郝媛媛，孫有娥，程春艷，方勤，姜開成，石玲玲

（國家非金屬礦深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，安徽池州 247000）

碳酸鈣是一種重要的無機(jī)礦物，是石灰?guī)r石和方解石的主要成分。碳酸鈣又分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣。近年來隨著碳酸鈣大量用于食品、醫(yī)藥、化妝品及化工品工業(yè)中，碳酸鈣的質(zhì)量安全問題越來越多地受到人們的關(guān)注，尤其是這些產(chǎn)品中有毒重金屬元素的含量問題。

目前國內(nèi)對碳酸鈣中重金屬限量要求因碳酸鈣的使用領(lǐng)域不同而有所差異，主要表現(xiàn)在對鐵、錳、鉛、鎘、鉻、砷、汞、鋇、鎂、銅等10種金屬元素限量[1–7]。這些金屬元素往往通過分光光度計法、原子吸收法、原子熒光法、砷斑法等單一元素測定，檢驗過程繁瑣并且試劑消耗量大，筆者參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)[8–15]，總結(jié)出一種能同時測定各類碳酸鈣中鐵、錳、鉛、鎘、鉻、砷、汞、鋇、鎂、銅等10種金屬元素的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，該法靈敏度高，測定結(jié)果可靠。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀：Optima 7300 DV ICP型，美國PE公司；

恒溫電熱板：上海啟威電子有限公司；

鐵、錳、鉛、鎘、鉻、砷、汞、鋇、鎂、銅單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：濃度均為1 000μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；

硝酸、鹽酸：優(yōu)級純；

氬氣：純度為99.999%；

實驗用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的工作條件列于表1。

表1 儀器工作條件

1.3 實驗方法

準(zhǔn)確稱取碳酸鈣樣品1.0～2.0 g（精確至0.001 g）于150 mL小燒杯中，先用少許水濕潤，再加入硝酸（1+4）溶液30 mL，加熱煮沸，冷卻，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，過濾，過濾液待測定。同時做空白試驗。在1.2儀器工作條件下，對標(biāo)準(zhǔn)溶液、待測樣溶液、空白溶液進(jìn)行測定。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

利用金屬元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制10種元素不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2儀器條件進(jìn)行測定，以元素濃度為橫坐標(biāo)，以發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。各金屬元素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度見表2。

表2 10金屬元素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度 μg/mL

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

針對每一待測元素，選擇靈敏度較高的譜線，用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在各分析線波長處依次掃描并做對照，觀察有無干擾峰，并記錄譜線信號和背景強(qiáng)度，比較同一元素幾條可選分析線的實驗結(jié)果，從中選定無干擾和信噪比高的譜線作為分析線，各元素的分析譜線見表3。

表3 待測元素的分析線 nm

2.2 消解方法的選擇

實驗室常用的消解方法主要有濕法消解、高壓消解和微波消解。日常檢測工作中要檢測的碳酸鈣主要為應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥、食品等方面的碳酸鈣成品，組成成分相對單一，基質(zhì)干擾較小，因此在實驗中直接采用酸溶解法進(jìn)行樣品前處理。

2.3 樣品消解液的選擇

分別采用鹽酸（1+1）、硝酸（1+4）直接溶解樣品，加熱煮沸，冷卻后進(jìn)行測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用硝酸（1+4）直接溶解樣品時，基質(zhì)干擾較少。因此樣品前處理采用硝酸（1+4）直接溶解樣品，加熱煮沸，冷卻后測定。

2.4 工作曲線方程與檢出限

對表2中系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，以各元素的濃度x（μg/mL）對發(fā)射強(qiáng)度（y）進(jìn)行線性回歸，得10種金屬元素的回歸方程、線性相關(guān)系數(shù)見表4。選定3個低濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，對每一濃度水平分別重復(fù)測定6次，求出每個濃度測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差s1，s2，s3，用線性回歸法作出回歸曲線，求出濃度為零時空白樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差s0，以3s0所對應(yīng)的濃度作為方法的檢出限。結(jié)果見表4。

表4 10種金屬元素的線性回歸方程及檢出限

2.5 回收率與精密度試驗

分別取從市場上采購的食品級碳酸鈣、飼料級碳酸鈣、涂料級碳酸鈣樣品各一份，按1.3實驗方法處理后，在選定的儀器條件下進(jìn)行測定。然后進(jìn)行加標(biāo)回收試驗。每一樣品平行測定6次，結(jié)果見表5。

表5 加標(biāo)回收試驗結(jié)果(n=6)

由表5可知，10種金屬元素的平均回收率為91.8%～99.7%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.03%～4.85%，該方法精確度較高。

3 結(jié)語

依據(jù)碳酸鈣相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)，結(jié)合碳酸鈣日常檢測工作需求，建立了一種能同時測定各類碳酸鈣中10種金屬元素的電感耦合等離子體發(fā)射光譜方法。該方法簡單、實用性強(qiáng)、靈敏度高，測定結(jié)果準(zhǔn)確，適用于檢測機(jī)構(gòu)日常的碳酸鈣檢測工作，檢測效率高。

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[6] HG/T 2567–2006 工業(yè)活性沉淀碳酸鈣[S].

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