技术领域本发明涉及一种重金属含量的测定方法，具体是一种电热板消解/ICP-MS法测定甘蔗汁中9种重金属含量的方法。
背景技术：
糖是人类生活的必需品，经人体消化后能转变为葡萄糖和果糖，是提供和保证人类生命活动的热能来源，可供给人体的能量占全部能量的50％以上，还可以保证人体大脑、红细胞等的能量；能提供生物合成所需要的碳元素，适量吃糖还可以减少肝糖原的消耗，抑制蛋白质和脂肪分解，防止肝内营养物质消耗，对肝炎病人的病情有一定的缓解作用。另外，糖广泛应用于各行各业，可用于配制药品、轻工食品和饮料。我国主要的制糖原料有甘蔗和甜菜，其中甘蔗糖占全国食糖产量的92％以上，甜菜糖仅占7-8％。而我国南方地区是主要的甘蔗糖业产区，尤其是广西作为最大的产糖地区，其糖产量已经占到全国总产量的70％以上。当前，食品安全是人们普遍关注的重要问题，要保证食糖产品的质量，首先要保证原料蔗及压榨环节甘蔗汁的质量，这是最基本的要求。随着人民生活水平的提高，人们越来重视食品的安全问题。现今世界各国对食糖产品的质量安全有严格的要求及相应的规范标准，对制糖行业食糖生产过程的质量安全控制也提出了更高的要求。其中，食糖生产企业的化验室在食糖质量安全控制中起着至关重要的作用。食糖生产企业通过引进先进的检测分析设备(如气相色谱仪、高效液相色谱仪和原子吸收光谱仪等)，对生产过程各个产品中存在的有害物质进行检测和监控，以确保食糖产品的安全和卫生指标符合国家标准要求。近年来，广西某些矿区周围农田重金属污染严重，种植在农田上的甘蔗重金属含量累积明显，对食糖的安全存在风险，国内糖企应实时监测制糖工艺各个环节相应产品的重金属含量。而压榨作为制糖工艺的第一步，国内缺乏对其经过压榨后的甘蔗初压汁中重金属分析的国标方法，初压汁具有颜色深、糖分高，粘性大等特点，也使其成为分析重金属含量的难点，因此，建立甘蔗初压汁中重金属先进的分析方法有助于对重金属元素的监控，以确保食糖产品的安全和卫生指标符合国家标准要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种高效简单的电热板消解/ICP-MS法测定甘蔗汁中9种重金属含量的方法。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种电热板消解/ICP-MS法测定甘蔗汁中9种重金属含量的方法，其包括如下步骤，1)样品前处理：1-1.量取甘蔗汁样品，放入锥形瓶中；1-2.往盛装样品的锥形瓶中加入20-25mL浓硝酸，硝酸与甘蔗汁样品的体积比为2-2.5:1，摇匀插入小漏斗，静置25-30min，完成预消解；1-3.将完成预消解后的甘蔗汁连同锥形瓶置于电热板上加热消解，电热板温度控制在180±5℃，消煮至4-5mL后在通风橱下冷却，加入15mL王水继续在电热板上加热消解，电热板温度控制在180±5℃，消煮至1-2mL透明液体；1-4.消解完毕后，加入2mL体积比为50％的硝酸溶液将锥形瓶中的残留物溶解洗入10mL容量瓶中，用超纯水多次冲洗定容至容量瓶刻度，摇匀，作为试样溶液，待上机测定；2)除了不加甘蔗汁样品外，利用所述的步骤1)，配制多份空白溶液；3)用含Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Ni、V和Co的多元素混合标准贮备液配制成标准溶液，并测定其工作曲线；4)ICP-MS测定：用仪器调谐液调整ICP-MS仪器测量参数，选取63Cu、66Zn、208Pb、111Cd、75As、52Cr、60Ni、51V和59Co作为待测元素的质量数，72Ge，115In，209Bi为内标元素，按照顺序依次测定标准溶液、空白溶液和试样溶液中Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Ni、V和Co的含量，若样品浓度超过标准曲线，将样品稀释后重新测定。此外，本发明还提供如下附属技术方案：所述步骤1-1中的甘蔗汁样品取自制糖厂经过压榨工艺的初压汁。所述步骤1-2中的锥形瓶置于通风橱中静置。所述步骤1-2中的浓硝酸为优级纯，浓硝酸的质量百分比浓度为65％。所述步骤1-3的消煮反应期间晃动锥形瓶，以便气体释放和有机成分快速分解。所述步骤3)中的标准溶液用1％或2％的硝酸溶液稀释配制，标准系列质量浓度分别为0,0.5,1.0,5.0,10.0,50.0,100.0,200.0ug/L。所述步骤4)中的仪器调谐液内含Li、Y、Tl、Ce、和Co，质量浓度为1ug/L。所述步骤4)中的ICP-MS仪器的仪器参数为：RF发射功率/W：1550；雾化器：玻璃同心雾化器；雾化室温度/：2℃；采样锥/截取锥：1.0/0.4镍锥；雾化气流量：1.03L·min-1；等离子体气流量：15.00L·min-1；采样模式：全定量；测量点：3点；重复次数：3次；双电荷数/％：Ce++/Ce+＜2.0；氧化物/％：CeO+/Ce+＜1.5；采样深度：10.00mm。本发明的优势在于：采用电热板将甘蔗经压榨工艺后的初压汁样品加酸消解处理成消解液后，利用雾化器将消解液输送至电感耦合等离子体受热，经过蒸发、解离、原子化、电离等过程转化为带正电荷的离子，该离子经离子采集系统进入质谱仪进行检测。用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析测定消解液中铜、锌、铅、镉、砷、铬、镍、钒和钴9种元素的含量，选取63Cu、66Zn、208Pb、111Cd、75As、52Cr、60Ni、51V和59Co作为待测元素的质量数，在线加入内标元素72Ge，115In，209Bi。基于一定质荷比的待测离子的质谱信号响应与进入质谱仪中的离子数是成正比例关系，因此，通过质谱仪的信号计数可以测定样品元素的浓度，采用标准曲线法计算9种重金属元素含量，具有简单，快速，高效，准确等优势。具体实施方式以下结合较佳实施例对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。本发明公开的一种电热板消解/ICP-MS法测定甘蔗汁中9种重金属含量的方法，该方法利用到电热板及电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)，可检测甘蔗根、甘蔗茎、甘蔗叶及甘蔗渣中9种重金属含量，其具体步骤如下所示，1)样品前处理：1-1.甘蔗汁样品取自制糖厂经过压榨工艺的初压汁，量取甘蔗汁样品放入锥形瓶中；1-2.往盛装样品的锥形瓶中加入20-25mL浓硝酸，浓硝酸为优级纯，浓硝酸的质量百分比浓度为65％，硝酸与甘蔗样品的体积比为2-2.5:1，摇匀插入小漏斗，置于通风橱中静置25-30min，完成预消解；1-3.将完成预消解后的甘蔗汁连同锥形瓶置于电热板上加热消解，电热板温度控制在180±5℃，消煮反应期间晃动锥形瓶，以便气体释放和有机成分快速分解；消煮至约5mL后在通风橱下冷却，加入15mL王水继续在电热板上加热消解，电热板温度控制在180±5℃，消煮至约1-2mL透明液体。1-4.消解完毕后，加入2mL体积比为50％的硝酸溶液将锥形瓶中的残留物溶解洗入10mL容量瓶中，用超纯水多次冲洗定容至容量瓶刻度，摇匀，作为试样溶液，待上机测定；2)配制三份空白溶液：在空锥形瓶中依次加入20-25mL质量百分比浓度为65％的浓硝酸，和15mL王水，摇匀插入小漏斗，于通风橱中静置25-30min，然后置于电热板上加热消解，电热板温度180±5℃，消煮至约1-2m,用2mL体积比为50％的硝酸溶液将锥形瓶中的残留物溶解洗入10mL容量瓶中，用超纯水多次冲洗定容至容量瓶刻度，摇匀，作为空白溶液。依此方法，做三份空白溶液。3)配置标准溶液，并测定其工作曲线：标准溶液是用体积百分比浓度为1％或2％的硝酸溶液稀释多元素混合标准贮备液配制而成，定容至50mL容量瓶中，标准系列质量浓度分别为0,0.5,1.0,5.0,10.0,50.0,100.0,200.0ug/L。上述的多元素混合标准贮备液中含Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Ni、V和Co4)ICP-MS测定：用含Li、Y、Tl、Ce和Co，质量浓度为1ug/L的仪器调谐液调整ICP-MS仪器测量参数，使仪器处于最佳条件：RF发射功率/W：1550；雾化器：玻璃同心雾化器；雾化室温度/：2℃；采样锥/截取锥：1.0/0.4镍锥；雾化气(氩气)流量：1.03L·min-1；等离子体气(氩气)流量：15.00L·min-1；采样模式：全定量；测量点：3点；重复次数：3次；双电荷数/％：Ce++/Ce+＜2.0；氧化物/％：CeO+/Ce+＜1.5；采样深度：10.00mm。选取63Cu、66Zn、208Pb、111Cd、75As、52Cr、60Ni、51V和59Co作为待测元素的质量数，72Ge，115In，209Bi为内标元素，按照顺序依次测定标准溶液、空白溶液和试样溶液，若样品浓度超过标准曲线，将样品稀释后重新测定。上述仪器调谐液为美国Agilent公司生产，ICP-MS为Agilent7700e型。试验结果：Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Ni、V和Co，9种元素测定分别所对应的标准曲线，线性关系良好，相关系数为0.9998-1.0000。本方法检出限为0.03～5.27μg/L，测定下限为0.013～132μg/L，实际样品测定精密度为0.54-14.76％，回收率为85.8-105.5％。。方法检出限和测定下限：当甘蔗汁取样量为10ml时，全量消解的方法检出限为0.03～5.27μg/L，测定下限为0.013～132μg/L。根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》(HJ168-2010)附录A中对方法检出限的一般确认方法，按照样品分析的全部过程，重复n(n≥)次空白试验，按公式(1)计算方法检出限。MDL＝t(n-1,0.99)×S(1)式中：MDL—方法检出限；n—样品的平行测定次数；t—自由度为n-1，置信度为99％时的t分布(单侧)；S—n次重复测定的标准偏差；单一实验室重复7次空白实验，t(n-1,0.99)＝3.143，方法检出限测试数据见表1。表1方法检出限和测定下限测试数据表表2试剂空白加标回收率测定结果表3甘蔗汁样品加标回收率测定结果综上所述，本发明采用电热板消解前处理方法，用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析测定消解液中Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Ni、V和Co9种元素的含量，选取63Cu、66Zn、208Pb、111Cd、75As、52Cr、60Ni、51V和59Co作为待测元素的质量数，在线加入内标元素72Ge，115In,209Bi。一定质荷比的待测离子的质谱信号响应与进入质谱仪中的离子数是成正比例关系，通过质谱仪的信号计数可以测定样品元素的浓度，采用标准曲线法计算9种重金属元素含量。电热板消解的前处理方法，可使样品能够快速彻底分解，提供工作效率；结合电感耦合等离子质谱仪，可实现同时快速检测多种重金属元素，且具有检测限低，检测范围宽等优点，因此本发明的方法能简单、快速，能高效、准确地检测出甘蔗汁中重金属的含量。