微波消解-原子荧光检测乳制品中铅的方法

王玉英，陈静，王婷婷，赵剑飞，朱宏

（石家庄君乐宝乳业有限公司技术中心，石家庄 050221）

微波消解-原子荧光检测乳制品中铅的方法

王玉英，陈静，王婷婷，赵剑飞，朱宏

（石家庄君乐宝乳业有限公司技术中心，石家庄 050221）

研究了微波消解-原子荧光检测乳制品中铅的方法。采用微波消解法对样品进行前处理，原子荧光法中用的载流剂为质量分数2%的盐酸，还原剂为KBH4+K3Fe3(CN)6+NaOH。该方法检出限为0.021 μg/L，相对标准偏差为2.15%，回收率在93%～98%之间。与GB 5009.12-2010[1]第二法氢化物原子荧光光谱法相比，处理时间缩短了约12 h。该方法具有简单、快速、灵敏度高的特点。

微波消解，原子荧光，铅，乳，乳制品

0 引言

铅是人类最早使用的金属之一，对人体的毒害是累积性的。长期接触铅及其化合物会引起心悸，易激动，血象红细胞增多，进而导致贫血症、神经机能失调和肾损伤[2]等，并对造血系统、消化系统、生殖系统、泌尿系统产生毒性作用[3]。人体摄入过多铅后，不仅使人脸色灰暗，过早衰老[4]，还会使人易患痴呆症。为了限制铅的摄入量，国家对食品中的铅进行了限量。

目前测定铅的方法有原子吸收光谱法[5-6]、原子荧光光谱法[7-8]、二硫腙比色法[9]以及近年来发展起来的ICP-MS法[10]。在国标第二法、李晓蓉、张树贵等报道的方法中采用湿消解，试样消化要浸泡过夜，并且消解液中草酸和铁氰化钾同时存在，易产生剧毒物质氢氰酸。本文采用的微波消解-原子荧光光度法，简单、快速、准确、安全，便于在乳制品行业中推广。

1 实验

1.1 仪器

AFS-230E双道原子荧光光度计，MDS-6型温压双控微波消解/萃取仪，不锈钢电热板。

1.2 药品及试剂

除非另有规定，本法所用试剂均为分析纯，水为GB/T 6682规定的一级水。所用玻璃仪器及溶样杯均用质量分数为10%硝酸浸泡24h以上。

1.2.1 药品

硝酸（优级纯）、双氧水、盐酸（优级纯）、硼氢化钾、氢氧化钠、铁氰化钾。

1.2.2 试剂

载流溶液：先向一个1 000 mL洁净的容量瓶中加入200 mL左右的去离子水，再向烧杯中慢慢加入20 mL浓盐酸，最后加入去离子水定容至刻度，此溶液质量分数为2%的HCl。

还原剂：称取2.0g氢氧化钠（NaOH）溶于去离子水，溶解后加入6.0g硼氢化钾（KBH4），4.0g铁氰化钾（K3Fe(CN)6），加去离子水稀释至400 mL。

1.2.3 铅标准储备液的配制

吸取1.0 mL质量浓度为1 g/L的铅（Pb）单元素标准溶液（国家标准物质研究中心）置于100 mL容量瓶中，用质量分数为2%的盐酸定容至刻度，此溶液为铅（Pb）的标准储备液，质量浓度为10 mg/L，置于冰箱中保存。

1.2.4 铅标准使用液的配制

吸取10mL铅标准储备液置于100mL容量瓶中，用质量分数为2%的盐酸定容至刻度，此溶液为铅标准使用液，质量浓度为1mg/L。

1.2.5 铅标准系列溶液的配制

（1）在加入40 mL去离子水的100 mL容量瓶中，分别加入0.0，0.1，0.2，0.4，0.8，1.0 mL质量浓度为1 mg/L的铅标准使用溶液。

（2）在上述容量瓶中分别加入2.0 mL浓盐酸后，用去离子水定容至刻度，标准系列溶液中铅（Pb）的质量浓度分别为0.0，1，2，4，8，10 μg/L，酸度2%的HCl。标准系列溶液应随配随用。

1.3 方法

1.3.1 原理

试样经酸热消化后，在酸性介质中，试样中的铅与硼氢化钠(NaBH4)反应生成挥发性铅的氢化物(PbH4)。以氩气为载气，将氢化物导入电热石英原子化器中原子化，在特制铅空心阴极灯照射下，基态铅原子被激发至高能态；在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与铅含量成正比，根据标准系列进行定量。

1.3.2 微波消解

单罐：原奶、液态奶、酸奶、还原奶等称取样品2.00 g（精确至0.01 g），加入浓硝酸6.0 mL，质量分数为30%双氧水1.0 mL。

六联罐：原奶、液态奶、酸奶、还原奶等称取样品1.50 g（精确至0.01 g），加入浓硝酸6.0 mL，30%双氧水0.5 mL，按设定程序消解。

1.3.3 赶酸

将消解好的样品转移到烧杯中，用约20 mL超纯水分3次润洗消解罐，将烧杯外壁及电热板表面擦拭干净，将电热板调至200℃，将样品蒸至近干后，加入20 mL超纯水蒸至近干，再重复1次，转移至25mL容量瓶中，并用超纯水润洗烧杯3次，加入0.5 mL浓盐酸，用超纯水定容至刻度，待测。

1.3.4 计算

样品中铅的质量分数为

式中：X为样品中铅的质量分数，mg/kg；c为测定样品溶液中铅的质量浓度，μg/L；m为称取样品的质量，g；25为定容体积，mL。

1.4 仪器条件参数

微波消解方法参考《微波密闭消解样品方法参考汇编》。

原子荧光光度计测定条件：负高压为280 V，铅空心阴极灯灯电流为50 mA，炉高8 mm，氩气流速为载气400 mL/min，屏蔽气为900 mL/min，读数时间为10.0 s，延迟时间为1.0 s，测量方式为标准曲线法，读数方式为峰面积，进样体积为2.0 mL。

2 结果

2.1 标准应用曲线及线性范围

实验表明，样品中铅的质量浓度在1～10 μg/L范围内标准曲线呈线性范围，曲线的回归方程为y= 209.17x+23.436，相关系数r=0.9997。铅的标准工作曲线如图1所示。

图1 标准工作曲线

2.2 方法的检出限

使用空白溶液测量15次，第一次测量重复4次，仪器自动取11次测量的荧光强度值计算标准偏差，再根据与之对应的标准工作曲线，微机根据下式自动计算出仪器的检出限为0.021 μg/L。

式中：DL为仪器的检出限，μg/L；s为标准偏差，μg/L；K为对应工作曲线的斜率。

2.3 方法的精密度

相对标准偏差以检出限50～100倍浓度的标准溶液进行测定。通过测定质量浓度为1.5 μg/L和2.0 μg/L铅标准溶液，每个质量浓度的铅标样重复测定11次，将得到的荧光强度值进行计算得到相对标准偏差。测定结果如表1所示。

由表1可以看出，此原子荧光光度法的相对标准偏差在1.58%～2.72%之间。

表1 方法的精密度（n=11）

2.4 方法的回收率

通过在样品中人为添加铅标样得到不同浓度的铅加标样品，对样品空白及加标样品的测定结果，得到回收率结果如表2所示。

由表2可以看出，此原子荧光光度法测得的铅的加标回收率约在93%～98%之间。

表2 纯牛奶样品中铅的回收率

3 讨论

目前测定铅的方法主要有：原子吸收光谱法[5，6]、原子荧光光谱法[7，8]、二硫腙比色法[9]。二硫腙比色法设备投入少，但操作繁琐，使用剧毒试剂氰化钾，且检出限高，灵敏度低，可靠性差，易受其它金属元素如Se等的干扰，只适用于批量样品的粗选。火焰原子吸收分光光度法，操作较简单，测试速度快，但检出限较高，只适用于铅含量较高的样品分析。石墨炉原子吸收分光光度法，虽检出限低，但仪器价格较高，且分析速度慢。

在国标第二法和李晓蓉、张树贵报道的方法中，将铁氰化钾加入到含有草酸的待测液中，在酸性条件下，铁氰化钾易产生剧毒物质氢氰酸，存在安全隐患。而在本文中，将铁氰化钾加入还原剂中，既避免了铁氰化钾对测量的干扰，又使其能在碱性条件下稳定存在。

本文采用的微波消解法，试样消化只需15 min，比国标[10]第二法氢化物原子荧光光谱法的消解时间缩短了近12 h。通过实验，微波消解-原子荧光光谱法的检出限为0.021 μg/L，精密度为2.15%，加标回收率在93%～98%之间。总之，本文建立的微波消解-原子荧光光谱法，具有准确快速，灵敏度高，稳定性好的特点，便于在乳制品行业中推广。

[1]中华人民共和国国家标准.GB 5009.12-2010[S].北京：中国标准出版社，2010.

[2]石岩，魏锋，肖新月，等.我国市售保健食品铅、砷、汞含量分析[J].亚太传统医药，2010，6（5）：160-161.

[3]张桂，赵国群，李秀缺，等.酶法检测食品中铅离子的研究[J].食品工程，2010（2）：51-53.

[4]张宗新.饮食与衰老[J].开卷有益：求医问药，2010，6：45.

[5]刘晔，薛慧萍.石墨炉原子吸收法测定食品中铅[J].内蒙古煤炭经济，2006（2）：83.

[6]刘建宇，孙普兵，刘文丽，等.火焰原子吸收光谱法直接测定食品级酒石酸氢钾中铅[J].检验检疫学，2008，18（5）：51-53.

[7]李晓蓉.氢化物发生-原子荧光光谱法快速测定食品中的砷和铅[J].甘肃农业科技，2008，12：21-23.

[8]黄树贵.氢化物发生-原子荧光光谱法测定食品中铅[J].现代仪器，2008，14（5）：72-73.

[9]张小军，王成，称军喜，等.双硫腙比色法测定食品中铅含量的影响因素[J].职业与健康，2008，24（17）：1782-1783.

[10]谢建滨，黎雪慧，张慧敏，等.碰撞池ICP-MS技术在血中铅、砷、镉快速测定中的应用[J].中国热带医学，2008，8（8）：1439-1440.

[11]张莹，顾锡，龙潭颖.ICP-MS和AFS测定环境水样中的铅含量的比较[J].光谱实验室，2009，26（4）：1000-1002.

Studies on microwave digestion-atomic fluorescence spectrometry of lead content in milk and milk products

WANG Yu-ying，CHEN Jing，WANG Ting-ting，ZHAO Jian-fei，ZHU Hong
（Shijiazhuang Junlebao Dairy Co.Ltd,Technology Center 050221）

In this paper,studied on microwave digestion and hydride generation atomic fluorescence spectrometry determination of lead in milk and dairy products,used the pre-treatment methods of microwave digestion.Atomic fluorescence of the reducing agent for the KBH4+ K3Fe3(CN)6+NaOH,carrier liquid for 2%hydrochloric acid.Using the above conditions,the reaction essence was measured to be the precision of 1.65%,the relative standard deviations of 1.72%,and the recovery ranges from 93%-98%.The method compares with the second method in GB 5009.12-2010 was proved to be simple,sensitive and rapid.

microwave digestion;atomic fluorescence;lead;milk;dairy products

TS252.7

A

1001-2230（2011）05-0057-03

2011-01-05

王玉英（1982－），女，硕士，从事乳制品检验方法研究。

朱宏