微波消解
——原子吸收石墨炉测定糙米粉中铅的方法验证
2018-03-29寇玉兰姜中涛
寇玉兰，姜中涛
（1.公主岭市粮油卫生检验监测站；2.公主岭市粮食信息中心，吉林公主岭136100）
铅是具有代表性的重金属元素之一，在自然界和食品中分布很广，对人体具有毒害作用。铅对人体的毒害作用主要表现在四个器官系统，即作用于造血系统、神经系统、肠胃系统和肾。铅还可干扰免疫系统功能。
铅在人体内具有蓄积作用。儿童摄入过量的铅还会引起脑力发展障碍。我国膳食调查研究结果：5岁以下儿童铅摄入量平均值为ADI的92.6%。GB 2762-2017中规定食品中铅限量为0.02mg/kg。本文试对新的标准方法进行验证。
1 材料与方法
1.1 试剂
硝酸溶液（5+95）：量取 50ml硝酸，缓慢加入到 950ml水中混匀。
硝酸溶液（1+9）：量取50ml硝酸，缓慢加入到450ml水中混匀。
改进剂：磷酸二氢铵-硝酸钯溶液，称取0.02g硝酸钯，加少量硝酸溶液（1+9）溶解后，再加入2g磷酸二氢铵，溶解后用硝酸（5+95）定容至 100ml，混匀。
阴性糙米粉：用国标方法GB 5009.12-2017第一法测定铅含量为阴性；铅标准物质（1000ug/ml）；实验室用水：超纯水，30%过氧化氢为优级纯。
1.2 仪器和设备
原子吸收光谱仪PinAAcle900T，附石墨炉及铅空心阴极灯；电子天平：感量为0.0001g；干燥恒温箱：101A-1ET型；微波消解仪：MASTER16；加热板：ECH-II型机控加热板。
1.3 实验方法
方法依据：GB 5009.12-2017食品安全国家标准，食品中铅的测定——原子吸收光谱法。方法检出限为0.005mg/kg。
原理：试样在经酸加热消解后，在酸性介质中，试样中铅被硝酸还原成原子态铅，由载气（氩气）带入原子化器中，在铅空心阴极灯照射下，基态铅原子对共振辐射的吸收程度来确定试样中被告测元素的浓度。
仪器工作条件：氩气（压力调至0.4Mp）；水循环制冷机（国产水循环压力调至3bar，进口水循环无需理会）。
1.4 实验步骤
1.4.1 配药及准备工作
做铅所需器皿清洗：需以10%～20%硝酸溶液浸泡24小时，然后用去离子水部洗干净备用；消化管则浸泡后，再用烘箱以40℃～50℃烘半小时，冷却后备用。
洗针剂的配制：用硝酸溶液（5+95）清洗针头。
铅标准储备液配制：将1000ug/ml铅标准原液吸取1ml至100ml容量瓶中，用硝酸（5+95）定容至刻度线，浓度为10ug/ml；将此铅浓度溶液吸取1ml至100ml容量瓶中，用硝酸（5+95）定容至刻度线，浓度为100ng/ml。
铅标准使用液配制：将100ng/ml吸取10ml至50ml容量瓶中，用硝酸（5+95）定容至刻度线，浓度为20ng/ml。
1.4.2 试样制备
干试样：粮食、豆类、去除杂质，粉碎均匀的样品（细度95%通过40目筛层）。
1.4.3 样品前处理
分别称取0.25g阴性糙米粉（精确至0.001g）试样置于6个微波消解罐中，分别加入80ul浓度为1000ng/ml铅标准溶液，使得样品中铅含量理论浓度为0.32mg/kg。另取2个消解罐做空白。加7ml硝酸，在80℃的赶酸板上预解1小时，冷却至室温（预消解）。
1.4.4 微波消解
将预消解后的试样分别加入1ml，30%过氧化氢，按照消解仪的操作步骤进行消解，设定条件见表1，待温度降至室温可以开罐。
表1 微波仪消解条件
1.4.5 赶酸
将消解内罐放置到赶酸仪上，130℃加热赶去气体，直至罐内液体颜色变成无色或淡黄色、体积3ml左右，取出冷却，用硝酸（5+95）冲洗消解内罐，将消化液移至刻度管内，稀释至10ml，准备上机。
1.5 上机
1.5.1 开机
打开冷环循环机、打开氩气开关，打开原子吸收电源开关，启动工作站。
1.5.2 进入工作站软件
具体步骤如下：点灯预热（HCL20min，EDL40min），建方法、建样品信息方法、建立报告文件；启动石墨炉，调整进样针位置，打开工作区域，测定石墨管空白；测定水+改进剂空白（吸光度小于0.0003Abs），开始校准标准曲线，平行测下两次标准溶液，查看SD值是否合格；而后检测样品和做空白试验，最后在离线状态下进行数据处理，冲洗自动进样器，关机，退出软件。
1.5.3 标准曲线制作
PinAAcle900T能够自动稀释，将浓度为20.0ng/ml作为最高浓度进行自动稀释的设定，做出标准曲线。
校准好标准曲线后再进行试样的操作，根据试样质量、试样消化液吸光度、试样消化液铅浓度、空白消化液吸光度、空白消化液铅浓度等数据计算出样品中铅的含量。
2 结果与分析
2.1 线性范围与相关性
以浓度为横纵标，吸光度为纵坐标，见表2，绘制出曲线议程为y=0.0025x+0.0001，线性相关系数为r=0.9997，证明此方法测试结果存在良好的线性关系。
表2 铅（Pb）标准曲线方程及线性相关系数
2.2 方法检出限及仪器检出限
对空白测试的消化液进行11次重复性测定，计算方法检出限；对载液进行11次重复性测定，计算仪器检出限，见表3。
表3 检出限
2.3 加标回收率测定
测定结果见表4。
表4 回收率测定
2.4 相对标准偏差 RSD值测定
任取一份加标样品的消化液上机重复8次测定，结果见表5。
表5 RSD%值测定
2.5 注意事项
赶酸过程温度不能超过140℃；冷却至室温过程要加盖，避免污染，影响结果；铅元素灯事实上要等到稳定再用；定期更换酸缸浸泡液；所用消化用的管和玻璃容器都要在酸缸中浸泡；测试样品最好在标准曲线范围的中间；每批样品做一次精密度或加标回收；测铅时酸的影响非常大，表现为多次测量不平行。
3 结论
微波消解法是目前铅测定中消化样品中相对比较好的方法，此次实验采用微波消解原子吸收法测定铅含量，标准曲线线性相关系r=0.9997,相对标准偏差＜5%，仪器检出限为0.0014 mg/kg，方法检出限为0.0026mg/kg，加标回收率为86.5%，经验证此方法能满足检测的所有要求。
[1]游勇，重金属对食品的污染及其危害[J].环境污染及其防治,2007(02):34-36.
[2]GB/T 27404-2008实验室质量控制规范 食品理化检测[S].
