微波消解—固相萃取—原子吸收法测定方便面调料中的铅

炼晓璐　柴刚　魏洪敏

[摘要]本研究应用石墨炉原子吸收分光光度计，建立了方便面调料中铅的分析测试方法。使用固相萃取的方法将样品中铅和含盐基体分离，大幅降低了基体对铅测定的背景干扰，并对石墨炉升温程序进行了优化，结果表明最佳灰化温度为600℃，最佳原子化温度为2 000℃。考察了方法的可靠性，铅在0～50μg/L范围内线性关系良好，相关系数为0.999 4，方法精密度4.76%，检出限为0.7841μg/L。对市售某方便面调料中的铅进行加标回收测定，回收率为90.9%～97.8%，说明本方法可以用于方便面调料中铅的测定。

[关键词]石墨炉；固相萃取；方便面调料；铅；原子吸收光谱法

中图分类号：S519 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180407

铅元素对人体各组织均有毒害作用，尤其是神经系统最易受到铅的损害。铅还会危害造血功能，影响免疫力，甚至致癌。近年来由于工业废物的排放、农药的大量使用，使得水质、土壤甚至农作物中均可能含铅。铅在食品中的含量受到严格的限制，是食品卫生检验的重要卫生指标之一。随着生活节奏的加快，速食产品不可避免地走进人们的生活，速食产品中往往会加入多种食品添加剂，因此研究食品中铅的检测方法对人体健康有着重要意义。方便面作为日常生活中最具代表性的速食产品，其中的铅含量是否达标直接影响着人体健康。GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定食品（参照调味品）中铅的限量为1.0mg/kg，检验方法参照GB 5009.12，使用的是石墨炉原子吸收法测定铅元素，但是该方法对高盐样品中铅的测定效果欠佳。方便面中的添加剂大部分存在于调料中，而调料中往往含有大量的盐类，其在石墨炉法测定铅时会产生很大的背景干扰，严重影响测量结果的准确度。仅仅依靠仪器自身的功能，并不能有效地消除背景干扰，而在分析测试之前使用微波消解一固相萃取的方法，将调料样品中的铅和含盐基体分离，能使背景干扰大幅度降低，提高测试的准确度和稳定性。本研究选取了目前畅销的不同品牌共6种口味的方便面，采用石墨炉原子吸收光谱法对方便面调料中的铅含量进行测定。

1试验与方法

1.1主要仪器与试剂

原子吸收分光光度计：GGX-830型（火焰石墨炉一体机，带有氘灯扣背景装置），北京海光仪器有限公司。

超纯水机：UPW-20N型，北京历元电子仪器有限公司。

铅空心阴极灯：北京有色金属研究总院。

微波消解仪：上海新仪微波化学科技有限公司。

分析天平：赛多利斯科学仪器有限公司。

重金属固相萃取装置：包含蠕動泵BT 100-1L，保定兰格恒流泵有限公司。

亚氨基二乙酸型固相萃取柱：填料为0.15g亚氨基二乙酸型螯合树脂，100-200目；铅标准储备液：100μg/mL，国家标准物质中心。

乙酸铵、乙酸钠、乙酸、硝酸、过氧化氢、磷酸氢二铵：优级纯，国药集团化学试剂有限公司。

纯水：本实验所用纯水均为UPW-20N所制备的高纯水。

调料样品：从北京本地超市采购不同品牌6种口味方便面，将调料粉包取出摇匀后置于干燥器中储存备用。

1.2溶液配制

乙酸铵溶液（0.5mol几）：称取乙酸铵38.5g，加水溶解后转移至1000mL容量瓶中，定容至刻度。

乙酸钠缓冲溶液（2.0mol/L）：称取乙酸钠164.0g，加水溶解，用乙酸调节pH值为6.5，定容至1000mL。

硝酸（1.0%）：取10mL浓硝酸于少量纯水中，定容至1000mL。

铅标准使用液（1.0mg/L）：准确移取100μg/mL铅标准储备液1.0mL于100mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度。

标准溶液：分别移取OmL.025mL.0.50mL、1.00mL、2.00mL.2.50mL的impeL铅标准使用液于50mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度，摇匀备用（铅相应浓度分另0为0μg/L、5.00μg/L、10.00μg/L、20.00μg/L、40.00μg/L、50.00μg/L）。

化学改进剂（20g/L）：称取2.00g磷酸二氢铵于100mL烧杯中，加入少量纯水溶解后转移至100mL容量瓶，用纯水定容至刻度，摇匀备用。

1.3仪器工作条件

分析线波长：283.3nm；灯电流：7mA；负高压：268V；光谱带宽：0.4nm。

石墨炉升温程序：（1）干燥1温度90℃，升温时间5s，保持时间10s；（2）干燥2温度110%，升温时间5s，保持时间10s；（3）灰化温度600℃，升温时间15s，保持时间10s；（3）原子化温度2 000℃，升温时间1s，保持时间3s；（4）净化温度2 200℃，升温时间1s，保持时间3s。内气流量300mL/min，原子化阶段停气。

1.4样品处理

1.4.1试样消解

将样品充分混匀，从中称取0.5g样品于微波消解罐中，加入10mL硝酸预处理30min，补加4mL硝酸和1mL过氧化氢，使用微波消解仪按表1所示条件进行消解。消解完成后，自然冷却至室温。打开消解罐盖子，赶酸至近干，将消解液转移至25mL容量瓶中，并用2mo～L乙酸钠溶液少量多次洗涤消解罐，将洗液合并于容量瓶，最后用2mol/L乙酸钠溶液定容至刻度（溶液pH值为5～7）。试样消解的同时做试剂空白。

1.4.2铅的分离

固相萃取柱的活化：使用蠕动泵定量吸取1.0%硝酸溶液10mL，以1.0mUmin流速过柱，洗下可能吸附于树脂上的金属元素，再用5mL乙酸铵溶液以1mL/min流速过柱洗下硝酸。

铅的吸附和分离：使用蠕动泵定量吸取消解后的样液10mL，以1mL/min的流速过柱，然后用5mL乙酸铵溶液过柱洗涤，再用10mL水分两次洗去乙酸铵溶液，最后用10mL的1.0%硝酸进行洗脱，收集洗脱液，备测。

1.5样品测试

使用仪器自带的自动进样器分别将20μL标准溶液和5μL磷酸二氢铵溶液（20g/L）依次注入石墨炉，参照1.3节中所示仪器工作条件进行测试，读取其吸光度并绘制浓度一吸光度标准曲线，并按照同等仪器工作条件进行样品测试。

2结果与分析

2.1石墨炉升温条件的选择

2.1.1灰化温度选定

铅属于易挥发元素，在灰化阶段要尽可能除去基体干扰，又要避免待测元素的损失。较高的灰化温度可以在原子化之前赶走大部分的干扰物质。使用40μg/L铅标准溶液进行测定，固定原子化温度为2 000℃，研究200℃～1100℃的灰化温度对吸光度的影响，得到灰化温度与吸光度关系曲线。由图1可知，当灰化温度达到600℃时，吸光度达到最高且逐渐趋于稳定；当温度高于600℃时，吸光度逐渐降低，这可能是因为高温使铅开始挥发损失。因此，最终选择600℃作为灰化温度。

2.1.2原子化温度选定

原子化阶段的作用是使样品中待测元素全部或尽可能多地形成基态自由原子。选择原子化温度时，既要保证样品中待测元素充分原子化，又要尽可能选择低的原子化温度，以延长石墨管使用寿命。灰化温度选用600℃，研究1500℃～2 500℃原子化温度对吸光度的影响，通过测量40μg/L铅标准溶液，得到原子化温度与吸光度关系曲线。由图2可知，随着原子化温度的提高，吸光度逐渐增大，当温度达到2 000%时，吸光度最大，随后降低，这说明在2 000%时样品已充分原子化。当原子化温度大于2 000%时铅出现少量损失导致吸光度降低，故原子化温度选定为2 000%。

2.2固相萃取柱对铅的吸附容量

固相萃取柱对铅的吸附容量会直接影响测量结果的准确度，为了确保样品中的铅全部被吸附，就需要使柱中树脂的吸附容量远大于样品中铅的含量。取0.1g树脂置于小烧杯中，加入一定量的铅标液（铅含量为500μg），纯水50mL，调节pH值为5～7，待吸附平衡后，用原子吸收测试溶液中铅的浓度。结果在溶液中未测到铅元素，说明溶液中的铅全部被树脂吸附，可见该树脂对铅的吸附容量可以满足实验需要。

2.3固相萃取对样品背景干扰的改善

取样品A，按照1.4.1所示方法进行消解处理，并对样液进行测试，记录每个样品的背景值。然后将样品按照1.4.2所示方法进行固相萃取，将铅和样品基体分离后再测量其背景值，测量数据见表2。通过对两次测量结果进行比对可知，经过萃取分离后样品背景干擾得到了极大的改善。

2.4方法验证

2.4.1方法精密度

取A样品，按照1.4所示方法平行处理7份，分别测试其中铅的浓度，并计算相对标准偏差，测试结果见表3。测定数据表明，7次平行测定的相对标准偏差为4.76%，说明本方法具有较高的精密度。

2.4.2方法线性范围与检出限

在0～50μg/L线性关系良好，标准曲线方程v=0.0059x+0.0041，相关系数为0.9994。平行测量样品空白11次，计算其标准偏差RSD为0.0015；用3倍标准偏差除以曲线斜率计算检出限为0.784 1μg/L，说明该方法完全满足GB 5009.12-2017中规定的石墨炉原子吸收法测量食品中铅的检出限要求（即0.02mg/L）。

2.4.3加标回收测试

取样品A（样品本底值为6.94μg/L），分别加入铅标准溶液使得铅的加入量为10μg/L和20μg/L，按选定的验证方法进行回收率试验。经计算回收率为90.9%～97.8%，说明实验数据稳定可靠。实验数据见表4。

2.5样品分析

按上述方法对调料样品进行测定，发现6个样品中铅含量均未超出限量（1.0mg/kg）。实验数据见表5。

3结论

使用亚氨基二乙酸型固相萃取柱可以有效地将含盐样品中的盐基体和铅分离，再配合使用磷酸二氢铵作为化学改进剂，可以有效去除样品中的基体干扰，从而降低背景吸收，进而提高石墨炉原子吸收分光光度计测铅时的稳定性和准确度。本方法可以准确、快捷地测量方便面调料中的铅。