电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定沙虫中10种重金属元素

沙虫中10种重金属元素韦慧强(广西钦州市生态环境局，广西 钦州535000)摘要建立了高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法快速测定沙虫中10种重金属元素(Pb、Tl、Cd、

As、Cr、Ni、V、Cu、Sn、Sb)的方法，并分析了重金属的分布特征。试样经粉碎后，以HNO3和H2O2为消 解剂进行消解处理，得到的消解液使用电感耦合等离子体质谱仪测定各元素的含量。结果表明，10种 重金属元素的方法检出限在0. 05〜2. 5 yg/kg,相对标准偏差(RSD,n=3)小于4% ,在0. 05〜100 yg/L 范围内线性关系良好，相关系数均大于0.999,方法用于国家有证标准物质(GBW10050)的测定，结果与

标示值相符。方法灵敏度高，重现性好，定量准确，适用于沙虫样品的检测。关键词 电感耦合等离子体质谱法；高压密闭消解；沙虫；重金属元素中图分类号：O657. 63；TH843 文献标志码：A 文章编号：2095-1035(2019)04-0008-04Determination of 10 Kinds of Heavy Metal Elements

in Sipunculus Nudus by ICP-MSWEI Huiqiang(Qinzhou Municipal Ecological Environment Bureau , Qinzhou <>Guangxi 535000 , China)Abstract A novel method was established for the analysis of 10 kinds of heavy metals elements in

Sipunculus nudus by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Sipunculus nudus were

digested by sealed high pressure digestion with HNO3-H2O2. The results showed that the detection limits

were 0. 05 — 2. 5 ptg/kg, and relative standard deviation (RSD, w = 3) were less than 4%. The linear relationship was good in the range of 0. 05一100 yg/L with the correlation coefficients greater than 0. 999.

The proposed method was applied to the determination of reference samples(GBW10050) with satisfactory

results. The method has high sensitivity, good reproducibility and accurate quantification, suitable for the

detection of sand worms.Keywords ICP-MS； sealed high pressure digestion； sipunculus nudus； heavy metals elements收稿日期：2019-03-26 修回日期=2019-04-14作者简介：韦慧强，男，助理工程师，主要从事环境分析研究。E-mail：3154160254@qq. com

本文引用格式：韦慧强•电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定沙虫中10种重金属元素[J].中国无机分析化学，2019,

9(4)：8-11.WEI Huiqiang. Determination of 10 Kinds of Heavy Metal Elements in Sipunculus Nudus by ICP-MS]J]. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2019,9(4) : 8-11.第4期韦慧强:电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定沙虫中10种重金属元素9刖目—1—

罐（内罐材质：聚四氟乙烯）；全自动器皿清洗系统

（南京滨正红仪器有限公司）；密理博超纯水系统。沙虫，学名“方格星虫”，主要生长于沿海泥沙 中，盛产于北部湾的北海市及广东的湛江等地，长约

Pb、Tl、Cd、As、Cr、Ni、V、Cu、Sn、Sb 多元素混 合标准储备溶液（1 000 mg/L,国家有色金属及电

两寸，状若芦芽，肉质脆嫩，味道鲜美，富含蛋白质、 多肽成分和人体必需氨基酸，还有很高的食疗价值，

子材料分析测试中心），错、锢、铤、铳溶液

（1 000 mg/L）,硝酸（优级纯），过氧化氢（优级纯），

国家有证标准物质大虾（GBW10050）。1.2仪器工作参数具有清肺健脾、降血压、抗疲劳、延缓衰老等作 用因而被誉为“海洋虫草”。沙虫对周围的生活

环境要求非常高，一旦自己生长环境受到污染则很 难成活，因而素有“环境标志生物”之称。电感耦合等离子体质谱仪最佳工作条件参数设 定见表1。目前，国内外学者对沙虫中的营养成分及生物 学特性研究比较多,而对沙虫中重金属元素含量

1.3样品预处理及测定将沙虫的肉（肉用纯水洗净）与内脏分离，称取 样品约0.5 g（精确至0. 000 1 g）到消解内罐（经全 自动器皿清洗系统洗净）中，加入8.0 mL HNO3和

的研究却鲜有报道⑻。实验选取产于北部湾的沙虫

为研究对象，采用空白值低且较易控制的高压密闭 消解法［9〕对沙虫进行消解，然后采用高灵敏度、低检

2.0 mL H2O2,拧紧外罐后放入烘箱中加热消解

出限电感耦合等离子体质谱法3⑷对沙虫肉及内 脏中的重金属元素含量及其分布状况进行分析，以 期为评价沙虫样品中的微量元素提供数据支撑，同

（100 °C保持 2 h,140 °C保持 2 h,170 °C保持 4 h）。

消解完成后在电热板上150 °C左右赶酸至溶液剩余

0.5 mL,消解液全量转移至25 mL塑料容量瓶中，

摇匀待测。用硝酸（5 + 95）溶液逐级稀释多元素储 备溶液，配制成 0.05、0. 1、0. 5、1.0、5.0、10.0、

时为进一步研究北部湾海域的环境问题提供必要的

依据。1实验部分1.1仪器与试剂20. 0、50. 0 yg/L 系列（Pb、Tl、Cd、As、Cr、Ni、V、

Cu、Sn、Sb）混合标准溶液，在线加入内标溶液，建立 标准曲线。在最优化实验条件下使用ICP-MS法测 定沙虫中的重金属元素含量，同时做空白实验和质

Nexion 300X电感耦合等离子体质谱（ICP- MS）仪（珀金埃尔默仪器有限公司）；高压密闭消解

控样。表1仪器参数Table 1 Instrumental parameters条件射频功率/W采样深度/mm参数1 1002. 55. 0氮气流量/(mL • min-1)扫描方式条件雾化器流量/（L • min-1）等离子体气流量/（L・ min-1）取样速率/（L・min-1）重复测定次数/次参数1. 06150. 53跳峰2结果与分析2.1干扰的消除40 000 个/ s ； CeO/CeV 2. 5 % ； Ce + + /Ce V 3.0%）,

其次在待测离子进入质量分析器前加入碰撞反应池 技术（优化选定氮气流量为5. 0 L/min）,让干扰离子

电感耦合等离子体质谱法测定元素的干扰通常 与反应气He进行碰撞改变其质量数,使得其原始飞 行轨道发生偏移，从而达到去干扰的目的。非质谱干

分为两大类:质谱干扰和非质谱干扰。质谱干扰通常 指的是同量异位素、多原子、双电荷离子的干扰（如表

扰主要源于样品基质及黏度，消除非质谱干扰的常用 措施是对样品进行稀释或者使用内标法进行校正。

2所示），为了消除这些干扰，实验首先使用调谐液对 仪器的各项参数进行优化，使其灵敏度及氧化物和双 电荷产生达到超痕量分析要求（目标参数：Be>

实验通过在线加入高中低质量数Bi?15 In/2 Ge?5 Sc 内标溶液监测信号变动情况，用内标法定量,有效地

3 000 个/s；Mg>20 000 个/s；In>50 000 个/s；U> 克服了仪器的漂移，保证了测定的准确性。10中国无机分析化学表2潜在的干扰Table 2 Potential Interferences2019 年元素Pb质量数207. 977204. 975潜在干扰物质MoO元素V质量数50. 94462.9298潜在干扰物质、CIO, HSOT1CdAsCuSnSb110. 90474. 921651. 9405ArCl, Sm++ ,Nd++ ,Eu+ +117. 902120. 90459.9332PO2, TiOMoO, U++ArN, CIO, ArO, SO, ArC, HC1OCrNi

CaO2.2方法学考察行预处理并测定（72=6）,测定结果见表4,各元素的

2.2.1标准曲线及检出限在设定的仪器工作条件下，以1.0 mg/L错、

测定值均在标准物质标示值范围内，相对标准偏差

（RSD）为0.8%〜3. 8%。实验结果说明方法具有

良好的准确度和精密度。表3元素相关系数及检出限Table 3 Correlation coefficients and detection锢、铤、铳溶液作为内标，依次对0、0.05、0. 1、0. 5、

1. 0.5. 0.10. 0.20. 0.50. 0 Mg/L 多元素系列混合标 准溶液点进行测定，以待测元素的信号值（每秒计 数）/内标元素信号值（每秒计数）的比值为纵坐标，

limits for ICP-MS待测元素质量浓度为横坐标，建立标准曲线,结果如

元素PbT1内标209 Bi209 Bi去干扰技术碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式碰撞模式相关系数0. 99970. 9997检出限/（遽• kg-1）0. 110. 050. 18表3所示。表3结果显示，各元素在0. 05〜

50.0 yg/L范围内线性关系较好，其线性相关系数 均大于0. 999,各元素的检出限以11次空白溶液测 定值所得标准偏差的3倍计算。结果表明，待测元

Cd115 In1. 01. 01. 01. 01. 01. 01. 01. 0AsCr74 Ge45 Sc45 Sc45 Sc45 Sc115 In115 In1. 041. 470. 792. 01. 2素的检出限为0. 05〜2. 5 Mg/kgo

NiV2.2.2方法准确度与精密度实验为了验证方法的准确性，按实验方法中的前处 理方法对基质相近的标准物质大虾（GBW10050）进

CuSnSb2. 50. 11表4大虾标准物质（GBW10050）的测定结果Table 4 Determination results of certified reference materials (GBW10050)标准物质元素PbCd标示值/(mg • kg-1)0. 20 + 0. 050. 039 + 0. 002(2.5)测定值/(mg • kgT)0. 170. 035RSD/%3. 83. 1As5. 20. 81. 41. 7Cr0. 35 + 0. 11(0. 23)0. 260. 180. 002 0大虾(GBW10050)Ni

T1V0. 002 + 0. 000 50. 24 + 0. 074. 01. 80. 1710. 50. 012CuSn10. 3 + 0. 7(0.024)(16)0. 92. 73. 5Sb132.3实际样品测定球工业的发展和城市化进程的提速，人类活动不断 加剧，频繁使用各种含重金属农用物质（农药、肥料、

将沙虫肉及内脏分离后采用高压罐密闭消解

后，消解液利用电感耦合等离子体质谱法测定 其中的重金属元素含量，结果如表5所示。由表5

塑料薄膜等），这些物资经雨水的冲涮后最终会流入

河流中。此外大量未经处理或者处理后未达标的工

可知，沙虫内脏中的重金属元素普遍高于肉体中的 业污水（工矿活动产生的污水）、城市生活用水直接 排进江河中，最终汇入大海，这些因素均可导致海底 土壤重金属含量上升。综合分析，沙虫中重金属除了来源于成土母质

含量。2.4沙虫体内重金属元素来源的探讨沙虫生长所需的养分主要从土壤中获取，而土

壤中重金属元素的来源通常有多种途径，大致可以 分为：自然源（即成土母质）和人类活动源。随着全

外，还可能来源于农用物资的使用以及工业污染及 生活污水的不达标排放。第4期韦慧强:电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定沙虫中10种重金属元素表5样品的测定结果Table 5PbT111Determination results of samplesAs/(mg • kg-1)V样虫肉虫肉虫肉虫肉CdCrNiCu255SnSb6. 715. 795. 293. 420. 1110. 1040. 0930. 1140. 0920. 0720. 0900. 0956. 546. 425. 073. 875. 083. 663. 8759. 919. 310. 36. 584. 715. 529. 409. 595. 385. 681. 1463. 545. 255. 29. 957. 34& 222140. 920. 750. 850. 630. 750. 760. 78& 329. 211441524. 564. 412. 283. 52内脏内脏内脏内脏& 921& 421. 824. 323. 248733633027. 122. 923. 523. 43& 755. 310. 0311. 7210. 8851255773236348167. 976. 44. 454. 654. 393结论实验选用HNO3-H2O2溶样体系对沙虫样品进

艺研究［J］.食品工业(The Food Industry ) , 2012,

行高压密闭消解，消解液中的10种有害重金属元素 采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定。检出限及

标准物质测定等实验表明，方法准确度高、精密度 好，适用于沙虫中铅、镉、碑等痕量重金属元素的快 速检测。参考文献33(7)：71-74.［7］ 朱银玲，李思东，周兴起.沙虫营养成分测定及营养学

评价［J］.食品研究与开发(Food Research and Developent), 2011, 32(8) ： 118-120.［8］ 陈文，王湘君，赵阳，等.微波消解-ICP-MS法测定沙虫

中重金属元素［J］.农业科学与技术(Agricultural science and technology^), 2014,15(5) ：724-72&［9］ 陈晓东，麦丽碧，许洁瑜，等.高压密闭消解-鋁蓝分光光

度法测定钻珞烤瓷合金中硅［J］.中国无机分析化学

m蒋定文，沈先荣，贾福星，等.海洋星虫提取物的营养

分析及免疫调节作用的初步观察口］.中国生化药物杂

志(Chinese Journal of Biochemical Drugs ) , 2004,

25(2)：96-97.［2］ 张桂和，李理，赵谋明，等.方格星虫营养成分分析及

抗疲劳作用研究［J］.营养学报Q Journal of Nutrition ), 2008, 30(3):318-320.［3］ 沈先荣，蒋定文，贾福星，等.方格星虫延缓衰老作用

研究中国海洋药物(Chinese J ournal of Marine Drugs) , 2004, 23(l)：30-32.［4］ 朱银玲，李思东，周俊，等.沙虫中营养元素和常规营养成

分分析［J］.化学世界(Chemical World} , 2012(5)：269-271.［5］ 董兰芳，张琴，许明珠.方格星虫多糖的分离纯化及单

糖组成［J］.食品科学{Journal of Food Science} , 2015 , 36(1):109-112.［6］ 刘婷，吴亨，查春明，等.沙虫的成分测定以及酶解工

(^Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry ), 2017,7(4):69-72.［10］ 王小如.电感耦合等离子体质谱应用实例［M］.北京：化

学工业出版社，2005.［11］ 徐萍萍，刘建彬，孙文新，等.电感耦合等离子体质谱

(ICP-MS)法测定食用植物油中铅和碑的含量［J］.中国 无机分析化学(Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry ) ,2019,9(1) ： 1-4.［12］ 凌悦菲，蒙华毅.密闭高压消解法-电感耦合等离子体

质谱法测定海产品中16种稀土元素［J］.化学世界 {Chemical World} , 2018 , 59(7) : 448-452.［13］ 陈磊磊，袁锡泰，余长合，等.电感耦合等离子体质谱

(ICP-MS)法测定环境水样中5种重金属元素［J］.中国 无机分析化学(Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry ) ,2017,7(4) : 11-15.口4］凌悦菲，蒙华毅.紫菜中16种稀土元素的质谱分析［J］.

食品工业(丁辰 Food Industry}. 2018,39(7) : 296-29&