品中分别加入各元素一定浓度的标准溶液,按上述试验方法进行回收率测定,得到的加标回收率均在92.0%~110.0%之间(见表2),说明结果的准确度较高。 3.4样品测定结果
按照试验方法,分别测定5个样品中的Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Se、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、Sr、Ti、Bi含量,每个样品平行测定3次,取平均值,测定结果见表3。
4 结语
(1)实验建立了钦州出口对虾中Hg、As、Pb、Cd等 15种元素的微波消解ICP-AES分析方法。该方法实现了多元素的同时快速测定,且灵敏度高,准确性好,方法的检出限、精密度以及加标回收均取得了令人满意的结果,这为科学评价钦州出口对虾提供了技术支持。
(2)从实验结果来看,对虾产品中As、Pb、Cr、Hg、Cd、Cu 6种有毒元素的含量,均符合NY 5073-2001“无公害食品 水产品中有毒物质限量”中As(总砷)≤0.5mgkg-1、Pb≤0.5mgkg-1、Cr≤2.0mgkg-1、Hg≤0.5 mgkg-1、Cd≤0.5mgkg-1和Cu≤50mgkg-1的要求,说明出口对虾安全可靠。
(3)对虾产品中还富含Se、Fe、Zn、Mn、Ni、Co、Sr、Ti、Bi 9种微量元素,其中Fe的含量最高,Zn、Sr、Mn含量次之,Ni、Ti、Se、Bi、Co含量较少。现代医学证明,微量元素对人体健康、生长发育和防病治病有着密切的关系[8-9],如Fe是骨髓造血系统的主要原料;Sr能影响神经肌肉的兴奋性和骨骼的生长发育;Se能防御某些金属的毒性作用;Co参与构成VB12,具有防止贫血的功能等。这些正是虾肉具有食用和药用价值最有力的科学依据。
参考文献
[1]温建华,迟晓峰,董琦,胡凤祖.微波消解ICP-AES测定黑番茄中的17种微量元素[J].光谱实验室,2010,27(5),1878-1880.
[2]孙涌栋,杜晓华.微波消解ICP-AES测定苋菜的矿质元素[J].光谱实验室.2010,27(5),1780-1782.
[3]李珊,刘玉兰.ICP-AES法直接测定海产品中l7种元素[J].理化检验-化学分册,1999,35(7),400-401.
[4]周娅,杨定清,谢永红,王棚.ICP-AES测定赶黄草中的微量元素[J].光谱实验室.2011,28(2),0563-0565.
[5]吴晓霞,黄芳,杨慧.土壤重金属测定中不同消解方法的对比研究[J].南京晓庄学院学报,2010,3:44-47.
[6]许海,王洁琼,徐俊,蒋治国,景茜,堵燕钰,王博超,吴冬梅,刘建国.土壤重金属测定中不同消解方法的比较[J].常州工学院学报,2008,21(2),70-74.
[7]苏效东.小秦艽中汞、砷微波消解ICP-AES测定法的建立[J].青海医学院学报,2009,30(3),205-206.
[8]王夔主编.生命科学中的微量元素分析与数据手册[M].北京:中国计量出版社,1998.7.
[9]孔祥瑞.必需微量元素的营养、生理及临床意义[M].合肥:安徽科学技术出版社,1982.25-28.
收稿日期:2015-04-02
作者简介:覃丽霞(1981—),女,汉族,广西浦北人,硕士研究生,工程师,现就职于广西壮族自治区产品质量检验研究院,主要从事食品、化工品、危险化学品等检测。