全 文 ：第 44 卷第 21 期
2016 年 11 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 44 No. 21
Nov. 2016
ICP － AES法测定蒙古扁桃药材根际土壤元素含量*
钮树芳，石松利，周红兵，王登奎，薄彧坤
(内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014040)
摘 要:采用硝酸 －盐酸 －过氧化氢 －氢氟酸体系消解蒙古扁桃根际土壤样品，ICP － AES (电感耦合等离子体发射光谱
法)同时测定了蒙古扁桃药材根际土壤中 Ca，Mg，K，Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Pb，Hg和 Cd等 11 种元素的含量。11 种元素的检
出限为 0. 0008 ～ 0. 0092 mg·L －1，加标回收率为 93% ～ 108%，方法的 ＲSD 为 0. 40% ～ 1. 84%。结果表明，该方法快速、简便、
数据准确可靠，结果令人满意。
关键词:ICP － AES法;蒙古扁桃药材;根际土壤;元素
中图分类号:O657 文献标志码:A
文章编号:1001 － 9677(2016)021 － 0108 －
03
* 基金项目:国家自然科学基金 (81102760) ;内蒙古自治区高等科学技术研究项目 (NJ10185)。
第一作者:钮树芳 (1972 －) ，女，副教授，研究方向为中蒙药有效成分分析。
通讯作者:石松利 (1981 －) ，女，教授，主要从中蒙药成分研究及资源开发利用。
Determination of Elements in Ｒhizosphere Soil of Amygdalus
Mongolica by ICP － AES*
NIU Shu － fang，SHI Song － li，ZHOU Hong － bing，WANG Deng － kui，BO Yu － kun
(Baotou Medical College，Inner Mongolia University of science ＆ technology，Inner Mongolia Baotou 014040，China)
Abstract:The samples were digested by nitric acid － hydrochloric acid － hydrogen peroxide － hydrofluoric acid. The
contents of Ca，Mg，K，Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Pb，Hg and Cd in the rhizosphere soil of Amygdalus mongolica were
determined by ICP － AES，at the same time，a blank experiment was made. The results showed that the detection limit
was between 0. 0008 ～ 0. 0092 mg· L －1，and the recovery rate was between 93% ～ 108%， the relative standard
deviation was between 0. 40% ～1. 84%. This method is fast，simple and accurate.
Key words:ICP － AES;Amygdalus mongolica;Ｒhizosphere soil;elements
蒙古扁桃 (Amygdalus mongolica)属蔷薇科扁桃属旱生落
叶灌木，又名山樱桃，属于优良的防风固沙灌木［1 － 2］，具有较
高的药用、食用、生态、经济和社会效益等价值。种仁为传统
的中药材，性苦，味平，主要治疗止咳化痰、润肠通便、水
肿、脚气等功效［3 － 4］。其花、叶、嫩枝及果实均为家畜喜食，
是荒漠区重要牧草［5］。由此可见蒙古扁桃具有广阔的开发利用
价值和经济效益。
根际土壤是药用植物生长的主要环境因子之一，土壤无机
元素是植物生长发育所必需的营养成分，它与多糖、蛋白质、
核酸、维生素等的合成密切相关，对植物的各种生理代谢过程
及药用活性成分的形成和积累，起重要的调控作用，最终决定
中药的品质［6 － 9］。因此，查清根际土壤中的无机元素含量状
况，对于提高中药材产量和品质具有十分重要的意义［10 － 12］。
本文通过电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP － AES)考察蒙
古扁桃根际土壤无机元素状况，为蒙古扁桃药材质量评价及资
源开发利用提供实验依据。
1 实 验
1. 1 仪器与试剂
iCAP6000 全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪，美国
Thermo Fisher Scientific公司;FA1004 －型电子分析天平，上海
恒华科技仪器有限公司;DHG － 9146A 电热恒温鼓风干燥箱，
上海精宏实科技有限公司;PY － 202 型超纯水机，广州品业有
限公司;控温电热板，浙江省嘉兴市新塍电器厂。
实验所用玻璃仪器均用 20%硝酸浸泡 24 h，用超纯水洗
净、烘干备用。
待测元素标准储备液 (100 mg·L － 1)，中国计量研究院;浓
硝酸、浓盐酸、氢氟酸、过氧化氢 (GＲ)，天津市耀华化学试剂
有限责任公司;实验用水为超纯水 (电阻率为 18. 2 MΩ· cm)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 仪器工作条件
ＲF功率 1150W，高纯氩气 (纯度大于 99. 999%) ，泵速
50 mL·min －1，辅气流量 0. 6 L·min －1，雾化气压力 28 psi，垂
直观测高度 15 mm，采用蠕动泵进样，三次读数，样品冲洗时
间 30 s，仪器稳定延时 5 s［13］。
1. 2. 2 样品前处理
将采集到的蒙古扁桃植株 10 ～ 30 cm 土层深度的根际土壤
样品，风干研磨粉碎，过 140 目筛，混匀，装袋，备用。准确
称取样品粉末 0. 5 g三份于 50 mL聚四氟乙烯烧杯中，淋少许去
离子水将土样润湿，加入硝酸 －盐酸 －过氧化氢 (3 + 1 + 1)混
第 44 卷第 21 期 钮树芳，等:ICP － AES法测定蒙古扁桃药材根际土壤元素含量 109
合溶液 8 mL，盖上表面皿，常温下放置过夜。次日再加入硝酸
－盐酸 －过氧化氢 (3 + 1 + 1)混合溶液 10 mL，然后置电热板
上低温加热消解 2 h，冷却后加入氢氟酸 5 mL，加热煮沸蒸发
至近干;冷却后再加入氢氟酸 5 mL，再加热煮沸蒸发至近干，
冷却后加入 4 mL 2%稀硝酸，低温加热，使烧杯内残渣溶解。
然后用 2%稀硝酸全部洗入 100 mL量瓶中，定容，备用。同时
做空白试验。
1. 2. 3 样品测定
在仪器工作条件下，先测定空白溶液，再测定样品溶液，
每份溶液重复测定 3 次，求其平均值。
2 结果与讨论
2. 1 样品消解溶剂的选择
土壤结构复杂，一般由有机物 (分解的动植物遗体和肥料
等腐殖物)、无机物 (已经风化成黏土、沙、淤泥的小颗粒矿
石)、水和空气组成。湿法消解是利用各种酸在高温环境下破
坏复杂的土壤结构，制成澄清透明、适合用于仪器检测的水溶
液。硝酸 －盐酸(3 + 1)溶液是具有强氧化性的混合酸，能够溶
解金属、难氧化的过渡金属氧化物及氢氧化物，过氧化氢在较
低的温度下即可分解成高能态活性氧，与硝酸共用可提髙混合
酸的氧化能力［14］，完全破坏土壤中的有机质，使土壤中的金属
元素析出;氢氟酸的作用是破坏氧化硅的晶体结构。因此，本
试验采用硝酸 －盐酸 －过氧化氢 －氢氟酸体系对蒙古扁桃根际
土壤样品进行消解。
2. 2 分析谱线的选择
ICP － AES法测定元素时，分析谱线至关重要。含量相对
较低的元素，选择较为灵敏的分析线;含量相对较高的元素，
则选择次灵敏线。利用软件 iTAVA，参照其他元素的谱线干
扰，在谱库中同时选取 3 条谱线进行测定，综合分析强度、干
扰情况及稳定性，选择干扰少、精密度好的分析线作为最佳分
析谱线［13］，各元素最佳分析谱线见表 2。
2. 3 标准曲线、检出限与及精密度
用 2% HNO3稀释 100 mg·L
－1的标准储备液，分别并配制
成系列混合标准溶液，浓度见表 1。
表 1 混合标准溶液浓度
Table 1 Mixed standard series solution
元素 浓度 /(mg·L －1)
Ca 0. 0000 5. 000 10. 00 50. 00 100. 0
Mg 0. 0000 5. 000 10. 00 20. 00 40. 00
Fe 0. 0000 5. 000 10. 00 50. 00 100. 0
K 0. 0000 5. 000 10. 00 20. 00 50. 00
Mn 0. 0000 0. 2000 1. 000 4. 000 10. 00
Cu 0. 0000 0. 5000 1. 000 2. 000 4. 000
Zn 0. 0000 0. 5000 1. 000 2. 000 5. 000
Mo 0. 0000 0. 5000 1. 000 2. 000 5. 000
Pb 0. 0000 0. 1000 0. 2000 0. 4000 1. 000
Hg 0. 0000 0. 1000 0. 2000 0. 4000 1. 000
Cd 0. 0000 0. 1000 0. 2000 0. 4000 1. 000
在仪器工作条件下，对系列混合标准溶液进行测定，以各
元素发射强度对质量浓度回归，由软件 iTAVA得出各元素相关
系数;对空白消解液测定 11 次，按 3 倍标准偏差计算各元素的
检出限［13］。对某一混合标准溶液测定 6 次，计算其相对标准偏
差 (ＲSD)为 0. 40% ～ 1. 84%，结果见表 2。结果表明测定方
法精密度良好。
表 2 标准曲线的相关系数、分析谱线、精密度
及检出限 (n = 11)
Table 2 Wave length，correlation coefficients，Linear range，
Detection limit and Precision
元素
分析谱 /
nm
相关
系数
线性范 /
(mg·L － 1)
检出限 /
(mg·L － 1)
ＲSD /
%
Ca 422. 6 0. 9994 0 ～ 100 0. 0024 0. 77
Mg 285. 2 0. 9998 0 ～ 40 0. 0065 0. 40
Fe 259. 9 0. 9996 0 ～ 100 0. 0089 0. 51
K 766. 5 0. 9998 0 ～ 50 0. 0094 0. 63
Mn 294. 9 1 0 ～ 10 0. 0035 1. 02
Cu 324. 7 0. 9991 0 ～ 4 0. 0009 0. 56
Zn 213. 8 1 0 ～ 5 0. 0043 0. 72
Mo 202. 0 0. 9998 0 ～ 5 0. 0013 0. 42
Pb 220. 3 1 0 ～ 1 0. 0062 1. 84
Hg 184. 95 0. 9999 0 ～ 1 0. 0008 1. 17
Cd 228. 2 0. 9996 0 ～ 1 0. 0009 0. 86
2. 4 回收实验
精密称取样品粉末 0. 25 g 三份，分别按照样品含量的低、
中、高水平加入各元素的标准品，按 1. 2. 2 项下的方法制备样
品溶液，按 1. 2. 1 项下的仪器工作条件测定，每份溶液平行测
定 3 次，计算各元素回收率在 93% ～ 108%之间，如表 3 所示。
结果表明，准确度高。
表 3 回收率实验结果 (n = 9)
Table 3 The result of recoveries (n = 9)
测定
元素
测定值 /
μg
标准加入量 /
μg
测定总量 /
μg
回收率 /
%
Ca 6234
5000 11340 102. 12
6200 12241 96. 89
7500 14286 107. 36
Mg 3282
2600 5724 93. 92
3300 6532 98. 48
4000 7536 106. 35
K 4309
3500 7721 97. 49
4300 8718 102. 53
5200 9358 97. 10
110 广 州 化 工 2016 年 11 月
续表 3
Fe 6884
5500 12262 97. 78
6900 13358 93. 83
8200 15753 108. 16
Mn 117. 6
100 214. 08 96. 48
1200 1270. 1 96. 04
1400 1548. 1 102. 18
Cu 0. 51
0. 40 0. 93 105. 00
0. 50 1. 01 100. 00
0. 60 1. 14 105. 00
Zn 1. 09
0. 80 1. 94 106. 25
1. 00 2. 16 107. 00
1. 20 2. 21 93. 33
Mo 1. 85
1. 50 3. 32 98. 00
1. 80 3. 69 102. 22
2. 20 4. 14 104. 09
Pb 0. 20
0. 16 0. 369 105. 63
0. 20 0. 408 104. 00
0. 24 0. 432 96. 67
Hg 0. 008
0. 006 0. 0145 108. 33
0. 008 0. 0162 102. 50
0. 010 0. 0173 93. 00
Cd 0. 015
0. 012 0. 0276 105. 00
0. 015 0. 0311 107. 33
0. 018 0. 0327 98. 33
2. 5 样品含量测定
按 1. 2. 1 项下的仪器工作条件，用 ICP － AES 仪对每份样
品溶液重复测定 3 次，求平均值，各元素含量 (mg·kg －1)如
表 4 所示。
表 4 样品测定结果 (x ± S)
Table 4 Average determination results of samples
(x ± SD) (mg·kg －1)
元素 含量 元素 含量
Ca 24936 ± 169 Zn 4. 36 ± 0. 03
Mg 13127 ± 144 Mo 7. 41 ± 0. 13
续表 4
K 17235 ± 103 Pb 0. 81 ± 0. 01
Fe 27538 ± 241 Hg 0. 03 ± 0. 00
Mn 470. 27 ± 5. 17 Cd 0. 06 ± 0. 01
Cu 2. 04 ± 0. 03
测定结果显示，蒙古扁桃根际土壤中重金属铅、汞、镉含
量均符合国家标准 GB15618 － 1995 所规定的一级标准 (wP b≤
35 mg·kg －1，wHg≤0. 15 mg·kg
－1，wCd≤0. 2 mg·kg
－1)。
3 结 论
本文采用硝酸 －盐酸 －过氧化氢 －氢氟酸体系消解蒙古扁
桃根际土壤样品，ICP － AES 法同时测定蒙古扁桃根际土壤样
品多种无机元素的含量。方法准确度和精密度符合仪器分析要
求，为蒙古扁桃根际土壤中无机元素的测定提供了一种可靠方
法，为研究蒙古扁桃药材品质与土壤无机元素之间的关系提供
有效的实验依据，同时为蒙古扁桃药材的种质资源保护和合理
开发利用奠定基础。
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