微波消解－石墨炉原子吸收光谱法测定酱腌菜中微量铅

2014-05-14魏利滨

唐山学院学报 2014年3期

魏利滨

（唐山学院环境与化学工程系，河北唐山063000）

铅是对人体有害的重金属元素之一，长期摄入将在人体内蓄积，从而影响人体健康。酱腌菜是餐桌上人们经常食用的一种主要副食品，因此在卫生理化检验中被列为必检项目，国标中规定酱腌菜中铅含量不得超过1 mg／kg［1］。目前食品中铅的测定主要采用分光光度法、极谱法以及原子吸收光谱法［2］。其中应用石墨炉原子吸收法是一种较好的分析方法。但由于酱腌菜中盐分和其他杂质含量较大，对测定产生很强的干扰，主要表现为产生严重的背景吸收，对测定结果造成很大的影响［3］，因此，测定时需对样品进行前处理。本实验即以石墨炉原子吸收光谱法测定酱腌菜中的铅，通过微波法消解对样品进行前处理，采用不同的基体改进剂，对样品加入量、灰化温度、原子化温度等进行实验和讨论，确定了应用石墨炉原子吸收光谱法测定酱腌菜中微量铅的最佳实验条件，结果令人满意。

1 实验部分

1．1 仪器及试剂

TAS－990型原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），横向平台石墨管（北京普析通用仪器有限责任公司），铅空心阴极灯（北京有色金属研究总院），XT－9900型智能微波消解仪（上海新拓微波溶样测试技术有限公司）。

铅标准溶液：1 000 mg／L（国家标准物质研制中心）。用时以0．5%的硝酸将其逐级稀释至250μg／L；磷酸二氢铵溶液（20 g／L）：称取2．0 g磷酸二氢铵试剂，溶解，稀释至100 mL；氯化钯（1 g／L）：称取0．1 g氯化钯于50 m L烧杯中，用少量浓盐酸溶解，再转移至100 m L容量瓶中用去离子水定容。

1．2 仪器主要工作条件

根据实验要求，测量时均以氘灯扣背景，载气为氩气。仪器主要工作条件如表1，表2所示。

表1 仪器工作参数表

1．3 实验方法

1．3．1 样品处理

准确称取0．500 g已切碎的酱腌菜试样，置于微波消化罐中，分别加入5 m L浓硝酸和1 m L过氧化氢，浸泡2 h。将消化罐置于微波消解仪中，设置好微波消解程序进行消解，消解完成后取出消化罐，冷却至室温，将消解好的酱腌菜消解液全部移入小烧杯中，在电炉上加热赶酸，完成后溶液移至25 m L容量瓶中用去离子水定容，备用。同样条件做试剂空白实验。

1．3．2 测定方法

依次移取0．00 mL，1．00 mL，2．00 mL，3．00 mL，4．00 mL，5．00 mL浓度为250μg／L的铅标准使用液于6支25 mL比色管中，然后在上述比色管中分别加入0．20 mL 20 g／L的磷酸二氢铵溶液和0．1 m L 1 g／L的氯化钯溶液，用0．5%硝酸定容，摇匀备用；此系列铅标准溶液的浓度分别为0μg／L，10μg／L，20μg／L，30μg／L，40μg／L，50μg／L。

在选定的仪器工作条件下，每次移取1 m L上述铅标准溶液注入石墨管中，分别测定各铅标准溶液的吸光度，每个溶液重复测定3次取其平均值。用同样的方法测定样品待测液中铅的吸光度。计算该标准系列的回归方程，进而求出样品中铅的含量。

2 结果与讨论

2．1 微波消解样品条件的优化

2．1．1 微波消解酸体系的选择

微波消解试样使用最广泛的酸是 HNO3，HCl，HF，HClO4，H2O2，H2SO4，H3PO4等。因本实验所测定的样品为生物有机样品，故分别选择了 HNO3，HNO3＋H2O2，HNO3＋H2SO4和HNO3＋HClO4等做消解剂，比较其消解效果。实验表明，HNO3＋H2O2体系具有较强的氧化性，消解结束后剩余的酸易于蒸发掉，因此，选用HNO3＋H2O2为消解体系。

2．1．2 消解酸用量对消解效果的影响

准确称取0．5 g样品，分别加入不同体积的硝酸和过氧化氢进行对比实验，结果表明，加入硝酸5 m L，过氧化氢1 m L时，具有较好的消解效果。

2．1．3 消解程序的选择

经对不同消解温度、时间、压力时消化效果的比较，确定了最佳微波消解条件。第一阶段：压力0．3 MPa，微波加热时间60 s，功率为100%；第二阶段：压力0．5 MPa，微波加热时间100 s，功率为80%；第三阶段：压力0．8 MPa，微波加热时间100 s，功率为60%。消解完后的消解液澄清透明，样品得到完全消解。

2．2 基体改进剂的选择

酱腌菜是高盐食品，氯化钠在铅的主灵敏线283．3 nm附近有较强的分子吸收，从而产生较大的背景吸收干扰。而氯化钠的熔点近800℃，一般在石墨炉的灰化温度下也难以将氯化钠排除，而铅是易挥发性元素，过高灰化温度将造成铅元素的损失。为克服基体对铅测定的干扰，降低铅在升温过程中的损失，可采用加入基体改进剂的方法来实现。本实验分别以磷酸二氢铵、硝酸铵、氯化镁、氯化钯等作为基体改进剂进行了实验比较，结果表明，采用氯化钯－磷酸二氢铵混合基体改进剂，可以将灰化温度提高到850℃，此时氯化钠造成的基体干扰大大下降，铅的灰化损失较小，从而提高了方法的灵敏度和精密度。

2．3 仪器工作条件的选择

应用石墨炉原子吸收光谱法测定铅元素，其中对测定影响较大的因素包括灰化温度、原子化温度，此外灯电流和光谱带宽对分析的灵敏度也有一定的影响。多次实验结果表明，加入基体改进剂后灰化温度选择在850℃，原子化温度选择在1 700℃，可获得满意的测定结果。

2．4 标准曲线及检出限

在选定的最佳实验条件下，依次测定按1．3．2测定方法配制的系列铅标准溶液的吸光度，结果如表3所示。

表3 铅系列标准溶液的测定结果

计算工作曲线的回归方程为：y＝0．002 2x＋0．096 8，其中x为铅标准溶液的浓度，y为铅的吸光度。标准曲线相关系数R＝0．999 85，可见，Pb2＋在0～50．00μg／L范围内，吸光度与浓度呈良好的线性关系。

对空白的铅标准溶液进行了连续10次测定，计算空白溶液的标准偏差δ，由XL＝3δ／S（S为工作曲线的斜率）计算Pb2＋的检出限可达7．898×10－4μg／m L。

2．5 样品测定及回收率

所测样品为市场上购买的5种酱腌菜，按1．3．1对上述样品进行充分消解处理，测定其吸光度，然后将测定的样品的吸光度代入工作曲线的回归方程，计算样品溶液中的铅浓度，并将其折算为酱腌菜样品中的铅含量；另分别对上述各样品进行平行回收率实验，每次加标均为10．0μg／L；测定结果列于表4中，加标回收率为90．90%～104．55%，结果表明，测定结果的准确度良好，除一种样品铅含量超标外，其余样品铅的含量均在国家卫生标准要求的范围之内。