微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定牛奶中的铅含量

文/祝秀梅 梁 斌 张 憬 南玉琴 吴志奇 戴海洁

微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定牛奶中的铅含量

文/祝秀梅 梁 斌 张 憬 南玉琴 吴志奇 戴海洁

（甘肃省兽药饲料监察所）

采用微波消解仪对牛奶样品进行消化处理。对石墨炉的灰化温度、原子化温度和基体改进剂等条件进行了优化，筛选出了铅的石墨炉原子吸收光谱法最佳测定条件。在仪器的最佳条件下测定牛奶中的铅含量。该方法测定的线性范围在0～20 ng/mL，相关系数r=0.9998，添加回收率为97%～101%。结果表明，该方法前处理简单，重现性好，回收率和精密度高，完全满足牛奶中铅的检测要求。

微波消解；石墨炉原子吸收光谱法；牛奶；铅

随着生活水平的提高，牛奶作为乳制品已日趋成为人们重要的日常营养食物之一，牛奶质量直接关系到人们的身体健康。因此，测定牛奶中重金属污染情况有着重要的意义。铅作为危害最大的重金属之一，可伤害人的脑细胞，致癌、致突变，影响儿童智力正常发育[1～2]。

目前，我国已颁布测定食品中铅的标准方法[3]，但还没有关于牛奶中铅含量测定的方法。而牛奶中由于含量低、基质复杂等因素，铅的检测历来是牛奶检测中的难点和重点[4～6]。目前测定铅常用的方法有石墨炉原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、二硫腙比色法和单扫描极谱法[7]以及ICP-MS法[8~9]。而近年来出现的样品前处理技术——微波消解技术，具有消解时间短、样品污染小、操作简便等特点，被广泛应用于各个行业[10～15]。因此，本研究鉴于牛奶的基质[16]，用微波消解技术处理样品，并用石墨炉原子吸收光谱法进行测定分析。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂

德国耶拿Zeenit 700P型原子吸收分光光度计，安东帕Multiwave 3000微波消解仪，铅空心阴极灯，超高压聚四氟乙烯消解罐，博通BHW-09A赶酸仪。

铅标准储备液（GSB 04-1742-2004）为国家有色金属及电子材料分析测试中心；磷酸二氢铵为优级纯；硝酸为Fisher Scientific公司生产；30%双氧水为分析纯试剂；试验用水为密理博超纯水。

玻璃仪器均用20%硝酸浸泡24 h以上，用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗，干燥后使用。

1.2 测定方法与步骤

1.2.1 样品前处理

在消解罐中加入2 mL样品，2 mL硝酸，1 mL 30%双氧水，并放入微波消解仪中消解，微波消解程序如表1所示。待消解完成后自然冷却至室温，开盖180 ℃赶酸仪赶酸，赶酸至近干，反复3 次后，用水定容到25 mL，混匀备用，同时做试剂空白。

1.2.2 标准曲线配制

精确吸取铅标准储备液（1 000 μg/mL），用1%硝酸逐级稀释至20 ng/L，用水定容至刻度。上机时用自动校正进样，此曲线系列浓度为0、4、8、12、16、20 ng/mL。

1.2.3 仪器测试条件

由于不同仪器的参数不同，测试前将仪器调至最佳状态。德国耶拿Zeenit700P原子吸收光谱仪测试参数见表2，石墨炉升温程序见表3。

1.2.4 样品测定

仪器预热一段时间后，以优化后的最佳条件测定标准系列溶液和样品溶液。以标准系列溶液的铅浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，并通过样品溶液的吸光度值求出样品溶液中的铅浓度。

1.2.5 结果计算

计算公式为：X=（C1-C0）×V×1 000/m×1 000

式中：X﹣试样中Pb含量，单位为微克每千克或微克每升（μg/kg或μg/L）；

C1﹣测定样液中Pb含量，单位为纳克每毫升（ng/mL）；

C0﹣空白液中Pb含量，单位为纳克每毫升（ng/mL）

V﹣试样消化液定量总体积，单位为毫升（mL）；

m﹣试样质量或体积，单位为克或毫升（g或mL）；

计算结果保留2 位有效数字。

1.2.6 添加回收试验

在空白样品中，分别加入200 ng/mL铅标准溶液各0.5 mL，2 mL进行加标回收试验，处理过程与样品的处理一致，每个添加同时做四平行。结果见表4。

表1 微波消解仪条件

表2 ZEEnit700P光谱仪条件

表3 石墨炉升温程序

2 结果

2.1 标准曲线与线性范围

用20 ng/mL Pb的使用液在上机时用自动校正进样，曲线系列浓度为0、4、8、12、16、20 ng/mL。然后用浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准工作曲线如图1。结果表明，铅的浓度在20 ng/mL以内与吸光度呈线性关系，相关系数为0.9998。

图1 标准工作曲线图

2.2 检出限

平行测定空白溶液11 次，计算出信噪比（3S/N）为0.3 ng/mL。根据称样量和稀释体积从而计算出方法的检出限为3 ng/mL。

2.3 精密度

按照上述试验方法对10 ng/mL标准铅溶液连续平行测定11 次，计算吸光度值的相对标准偏差（RSD）为2.0%。

2.4 回收率试验

回收率试验结果如表4所示。

3 讨论

3.1 样品前处理及操作注意事项

国标规定食品中测定铅含量时，样品前处理方法有干法灰化、湿式消解法、过硫酸铵灰化法等。但因这些方法或因安全因素，或因样品损失太大而有一定的局限性[17]。在本试验中采用微波消解法对样品进行前处理，该处理过程相对安全，且消化彻底，管腔密封性强，样品损失较少，特别是对铅、汞、砷等易挥发性元素的测定极为有利。

由于酸度太大会对石墨管产生损害，缩短石墨管的使用寿命，因此消解后需对样品进行赶酸，在赶酸时需控制好温度，以防止温度过高，导致液体飞溅，造成元素损失，使结果偏低。本试验中用180 ℃赶酸仪赶酸，样品至近干时加水，反复3 次。但在近干时易发生碳化现象，所以需要留意。同时也做加标回收试验验证赶酸的效果。

在试验过程中还需要注意以下几点：

（1）牛奶中铅含量的检测是易污染、含量低的痕量分析，空白越低，准确度越高，因此在试验过程中要严格控制污染。所有的试验试剂均使用优级纯，所有的玻璃器皿均用20%硝酸浸泡24 h后，用纯水冲洗干净，自然晾干。

（2）保证样品定容后酸的含量和标准曲线中酸的含量一致。

（3）因本实验室同时承担饲料和牛奶的铅检测项目，在这种情况下，所用的试验器皿需分开。这是因为饲料中的铅含量很高，通常是牛奶中铅含量的20 倍以上，如果混用会造成交叉污染，并难以清洗干净。

3.2 仪器反应条件的优化

试验在仪器推荐条件的基础上对干燥、灰化、原子化3 个阶段中所采用的温度和时间进行了优化，试验过程中发现适当降低干燥温度，可防止样品暴沸。并在加入基改的条件下，提高灰化温度和原子化温度，可大大提高灵敏度。最终确定的灰化温度是750 ℃，原子化温度为1 750 ℃。

表4 添加回收试验结果

由于石墨管的使用温度很高，时间长了易积碳，会造成空白值太高，检测结果不准确。因此在测样前，将石墨管和石墨锥用酒精棉签进行清洁处理，必要时对石英窗进行擦拭。

3.3 回收率试验结果

应用本方法对牛奶进行低和高不同水平加标回收试验，结果如表4所示。由表4可以看出，其加标回收率为96.77%和100.52%，说明该方法的测定结果准确度高，测定结果准确可靠。

4 小结

本试验运用微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定牛奶中的铅含量，试验结果表明，微波消解法较传统方法操作简单，安全，回收率高；石墨炉原子吸收光谱法检出限低，准确度高。C

[1] Florea T，Huszti S O，Costin C M.Heavy metal contaminants in milk and cheese[J]. The Annals of the University Dunarea de Jos of Galati Fascicle VI-Food Technology，2006：26-32.

[2] 黎源倩，孙长颢，叶蔚云，等. 食品理化检验[M]. 北京：人民卫生出版社，2006．

[3] 中华人民共和国卫生部. GB 5009.12-2010食品中铅的测定[S]．北京：中国标准出版社，2010.

[4] 张颖琦，杨佩燕，张建文，等. 某市市售牛奶中的铅含量检测结果分析[J]. 职业与健康，2010，26（15）：1723-1724.

[5] 姜楠，吴玲玲，姚建红. 微波消解-石墨炉原子吸收法测定牛奶中的铅[J]. 中国食品业，2007（8）：58-59.

[6] 王玉英，陈静，王婷婷，等. 微波消解-原子荧光检测乳制品中铅的方法[J]. 中国乳品工业，2011（5）：57-59.

[7] 中华人民共和国卫生部. GB 5009.12-2010食品安全国家标准 食品中铅的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[8] 黎桂文，林庆昶，何风芹. 微波消解-ICPMS法测定蔬菜中的铅、镉、铬、砷[J]. 安徽化工，2013（3）：94-95.

[9] Mishra K P. Lead exposure and its impact on immune system：A review[J]. Toxicology In Vitro，2009，23（6）：969-972.

[10] Radostits O M，Gay C C，Hinchcliff K W，et al. A textbook of the diseases of cattle，horses，sheep，pigs，and goats[J].Veterinary Medicine，2007：1798-1808.

[11] Hu Q F，Yang G Y，Zhao Y Y，et al.Determination of copper，nickel，cobalt，silver，lead，cadmium，and mercury ions in water by solid-phase extraction and the RP-HPLC with UV-Vis detection[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2003，375（6）：831-835.

[12] 石英，蒲志. 微波消解-火焰原子吸收测定化妆品中的铅、铬[J]. 微量元素与健康研究，2009（5）：50-51.

[13] 王敏，赵冲厚，张晴，等. 微波消解-原子吸收分光光度法测定土壤中重金属的研究[J].安徽农业科学，2013（16）：88-89.

[14] 龙玲，黄安民，孟迪，等. 微波消解-原子吸收光谱法测定人造板饰面材料中铅镉铬[J]. 光谱学与光谱分析，2012，32（9）：2572-2575.

[15] 梁淑轩，王欣，吴虹，等. 微波消解/ICPMS测定水系沉积物中的9种重金属元素[J].光谱学与光谱分析，2012，32（3）：809-812.

[16] 蔡青青. 铅与蛋白质相互作用及除铅方法研究：硕士论文[D]．洛阳：河南科技大学，2010．

[17] 李宏，李洁，陈瑛. 氢化物原子荧光光谱法测定牛奶中铅的方法改进与探讨[J]. 中国乳业，2016（2）：63-67.

2017-07-28）

农业部发布10月奶业市场形势分析月报

【本刊辑】生鲜乳收购价继续上涨。据农业部监测，2017年10月我国奶业主产省的生鲜乳收购价为每千克3.47 元，环比上涨0.6%，同比上涨0.9%。鲜奶零售价略有上涨。根据中国价格信息网监测，10月全国监测城市鲜奶平均零售价每500克5.26 元，环比上涨0.4%，同比持平。奶粉零售价格同比略涨。根据中国价格信息网监测，10月全国监测城市三段幼儿配方牛奶粉平均零售价每500克97.96 元，环比持平，同比涨4.1%。乳制品进口环比减少。据海关总署统计，9月我国乳制品进口量17.06 万吨，环比减少16.8%，同比增长33.1%；进口额3.52 亿美元，环比减少29.2%，同比增长83.3%。乳制品出口量0.32 万吨，环比增长8.5%，同比增长17.1%；出口额0.05 亿美元，环比增长24.9%，同比增长25.3%。

Microwave Digestion and Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometric Method for the Determination of Lead in Milk

Zhu Xiu-mei， Liang Bin，Zhang Jing， Nan Yu-qing， Wu Zhi-qi， Dai Hai-jie
（Institute of Animal Health Inspection of Gansu Province）

A microwave digestion method was used in treatment of milk samples to determine lead content. The optimal conditions of lead determination by graphite furnace atomic absorption spectrometry were obtained through intensive screening of various graphite furnace. The linear range of standard curve was 0 to 20 ng/mL and the correlation coeff i cient was 0.9998. The recovery rates in milk lead were 97%～101%. The results showed that feature of this method was simple，good reproducibility，high recovery rate and precision and is suitable for the analysis of lead content in milk and milk products.

microwave digestion；atomic absorption spectrometry；milk；lead

祝秀梅（1981-），女，硕士，助理研究员，主要从事饲料及乳制品检测方法的研究。