冯宇辉，朴 艳，崔春植，李显洋，崔龙吉，卜灿洙，禹永哲

(1 吉林烟草工业有限责任公司品质控制部，吉林 延吉 133000；

烟用接装纸是将滤嘴与烟支连接起来的辅助材料。随着人们对食品安全的日益重视，烟用辅料中的重金属检测与健康的联系已成为烟草行业研究的工作之一[1-2]。化学上把金属密度在5 g/cm3以上的金属统称为重金属，对人体危害较大的重金属主要包括：铅、汞、镉、铬及类金属砷[3]。世界各国制订了严格的重金属限量指标，对重金属元素痕量分析方法的准确性、选择性、灵敏度以及分析效率提出了较高的要求。而样品消解是重金属元素痕量分析过程中最关键的步骤，所需时间最长，直接关系到分析方法的优劣[4-7]。狭义上的消解是指将固体样品转化成液体样品的过程，广义上还可以包括液体样品从一相转移到另一相的过程。消解的原理是用酸液或碱液并在加热条件下破坏样品中的有机物或还原性物质[8]。消解所用的均为强酸，具有强烈的腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤，挥发性酸易形成酸雾，对实验人员呼吸系统及周边仪器设备可能造成严重伤害，且开放式消解过程中样品也可能会被空气中漂浮的微粒污染[9-11]。与传统的加热方式不同，微波是一种直接的“体加热”方式，其能量可以透过包装材料，直接进入试液内部[12]。微波消解法是在密闭的容器中通过微波加热，使样品在较高压力和温度下高效快速消解，具有时间短，酸用量小，减少了废酸、废气的排放，对实验操作人员伤害小，密封消化避免了一些易挥发组分的损失，且背景低，称样量少，易于操作，测定结果的准确度与精密度较高[13-17]。在重金属含量测定的过程中，消解方法的选择具有重要的意义。合适的消解方法，可以准确测定重金属含量、节省时间、提高消解效率[18]。电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry或ICP-MS)技术提供了极低检出限、极宽动态线性范围，谱线简单、干扰少、分析精密度高，可进行多元素同时快速分析，能适应于复杂体系的痕量或超痕量元素分析[19-22]。

本文使用单一酸(硝酸)对样品进行消解，为烟用接装纸无机元素含量的检测找出一种可以替代传统方法进行消解的新方法。结合烟草行业监督检验的现状，具有十分重要的现实意义。

1 实 验

1.1 试剂与仪器

超纯水；65%浓硝酸；硝酸溶液；30%双氧水；37%盐酸；40%氢氟酸；调谐液：锂、钇、铈、钛、钴 (5%硝酸溶液中)；内标储备溶液：铟(5%硝酸溶液介质中)；10 mg/mL内标储备溶液：砷、镉、铅(5%硝酸溶液介质)。

塑料容量瓶(50 mL)；分析天平(感量0.001 g)；密闭微波消解仪；配微波消解罐；电感耦合等离子体质谱仪。

1.2 方 法

1.2.1 砷、铅、镉混合标准工作溶液

准确移取不同体积的砷、铅、镉混合标准储备液至不同的50 mL塑料容量瓶中，用5%的硝酸稀释定容，摇匀，得到不同浓度的砷、铅、镉标准工作溶液，其浓度范围应覆盖预计在试样中检测到的各重金属含量。配置情况见表1。

表1 系列砷、镉、铅标准工作溶液配制

1.2.2 标准样品回收率实验

以国家标准物质GSV-1为研究对象，制备5组平行样。将标准样品粉碎，准确称取0.2 g试样，精确至0.0001 g，将试样置于微波消解罐中，加入10 ppm(mg/kg)混标溶液0.25 mL，静止，待原纸充分吸收混标溶液。将单一硝酸(新方法)和混合酸(传统方法)分别加入到不同消解罐中，待反应缓和后，密封消解罐，置于微波消解仪中，消解完毕后，赶酸。用水冲洗消解罐3到4次，定容至50 mL，分别测试回收率，检验新方法的测试结果是否标准值范围内。

1.2.3 加标实验回收率

在标准样品检测数据符合要求的前提下，对原纸进行加标回收率实验。将原纸粉碎称重，加入消解管，加入10 ppm(mg/kg)混标溶液0.25 mL，静止，待原纸充分吸收混标溶液，将单一硝酸和混合酸分别加入到消解管中，同时进行平行实验，完成消解程序，赶酸至黄豆粒大小，按行业标准的要求对用水对消解管进行清洗，收集清洗液，定容至50 mL，分别测试单一硝酸(新方法)和混合酸(传统方法)的回收率。

1.2.4 实际样品对比实验

在标准样品和空白加标实验数据的基础上，取三组实际样品接装纸A、B、C进行混合酸(传统方法)和单一硝酸(新型方法)两种的测试。

1.2.5 测 定

电感耦合等离子体质谱仪测定条件如表2所示。定容后的样品和内标工作溶液经自动进样器吸入，经雾化器后形成气溶胶，在高温氩气等离子体环境下电离，电离后的离子经采样锥和透镜提取后进入质量分析器进行分析。在选定的仪器参数下进行测定，每个样品重复测定3次。

表2 电感耦合等离子体质谱仪测定条件

2 结果与讨论

行业标准YC/T316-2014中规定：2次(该论文原始数据为3～5次)平行测定的算术平均值为最终测定结果，精确至0.01 mg/kg，就是0.01 ppm。

2.1 标准样品回收率实验数据结果

从表3可以看出，测试结果均在标准值范围内，新方法相对标准偏差小于传统方法相对标准偏差。

表3 标准样品回收率实验数据结果

2.2 加标实验回收率结果

从表4可以看出，新方法(单一酸)回收率均高于传统(混合酸)回收率，相对标准偏差也符合实际应用要求，满足最初设计要求。

表4 加标实验回收率结果(单位：μg/L)

由图1可以看出，对于砷、镉、铅三种元素的回收率使用新方法(单一酸)均高于使用传统方法(多种酸)，可以看出，使用新方法对烟用纸中的无机元素的回收效果要优于传统方法。

图1 新方法与传统方法回收率柱状对比图

2.3 实际样品对比实验数据结果

2.3.1 实际样品为接装纸A时

由表5可以看出，对实际样品接装纸A进行回收率测定时，使用两种方法得到的回收率差距很小，传统方法的回收率略高于新方法的回收率。

表5 对接装纸A使用两种方法的回收率结果

2.3.2 实际样品为接装纸B时

由表6可以看出，对实际样品接装纸B进行回收率测定时，使用传统方法与新方法得到的回收率是相同的，没有明显的差距。

表6 对接装纸B使用两种方法的回收率结果

2.3.3 实际样品为接装纸C时

由表7可以看出，对实际样品接装纸C进行回收率测定时，使用传统方法和新方法得到的回收率差距很小，对于砷和铅两种元素，传统方法的回收率略高于新方法的回收率，但在数值上相当接近。

表7 对接装纸C使用两种方法的回收率结果

由三种接装纸成品的测试数据可以看出，两种方法没有明显差异，由于单一酸需要的酸种类少，所以单一酸消解体系的相对平均偏差要小，稳定性好于传统方法。

3 结 论

采用单一酸对样品消解，进而对烟用接装纸中无机元素含量进行检测，建立了一种与传统方法(多种酸进行消解)没有明显差异，可用于实际工作中的新方法。通过对国家标准物质GSV-1、原纸、实际样品接装纸A、B、C进行的多组实验测定的回收率进行比较，发现，使用单一酸对样品消解与使用多种酸对样品消解的回收率没有明显差距，说明采用单一酸对样品进行消解所得的结果准确可靠，同时使用单一酸进行消解，可以减少对实验人员和检测仪器造成潜在的危害，也会减少出现的系统误差。所以，使用单一酸对样品进行消解是一种可用于实际工作中的新方法。