改良干灰化-原子荧光光谱法测茶饮料中的铅

2015-11-27王成远北京博晖创新光电技术股份有限公司北京100000

化工管理 2015年28期

王成远（北京博晖创新光电技术股份有限公司，北京 100000）

王成远（北京博晖创新光电技术股份有限公司，北京 100000）

本文研究了改良的干灰化法利用原子荧光光谱法测定茶饮料中的铅的实验条件，并以2%盐酸作为载流，硼氢化钾作为还原剂。在本实验条件下，测定标准系列溶液，线性范围为0～8ng/mL，相关系数为r= 0.9997，检出限为0.0036 ng/mL，加标回收率为95.8%～111.2%，干灰化-原子荧光光谱法测定茶饮料中的铅方法，灵敏度高、检出限低、操作简便、环境污染小，可以满足大批量、多品种日常监测。

茶饮料；铅；干灰化；原子荧光光谱法；方法改良

0 引言

铅是一种具有蓄积性、多亲和性的有毒元素，过量的铅对人体的神经系统、造血系统、免疫系统都有危害［1］。其环境标志作用早已为人们所公认，对于一般人群，人体内的铅主要来自于食品，食品中铅的含量对人体健康至关重要的［2］。随着消费观念和生活方式的转变，饮料成为人们日常生活中不可或缺的饮品之一。而具有中国特色的茶饮料，作为家庭饮料，逐渐成为一种流行饮料。为此，国家制订了茶饮料铅的允许标准为Pb≤0.3mg/L。

利用原子荧光法中3种常用的消解方法：湿法消解、微波消解、干灰化法。但是湿法消解样品消解过程，产生的酸烟污染大，检验人员需全程跟踪［3］；微波消解要求同批次尽量是同类样品，消解完后，消解液中存在大量的氮氧化物和亚硝酸根会使原子荧光信号降低［4］，需将剩余的酸蒸发除去，以减少对原子荧光测定的干扰，否则重现性差。干灰化法-原子荧光光谱法可以一次性处理好几十个不同品种的样品，灵敏度高、检出限低、操作简便、环境污染小；但是在实际的检测工作中，按照国标中规定的干灰法-原子荧光光谱法出现回收率偏低、重现性偏差、仪器易污染等缺陷。本文对此进行了优化和改良，来测定茶饮料中的铅含量。

1 仪器与试剂

1.1 主要仪器

RGF-8780原子荧光光谱仪（北京博晖创新光电技术股份有限公司）；铅特种空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；马弗炉。

1.2 主要试剂

盐酸（ρ=1.19g/mL），优级纯；硼氢化钾（含量不小于95%）、氢氧化钠、铁氰化钾等均为分析纯试剂；实验用水均为超纯去离子水；所用玻璃仪器均用20%的硝酸浸泡24h以上，并用超纯水清洗干净、凉干。

（1）载流：2%盐酸溶液。

（2） 2% 硼氢化钾（KBH4，m/v）- 2%铁氰化钾（K3Fe（CN）3，m/v）：称取10g硼氢化钾和10g铁氰化钾溶于500mL 0.5%氢氧化钠溶液中，用时现配。

（3）铅标准储备液〔ρ（Pb）=100μg/mL〕：（国家标物中心提供）。

（4）铅标准中间液〔ρ（Pb）=1.00μg/mL〕：将铅标准储备液（1.2.3）用2%盐酸溶液逐级稀释配制而成。

2 实验部分

2.1 样品前处理

取2mL的茶饮料样品置于50mL瓷坩埚中，将其置于可调电炉上小火加热蒸干、炭化至无黑烟后，移入550℃马弗炉中灰化4h，待冷却至室温后取出。沿坩埚壁慢慢加5mL水湿润灰分，再缓缓加入2 mL盐酸溶液（1+1）溶解灰分。然后将溶液移入50mL容量瓶中，坩埚用超纯水少量多次洗净，洗液均并入容量瓶中。用超纯水稀释至刻度，混匀。按同一操作方法做两份样品空白和两份加标样品。

2.2 标准曲线的绘制

分别吸取0、0.1、0.2、0.4、0.8、1mL铅标准中间液（1.2.4）液于一系列100mL容量瓶中，分别加入2.0mL盐酸，用纯水定容至刻度，摇匀，绘制标准曲线。

2.3 仪器工作条件

负高压：260V；总电流（mA）/主电流（%）：30/50；原子化器高度：8mm；气流量：400mL/min；屏蔽气流量：900mL/ min；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；读数时间12s；延迟时间：10s；

2.4 铅的测定

以 2% 盐酸（1.2.1）作载流将样品带入反应池中，与还原剂硼氢化钾-铁氰化钾混合溶液（1.2.2），发生氧化反应（将二价铅氧化为四价铅）和氢化反应，生成的氢化物由载气带入加热的石英管，进行峰面积积分测定。

3 结果与讨论

3.1 仪器工作条件的选择

（1）负高压和灯电流

荧光强度与负高压成正比，但暗电流等噪声也会随着负高压升高而增强，因此，在灵敏度满足要求的前提下，实验选择负高压260V。灯电流的增大也可以提高灵敏度，但灯电流过大会导致自吸现象，噪声会随之增大，且不利于空心阴极灯的长期使用，实验确定总电流（mA）/主电流（%）为 35/50。此条件下，铅的荧光强度能够保证在1500以上。

（2）原子化器高度

实验表明：测量的灵敏度随着原子化器高度的降低而提高，但原子化器过低时会因噪声增大而使精密度下降，选择8mm 作为测定铅的原子化器高度。

（3）载气与屏蔽气流量

实验氩气流速在300～1000mL/min范围内变化对荧光强度的影响，结果表明，载气流量在400～600mL/min，光强度大且稳定，故选定400mL/min的载气流量。屏蔽气的流量过大或过小都会降低荧光强度，故选定为900mL/min。

3.2 样品前处理的影响

（1）样品灰化是否完全通常以灰分的颜色判断，灰化时间对其有很大的影响。灰化温度一定要控制在550℃，当灰分呈白色或灰白色但不含炭粒，则认为灰化完全。

（2）不加入硝酸镁、氧化镁等阻燃剂，直接蒸干碳化，避免有外界杂质引入，影响实验结果。

3.3 样品测定结果

（1）标准曲线和检出限

在本实验条件下，测定标准系列溶液，浓度为0～8ng/ mL，其线性回归方程为If=204.994×C+44.435，相关系数为r=0.9997，对空白溶液进行11次测定，按检出限=3S0/b计算，检出限为0.0036ng/mL。

（2）样品测定结果和回收率试验

两种样品分别称取2份，分别加标2ng/mL、4ng/mL按本实验方法进行测定并进行了加标回收率实验，结果见表1。