不锈钢、铝合金包材中重金属检测方案(ICP-MS)

SSL-CA20-500Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-162 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD.- Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cn Tel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICP-MS测定食品接触用金属材料中重金属迁移量 ICPMS-162 摘要：参考食品安全国家标准《GB 4806.9食品接触用金属材料及制品》征求意见稿和《GB 31604.49-2016食品接解材料及制品砷、镉、铬、铅的测定和砷、镉、铬、镍、铅、锑、锌迁移量的测定》，利用岛津电感耦合等离子体质谱仪 ICPMS-2030 系列快速测定不锈钢和铝合金等食品接触材料中的As、Cd、Pb、Sb、Al、Cr、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Sn和 Zn的迁移量。实验结果表明，该方法检出限为 0.00086 ug/kg~0.16pg/kg，回收率在94.0~110%之间。该方法灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强，适用于食品接触用金属材料中重金属迁移量测定。 关键词：ICP-MS食品接触材料不锈钢包材铝合金包材重金属 迁移量 金属制品是食品中常用的一种包装容器或接触容器，在酒类、饮料和罐头等食品包装中应用广泛。在金属的冶炼过程中，为达到拉伸强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、电导率等性能要求，需要添加部分合金元素，比如铝、铜、铬、锰、钼、镍、锌、锡、钴以及硅等，这些金属离子可能迁移并进入食品中，影响消费者健康。因此，严格控制金属食品接触材料中有害金属的迁移至关重要。 食品安全国家标准《GB 4806.9 食品接触用金属材料及制品》征求意见稿中明确食品接触面使用的金属基材不应使用铅、镉、砷和锑等元素作为合金元素， 实验部分 并且增加了金属制品中各种杂质、合金元素的限量要求。ICP-MS 不仅可同时检测多种重金属元素，与传统无机分析技术相比，具有更宽的动态线性范围、更高的分析精密度和更快的分析速度等优点。 本文参考 《GB 31604.49-2016食品接解材料及制品砷、镉、铬、铅的测定和砷、镉、铬、镍、铅、锑、锌迁移量的测定》，使用岛津电感耦合等离子体质谱仪ICPMS-2030 系列测定了不锈钢和铝合金食品包材中的As、Cd、Pb、Sb、Al、Cr、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Sn 和 Zn 的迁移量。 1.1仪器 岛津ICPMS-2030 系列电感耦合等离子体质谱仪。 1.2实验器皿及试剂 实验所用器皿均使用硝酸溶液(1+1)浸泡24小时后，用去离子水冲洗，干燥备用；实验用硝酸为优级纯；实验用水为去离子水。 多元素标准溶液((20 mg/L)， 美国 AccuStandard；、锗、铑、钢、铋混合标准溶液1友(100 mg/L) ，美国 AccuStandard。 4%乙酸溶液：量取20.0mL冰乙酸，加480 mL超纯水混匀待用。 1.3样品前处理 取不锈钢食品包材、铝合金包材按重复使用的食品接触材料及制品迁移试验条件进行试验，迁移试验条件见表1。 表1 不同金属材料迁移试验条件 金属包材种类 食品模拟物 迁移试验条件 食品模拟物体积 不锈钢食品包材 4%乙酸溶液 40℃， 10d 500 铝合金食品包材 500 1.4仪器参数 等离子体参数： 等离子体气流速：9.0 L/min 高频功率：1.2kW 载气流速： 0.7L/min 辅助气流速：1.1 L/min 雾化器类型：同心 炬管类型： Mini 雾室温度：5℃ 雾化室：旋流 高频频率：27.12MHz 采样深度：5.0mm 碰撞池参数： 碰撞气种类： He碰撞气流速：6.0 mL/min池电压：-21V能量过滤器电压：7.0V 结果与讨论 2.1标准曲线溶液配制 使用相应的食品模拟物分别配制 As、Cd、Pb、Sb、Al、Cr、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Sn 和Zn 混合标准溶液，浓度见表2。 表2 分析元素质量数及标准溶液浓度 分析 内标 标准溶液浓度(ug/L) 元素 元素 STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 STD8 STD9 STD10 Al 45Sc 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 40.0 100 200 5As Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 --- --- 111Cd 103Rh 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 --- --- -- 59Co Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 40.0 100 -- 52Cr Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 40.0 100 -- 63Cu Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 --- -- 5Mn Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 95Mo 103Rh 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 --- -一 -- 60Ni Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 40.0 100 -- 208Pb 209Bi 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 121Sb 103Rh 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 40.0 100 118Sn 103Rh 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 -- --- -- 66Zn "Ge 0 0.20 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 --- --- 2.2元素标准曲线如下： 用4%乙酸溶液配制标曲线，部分元素标准曲线图如下。 图1 各元素的标准曲线图 2.3方法检出限 按照实验对方法空白溶液进行6次测定，以测定结果的3倍标准偏差计算检方法检出限和定量限，结果见表3。该方法各元素的检出限在 0.00086 ug/kg~0.16 ug/kg 之间。 表3各元素的方法检出限和定量限 元素 方法检出限(ug/kg) 方法定量限(ug/kg) 标准限量 (mg/kg) Al 0.15 0.50 1.00/5.00* As 0.0015 0.0050 0.0020 Cd 0.00086 0.0029 0.0020 Co 0.0015 0.0049 0.020 Cr 0.022 0.074 0.25 Cu 0.029 0.10 4.00 Mn 0.0066 0.022 2.00 Mo 0.0087 0.029 0.12 Ni 0.025 0.085 0.14 Pb 0.0015 0.0051 0.010 Sb 0.16 0.55 0.04 Sn 0.087 0.29 100 Zn 0.10 0.34 5.00 备注：*对无涂层铝及铝合金材料及制品，该项指标是5.00 mg/kg. 2.4样品分析结果 取“1.3样品前处理”处理后样品，使用ICPMS-2030 系列依次测定标准溶液、迁移样品及加标样品，测定结果见表4-5，各元素加标回收率在94.0~110% 之间。 表4 不锈钢和铝合金包材迁移实验结果 元素 不锈钢包材 铝合金包材 测定结果 RSD 迁移量 测定结果 稀释 RSD 迁移量 (ug/L) (n=3) (ug/kg) (ug/L) 倍数 (n=3) (ug/kg) Al 0.47 2.31 0.47 63.7 10.0 0.12 637 As 0.014 4.81 0.014 0.035 4.59 0.035 Cd N.D. --- --- N.D. --- --- Co 0.72 1.23 0.72 N.D. Cr 15.1 0.22 15.1 0.40 3.46 0.40 Cu 0.11 5.47 0.11 0.26 3.85 0.26 Mn 4.72 0.78 4.72 3.19 --- 1.08 3.19 Mo 0.059 7.78 0.059 0.52 4.06 0.52 Ni 13.8 0.87 13.8 0.15 6.74 0.15 Pb 0.19 6.22 0.19 0.33 5.67 0.33 Sb N.D. --- N.D. --- Sn N.D. N.D. Zn 1.32 3.16 1.32 2.48 --- 0.50 2.48 备注：N.D.表示未检出。 表5 加标回收率实验 元素 不锈钢包材 测定结果 加标量 加标后结果 回收率 (ug/L) (ug/L) (ug/L) (%) Al 0.47 2.00 2.66 110 As 0.014 2.00 1.98 98.0 Cd N.D. 2.00 2.04 102 Co 0.72 2.00 2.79 104 Cr 15.1 10.0 24.7 96.0 Cu 0.11 2.00 2.15 102 Mn 4.72 10.0 14.6 98.8 Mo 0.059 2.00 2.07 101 Ni 13.8 10.0 23.2 94.0 Pb 0.19 2.00 2.22 102 Sb N.D. 5.00 5.04 101 Sn N.D. 2.00 1.97 98.5 Zn 1.32 2.00 3.41 105 备注： N.D.表示未检出； 结论 参考食品安全国家国准《GB 4806.9食品接触用金属材料及制品》征求意见稿和《GB31604.49-2016食品安全国家标准食品接解材料及制品砷、镉、铬、铅的测定和砷、镉、铬、镍、铅、锑、锌迁移量的测定》，快速测定了不锈钢和铝合金食品接触材料中的As、Cd、Pb、Sb、Al、Cr、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Sn 和Zn 的迁移量。实验结果表明，该方法检出限为 0.00086 ug/kg~0.16 ug/kg， 回收率在 94.0~110%之间。仪器稳定性良好，灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强，适用食品接触用金属材料中重金属迁移量检测。 岛津应用云 参考食品安全国家标准《GB   4806.9 食品接触用金属材料及制品》征求意见稿和《GB 31604.49-2016 食品安全国家标准 食品接解材料及制品   砷、镉、铬、铅的测定和砷、镉、铬、镍、铅、锑、锌迁移量的测定》，快速测定了不锈钢和铝合金食品接触材料中的As、Cd、Pb、Sb、Al、Cr、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Sn和Zn的迁移量。实验结果表明，该方法检出限为0.00086   µg/kg~0.16 µg/kg，回收率在94.0~110%之间。仪器稳定性良好，灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强，适用食品接触用金属材料中重金属迁移量检测。