ICPMS测试卷烟纸中重金属含量.docVIP

ICP-MS测试卷烟纸中铅、砷、汞、镉、铬、镍的方法研究 （牡丹江恒丰纸业技术中心 李党国 157013） 摘要 采用微波消解前处理样品,建立电感耦合等离子体质谱法同时测定卷烟纸中的Cr、Ni、As、Cd、Hg和Pb6种重金属含量。该方法采用内标补偿基体效应,采用碰撞池（CCT）模式消除Ni的质谱干扰。该方法相对标准偏差均小于10%、回收率为89.9%—102.7%、检出限为1.00—62.2ng/L,该方法操作简单、分析速度快、灵敏度高、准确度好, 能快速、准确测定彩色卷烟纸中重金属。 关键词 电感耦合等离子体-质谱法 卷烟纸 重金属 微波消解 碰撞池 1 引言 铅、铬、镉、镍等金属易在人体内蓄积,对人体毒害很大,1990年Hoffman将As、Cd、Cr、Pb、Ni和Hg等列为烟草44种有害成分【1】。其中砷及其化合物都具有毒性，世界卫生组织(WHO)已将砷排在优先研究的有毒金属的第一位，国际癌症研究所(IARC)、美国环境卫生科学研究院(NIEHS)等诸多权威机构已将砷公认为人类已确定的致癌物，我国烟草行对卷烟配套用纸中砷含量也规定了严格的限量。香烟在抽吸过程中纸中含有的这些重金属元素,可经呼吸道、消化道进入人体。随着卷烟减害降焦工作的不断深入,卷烟配套用纸中有害元素残留逐渐受到高度重视,因此,准确测定卷烟纸中重金属含量对于卷烟烟气的安全性评价及降低卷烟危害具有一定意义。在国标中，Pb、Cr、Cd、Ni采用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)，As、Hg采用氢化物原子吸收法(HG-AAS)或氢化物原子荧光(HGAFS)，但是这些方法分别具有操作繁琐、检测周期长、试剂用量大、灵敏度低、重现性差等缺点。因此建立一种简便、快速、准确、检出限低的测试方法具有十分重要的意义。电感耦合等离子体质谱分析技术(ICP-MS)是近十几年来发展最快的无机微量元素分析应用的先进技术之一。由于其具有较高的灵敏度和精密度，且易于进行多元素同时分析且检出限低，干扰少、精度高、线性范围宽、简便、快捷，已经广泛用于测定海产品中的微量元素，化妆品中的有害元素，水、土壤中的矿物元素，生物样品痕量分析等。 本文建立了一种卷烟纸中铅、砷、汞、镉、铬、镍的测试方法，并比较了普通模式和CCT模式测试卷烟纸中镍含量的差异并对CCT模式测试卷烟纸镍含量消除多原子离子干扰效果进行了评价。 2 实验部分 2.1 试剂、材料和仪器 X2型电感耦合等离子质谱仪（美国Thermofisher公司）；WX-4000型微波消解仪（上海屹尧微波化学技术有限公司）；控温电加热板（上海屹尧微波化学技术有限公司）；卤素水分测定仪（瑞士梅特勒公司）；实验室用水为超纯水（18.2MΩ.cm）；单元素标准溶液（As、Pb、Hg、Cr、Cd、Ni）1000μg/mL（中国有色金属和电子材料分析测试中心）；仪器调谐液（美国Thermofisher公司提供，10ppb），内标溶液（含Sc、Ge、Y、In、Bi）1000μg/mL（中国有色金属和电子材料分析测试中心），浓硝酸（优级纯，德国MERCK）测定 3 结果与讨论 3.1 前处理方法的选择 3.1.1 前处理方式的选择 国际上先进的分析实验室都极为重视样品前处理工作【2】。样品的前处理，目的在于除去干扰因素，完整保留被测组分，或使被测组分浓缩。传统的方法主要有湿法消化和干法灰化。但是这些方法存在着在消化过程繁琐、周期长，易产生大量的有害气体，危险性较大，且试剂用量也较多，空白值偏高，试样易损失等缺点。微波消解法与传统的干法灰化和湿法消化法相比,具有溶样时间短、试剂用量少、空白值低、元素损失少等优点。因此本实验选用微波消解方法处理样品。 3.1.2微波消解试剂的选择 硝酸是ICP-MS 分析中最好的酸介质,因为硝酸中含有的O、N、H3种元素在等离子体所夹带的气体中均含有,不会再引入新的多原子离子干扰，但在用HNO3体系于密闭的微波炉中消解一些样品时,Hg的精密度不好。这是因为:①在ICP-MS 分析时,汞易被雾化室、炬管及贮存样品溶液的容器壁等吸附而产生记忆效应;②汞元素的电离能高(第一电离电位10.437eV),在氩等离子体中的电离度仅为32.31 %；③制造消解罐的PFA是一种半透膜,在样品消解过程中罐内的压力很高,可使一些Hg渗出罐壁或由于泄漏损失【3】。实验中发现,在消解样品时加入1mL 2μg/mL金标准溶液可改善Hg测试时的精密度，较好的消除Hg的记忆效应。因此在测试Hg时应在处理样品中和标准系列中加入金标准溶液作稳定剂。 3.2 ICP-MS分析条件的选择 采用ICP-MS 仪对消解后样品进行分析时,为了减少信号漂移和基体效应对测量造成的影响,在线加入Sc、Ge、In和Bi作为内标。在ICP-MS分析过程中,分