原子吸收光谱法对油品中锰的测定

张 爽

大庆炼化公司质量检验与环保监测中心润滑油检验站, 黑龙江 大庆 163711

前 言

原子吸收光谱法是基于光源发出的被测元素特征辐射通过元素的原子蒸气时被其基态原子吸收，由辐射的减弱程度测定元素含量的一种现代仪器分析方法，具有检出限低、选择性好、精密度高、抗干扰能力强、分析速度快、应用范围广、试样用量小等优点[1]。

食用油的质量安全与我们的身体健康密切相关，其在原料种植、加工生产、运输与贮存过程可能会引入锰元素等重金属。重金属容易在人体中积累，不易排出体外，长期积累会造成慢性中毒。其中锰的限量约为0.05 mg·kg-1。王琳琳等[2,3]利用ICP-MS法分析食用油中的锰等元素，实现了样品无需消解、直接进样，有效的提高了检测效率。汽油的锰绝大部分仍滞留在催化器、发动机和排气系统内，只有极少部分能排出。不仅因重金属积累引起火花塞失灵、排气门寿命缩短等问题而且还会引起环境污染。杨勇[5]研究了汽油中锰元素的影响因素，确定了最优条件。利用锰元素示踪研究石油运移，具备原位微区分析的特点，所以在示踪研究复杂原油运移时，具有独特优势。曹剑等[4]研究了利用锰元素示踪准噶尔盆地原油，对原油勘探、开发具有深远的意义。通过以上说明，锰元素在油品中的作用意义深远，但是目前大部分没有系统的研究。

本文通过用原子吸收法测定食用油、汽油、石油中的锰，测定的影响因素，最佳的测定条件，校准曲线，对锰元素在油品中的测定进行了系统研究，具有深远意义。

1. 材料与方法

1.1 实验仪器：原子吸收分光光度计：日本岛津公司生产的AA-6300C型原子吸收分光光度计。锰空心阴极灯：额定工作电流10 mA。

1.2 实验方法：汽油中锰含量的测定按照SH/T0711-2002《汽油中锰含量测定法（原子吸收光谱法）》。食用油锰含量的测定按照GB2716-2005《食用植物油卫生标准》[6,7]，原油中锰元素测定按照SH/T0711-2002《原油中锰含量测定法（原子吸收光谱法）》。

1.3 标准曲线

在四个50 mL容量瓶中分别加入30 mL甲基异丁基酮（MIBK）和5.0 mL的样品油。向每个容量瓶中分别加入5.0 mL锰标准溶液A、B、C。另一个作为样品空白。用0.5 mL移液管向四个容量瓶中分别加入0.1 mL碘-苯溶液或者溴-四氯化碳溶液，摇匀。反应大约1分钟。用甲基异丁基酮（MIBK）稀释至刻度。即锰标准曲线溶液的浓度分别为0 mg/mL、1.33 mg/mL、2.66、3.99 mg/mL。

2. 结果与讨论

2.1 油品的测定

在装有30 mL甲基异丁基酮（MIBK）的50 mL容量瓶中，用移液管加入5.0 mL的食用油、原油、汽油。用0.5 mL移液管向四个容量瓶中分别加入0.1 mL四氯化碳溶液，摇匀。反应大约1分钟。在279.5 nm波长，在原子吸收分光光度计上依次喷入标准工作曲线溶液和食用油、原油、汽油样品溶液，记录吸光光度值。

2.2 测定的影响因素

2.2.1 样品预处理的影响

因油的黏性比较大，容易造成样品进样困难，进而影响测定效果。为保证进样时样品的顺利提升与雾化，根据相似相溶原理，依据油类物质，最常见的溶剂有航空煤油、苯或甲苯等。

2.2.2 灯电流的影响

空心阴极灯的发射特征依据于灯电流：如果灯电流小，灯发射出的谱线的多普勒变宽和自吸收效应就会减小，元素的灯发射线半宽变窄，吸收灵敏度就会增高。在常用分析工作中，选用电流的范围在20%-60%之间比较合适。通常是通过测定吸光度随工作电流的变化曲线来选择适宜的灯电流。选取食用油、汽油、原油，在燃助比分别为1.5 : 15、1.8 : 15 和2.1 : 15 的条件下，变化灯电流，分别测定食用油、汽油、原油样品中的锰含量。

图1 三种样品灯电流与吸光度的关系

由图1可见，在燃烧器高度和燃助比固定不变的条件下，随着灯电流的升高，食用油、汽油、原油样品的吸光度逐渐升高，表明试验的灵敏度逐渐升高，所得到的数据的准确度也随着升高。并且原油的吸光度最高达到0.45。

图2 三种样品灯电流与锰含量的关系

由图2可见，食用油、汽油、原油的锰含量变化随着灯电流的升高会有所变化，在灯电流由9 mA变为10 mA的过程中，食用油、汽油、原油这3种油样品锰含量的测定结果均符合重复性的要求范围。因此，灯电流对食用油、汽油、原油样品的锰含量测定结果影响比较小。

2.2.3 灯高度的影响

火焰不同位置具有不同的温度和不同的氧化性，因此不同区域的锰元素干扰成分浓度和自由原子密度也会不同。为了获得更高的灵敏度，避免干扰，应选择最佳观测高度，即让光束通过火焰中原子密度最大的区域。设定不同燃烧器的高度，分别测定食用油、汽油、原油的锰含量。

表1 不同灯高时的测量读数

2.3 最佳条件的选择

在确定预处理的溶液为四氯化碳时，本实验的最佳工作条件为: 燃助比1.8 :15～2.1 : 15；灯电流10 mA；燃烧器高度8 mm或者9 mm。另外，由于原子吸收光谱法是一种在高温条件下的动态测量过程，不宜应用固定的标准曲线，需要在相同的条件下制定标准曲线以及测定样品。

2.4 校准曲线

按原子吸收光谱仪器工作条件对食用油、汽油、原油中锰元素的标准溶液进行测定，所得各元素校准曲线的线性范围、线性回归方程及相关系数见表2。

表2 线性回归方程和相关系数

对食用油、汽油、原油实际样品进行测定，同时进行加标回收实验的研究，结果见表3。相对标准偏差为0.66、0.40、0.69，小于5%，符合实际要求。

表3 测定的精密度和回收率

3. 结语

通过以上实验, 利用原子吸收光谱法可对食用油、汽油、原油中锰进行快速、准确的测定，在实验中解决了测定因素对锰测定的干扰问题，建立了可行和准确的分析方法。并且得到了最佳测定条件和校准曲线，减少了操作中的复杂性，降低了检测成本，提高了操作效率。

[1]邓勃. 应用原子吸收与原子荧光光谱分析[M]北京：化学工业出版社，2003：3.

[2]王琳琳，林立，陈玉红. ICP-MS法直接进样分析食用油中的铅、砷、锰、镉、铬、铜等元素[J]. 环境化学，2011，30(2)：571-573.

[3]GB2716-2005 食用植物油卫生标准[S].

[4]曹剑，胡文碹，姚素平等. 准噶尔盆地储层中的锰元素及其原油运移示踪作用[J]. 石油学报，2009，30(5)：705-710.

[5]杨勇. 原子吸收光谱法测定车用汽油中锰含量影响因素考察[J]. 测试与评定，2010，6（83）：22-26.

[6]周养群. 中国油品及石油精细化学品手册.北京：化学工业出版社，2000.

[7]GB/ T 2231 46-1989 钢铁及合金化学分析方法：火焰原子吸收分光光度法测定铜量[S].