ICP-AES测定苹果果实稀土元素镧铈含量简报

高鹏程 马林英 韩稳社

我国是稀土资源蕴藏最丰富的国家，其中主要元素为镧和铈。稀土元素虽非作物生长必需元素，但属有益元素。关于稀土元素对作物生长发育的影响，国外早在上世纪30年代即开展了大量研究。我国对稀土元素在农业中的应用研究始于上世界70年代初。研究表明，稀土元素可以促进作物生长发育，特别在苹果树上增施稀土元素，可以促进养分吸收，增加叶面积和叶绿素含量，提高坐果率，提高可溶性固形物、氨基酸、糖、维生素 C、花青苷含量，增强着色，增大一、二级果比率，增强耐贮性，增产10%～15%。

西北干旱区是我国土壤中稀土元素含量较低的地区，而苹果种植是该区果农脱贫致富的重要产业，因此，应用稀土元素会对西北干旱区苹果产业发展产生一定的促进作用。然而，由于稀土元素在土壤和作物中含量极少，传统的马尿酸偶氮氯膦分光光度法灵敏度不高，难以对苹果果实中的稀土元素进行准确定量，而目前比较认可的电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）成本高，普通研究机构无力承担。我们利用成本较低的电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）进行了测定苹果果实中稀土元素镧、铈含量的试验，结果显示该方法检测限低，精确度高，方法可行。

1 实验原理

利用氩等离子体产生的高温使镧、铈完全分解形成激发态，发射出特征谱线，利用检测器检测特定波长的强度，在一定浓度范围，发射光强度与镧、铈元素浓度成正比，与标准系列比较定量。

2 仪器与材料

试验所用苹果果实分别采自陕西杨凌和凤翔。实验仪器为电感耦合等离子体发射光谱仪（美国瓦里安公司产）；所用试剂硝酸和盐酸均为光谱纯，水为高纯水，铈和镧标准储备液（1000mg/L）购自国家标准物质研究中心。

3 实验方法

3.1 样品采集 分别在陕西杨凌、凤翔各选择3个苹果园，于2014年9月25—28日取样，采回后用去离子水清洗。

3.2 样品干制 将处理干净的苹果果实切成0.5cm厚的果片，摆放于干净的医用白瓷盘中，在烘箱内100～105℃下烘2小时，然后在75～85℃下烘至恒重，用球磨仪粉碎，过1mm筛，备用。

3.3 样品消解 称取上述果实粉末0.5g左右，放入恒重的石英坩埚中，加盖置电热板上180℃下炭化（炭化过程中不应有迸溅）。炭化完全后，转移至马福炉中于550℃下灰化，直至样品呈白色粉状。将灰分样品杯置于温控电热板上，滴加硝酸并加热消解样品后，再加入3ml高纯水加热至沸，使完全溶解，冷却，转移至10ml容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度，待测。空白对照与样品同步操作。

3.4 确定分析波长 镧和铈的分析线波长分别为334.456nm和456.236nm。

3.5 确定检出限 以空白液连续测量10次，其标准偏差的3倍所对应的含量为检出限。

3.6 加标回收 分别称取1.1728g纯氧化镧（La2O3）试剂和 1.2284g 氧化铈（CeO2）试剂，用盐酸溶解后定容至1000ml容量瓶中，稀释100倍后置于100ml容量瓶中待用（浓度为10mg/L，标准储备液）。称取0.5g果实粉末共18份，其中9份加入2ml标准储备液，剩余9份加入相同pH的2ml水溶液，然后进行样品消解。

加标回收率计算方法：p ＝（c2-c1）÷c3

式中：p-加标回收率，c1-苹果样品测定值，c2-加标苹果样品测定值，c3-加标量。

3.7 仪器测定 按照仪器工作条件，以空白溶液作参比，经试剂空白校正，在镧、铈标准曲线上求得样品浓度。

4 结果与讨论

4.1 ICP-AES测定镧和铈的检出限 以空白液连续测量10次的标准偏差乘以3，镧和铈的结果分别为0.6μg/L和0.8μg/L，该结果即分别为镧和铈的检出限，说明ICP-AES测定镧和铈的检出限较低，方法可行。

4.2 ICP-AES测定镧和铈的加标回收率ICP-AES测定镧和铈的加标回收率结果见表1。由表1可知，ICP-AES测定镧和铈均有较高的加标回收率（分别为103.3%和97.8%），误差率低于5%，说明该方法有较高的精确度，测定结果准确可信。

表1 标准加入回收情况

4.3 镧、铈含量测定结果 陕西是我国苹果种植面积最大的省份，本次取样点杨凌和凤翔属我国稀土元素含量较低地区。表2显示，同一地区不同果园苹果果实中镧、铈含量变异较大，说明不同果园管理水平和土壤中镧、铈含量存在较大差异。整体而言，凤翔苹果样品中镧、铈含量明显高于杨凌苹果样品，这一结果是否可以说明凤翔苹果品质优于杨凌苹果还有待进一步综合研究。

表2 参试苹果果实镧、铈含量

5 小结

1）用ICP-AES测定苹果果实中的镧和铈，检测限低，精确度高，方法可行。

2）不同果园苹果果实中镧和铈含量差异性较大，其与果园立地条件、生产管理水平、稀土肥料应用情况以及果实品质的相关性有待进一步研究。

略）