ICP-AES同时测定碳酸钙中铁、锰、铅、镉、铬等10种金属元素

郝媛媛，孙有娥，程春艳，方勤，姜开成，石玲玲

（国家非金属矿深加工产品质量监督检验中心，安徽池州 247000）

碳酸钙是一种重要的无机矿物，是石灰岩石和方解石的主要成分。碳酸钙又分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。近年来随着碳酸钙大量用于食品、医药、化妆品及化工品工业中，碳酸钙的质量安全问题越来越多地受到人们的关注，尤其是这些产品中有毒重金属元素的含量问题。

目前国内对碳酸钙中重金属限量要求因碳酸钙的使用领域不同而有所差异，主要表现在对铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、铜等10种金属元素限量[1–7]。这些金属元素往往通过分光光度计法、原子吸收法、原子荧光法、砷斑法等单一元素测定，检验过程繁琐并且试剂消耗量大，笔者参考相关标准及文献[8–15]，总结出一种能同时测定各类碳酸钙中铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、铜等10种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱法，该法灵敏度高，测定结果可靠。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电感耦合等离子发射光谱仪：Optima 7300 DV ICP型，美国PE公司；

恒温电热板：上海启威电子有限公司；

铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、铜单元素标准储备溶液：浓度均为1 000μg/mL，国家标准物质研究中心；

硝酸、盐酸：优级纯；

氩气：纯度为99.999%；

实验用水为超纯水。

1.2 仪器工作条件

电感耦合等离子体发射光谱仪的工作条件列于表1。

表1 仪器工作条件

1.3 实验方法

准确称取碳酸钙样品1.0～2.0 g（精确至0.001 g）于150 mL小烧杯中，先用少许水湿润，再加入硝酸（1+4）溶液30 mL，加热煮沸，冷却，转移至50 mL容量瓶中，过滤，过滤液待测定。同时做空白试验。在1.2仪器工作条件下，对标准溶液、待测样溶液、空白溶液进行测定。

1.4 标准曲线绘制

利用金属元素标准储备液配制10种元素不同浓度的混合标准溶液，按1.2仪器条件进行测定，以元素浓度为横坐标，以发射强度为纵坐标绘制标准曲线。各金属元素标准溶液系列浓度见表2。

表2 10金属元素标准溶液系列浓度 μg/mL

2 结果与讨论

2.1 分析谱线的选择

针对每一待测元素，选择灵敏度较高的谱线，用混合标准溶液在各分析线波长处依次扫描并做对照，观察有无干扰峰，并记录谱线信号和背景强度，比较同一元素几条可选分析线的实验结果，从中选定无干扰和信噪比高的谱线作为分析线，各元素的分析谱线见表3。

表3 待测元素的分析线 nm

2.2 消解方法的选择

实验室常用的消解方法主要有湿法消解、高压消解和微波消解。日常检测工作中要检测的碳酸钙主要为应用于工业、医药、食品等方面的碳酸钙成品，组成成分相对单一，基质干扰较小，因此在实验中直接采用酸溶解法进行样品前处理。

2.3 样品消解液的选择

分别采用盐酸（1+1）、硝酸（1+4）直接溶解样品，加热煮沸，冷却后进行测定。结果发现，当采用硝酸（1+4）直接溶解样品时，基质干扰较少。因此样品前处理采用硝酸（1+4）直接溶解样品，加热煮沸，冷却后测定。

2.4 工作曲线方程与检出限

对表2中系列标准溶液进行测定，以各元素的浓度x（μg/mL）对发射强度（y）进行线性回归，得10种金属元素的回归方程、线性相关系数见表4。选定3个低浓度的标准溶液，对每一浓度水平分别重复测定6次，求出每个浓度测定结果的标准偏差s1，s2，s3，用线性回归法作出回归曲线，求出浓度为零时空白样品的标准偏差s0，以3s0所对应的浓度作为方法的检出限。结果见表4。

表4 10种金属元素的线性回归方程及检出限

2.5 回收率与精密度试验

分别取从市场上采购的食品级碳酸钙、饲料级碳酸钙、涂料级碳酸钙样品各一份，按1.3实验方法处理后，在选定的仪器条件下进行测定。然后进行加标回收试验。每一样品平行测定6次，结果见表5。

表5 加标回收试验结果(n=6)

由表5可知，10种金属元素的平均回收率为91.8%～99.7%，测定结果的相对标准偏差为1.03%～4.85%，该方法精确度较高。

3 结语

依据碳酸钙相关标准及文献，结合碳酸钙日常检测工作需求，建立了一种能同时测定各类碳酸钙中10种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱方法。该方法简单、实用性强、灵敏度高，测定结果准确，适用于检测机构日常的碳酸钙检测工作，检测效率高。

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