石墨炉原子吸收光谱法测定蔬菜中微量铅的研究

赵 美

（榆林职业技术学院 化工系，陕西 榆林 719000）

蔬菜中的铅类重金属物质一般来源于化肥、农药、灌溉用水以及土壤中[1]，现阶段可供选择的铅类物质检测方法主要有原子荧光光谱法、离子发射光谱法、原子吸收光谱法等[2]，但这些方法均不同程度地存在样品利用效率低、检测成本高、精确度不足等方面的问题[3]。石墨炉原子吸收光谱法在痕量和超痕量分析中有着十分广泛的应用，具有可分析元素范围广、升温速度快、用样量小、检测成本低等方面的优势[4]。因此，本次研究通过石墨炉原子吸收光谱技术对购于当地农贸市场的大白菜进行检测，分析该作物样本中铅的含量。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

铅空心阴极灯（北京东西分析仪器有限公司）；AS-500 型石墨炉自动进样器（北京东西分析仪器有限公司）；AA-7020 型原子吸收分光光度计（北京东西分析仪器有限公司）。

H2SO4（GR 西安化学试剂厂）；HNO3（GR 西安化学试剂厂）；Ni（NO3）2（西安化学试剂厂）；NH4H2PO4（天津市河东区红岩试剂厂）；H2O2（30% 天津市河东区红岩试剂厂）；Pb 标准储备液（天津市河东区红岩试剂厂）。

1.2 仪器参数的设定

（1）基本工作条件 石墨炉原子吸收工作条件具体如下：波长283.3nm；灯电流2mA；带宽0.4nm；气体流速80mL·min-1；计算方式：峰高；进样体积20μL[5]。

石墨炉升温程序 干燥120℃，斜坡升温时间5s，维持时间30s；灰化时间待定，斜坡升温时间10s，维持时间30s；原子化时间待定，斜坡升温时间0s，维持时间 5s；净化 2300℃，斜坡升温时间 0s，维持时间4s[6]。

（2）灰化温度的选择 在整个实验过程中，灰化是一项十分关键的处理步骤，其主要目的在于去除样品中的共存物质并降低分子吸收，避免待分析元素受到损失[7]。若所设定的灰化温度过低，则会出现基体干扰，若灰化温度过高，则会出现待测物质原子化的问题，影响检测结果的准确度和灵敏度。因此，对于灰化温度的设定，要求在不损失待测定元素的情况下尽可能提高灰化温度[8]。本次研究采用浓度为30ng·mL-1的Pb 标准溶液来观察分析灰化温度与测定结果之间的关系，实验结果见图1。

图1 灰化温度与吸光度关系曲线Fig.1 Relation curve between ashing temperature and absorbance

经实验研究发现，在标准溶液浓度不变的情况下，吸光度会随着灰化温度的变化而变化，Pb 的最佳灰化温度为700℃。本次研究采用斜坡升温方式，可以完成复杂基体的完全逸出。

（3）原子化温度的选择 原子化的作用在于，在温度较高的情况下促进样本中待分析元素的原子化，使其转化为气态的基态原子，尽可能降低气相物理化学干扰。若原子化温度过低，将会造成待分析元素原子化不完全，进而影响测定的准确度和灵敏度[9]。在原子化温度过高的情况下，则会对石墨炉的使用寿命造成影响，增加检测成本，同时也会造成金属原子的激发和电离，降低原子化效率，同样会影响到测定结果的准确度和灵敏度[10]。因此，本次研究采用浓度为30ng·mL-1的Pb 标准溶液来观察分析原子化温度与测定结果之间的关系，实验结果见图2。

图2 原子化温度与吸光度关系曲线Fig.2 Relation curve between atomization temperature and absorbance

经实验研究发现，在标准溶液浓度不变的情况下，吸光度会随着原子化温度的变化而变化，Pb 的最佳原子化温度为2200℃。

1.3 实验操作流程

用自来水冲洗当地购买的大白菜，将白菜表面的杂质和浮灰除净，再用蒸馏水冲洗干净，在样本中取一片菜叶并将其置于75～80℃环境中烘至恒重，经粉碎后置于干燥器中。称取2g 经过处理后的样本，放入三角烧瓶中，并放入数粒玻璃珠，再加入比例为1∶5 的H2SO4-HNO3混合酸30mL，封闭后静置一夜，在电炉上将其缓慢加热至淡黄色[11]，加入2mL H2O2继续加热，直至冒出大量白烟[12]，消化液无色透明。将经过处理后的溶液放冷移入50mL 容量瓶中，用双蒸水定容至刻度，摇匀。除此之外，还需要建立一份对照组样品，利用石墨炉对样品中铅元素的吸光度进行测定，再通过仪器厂商所提供的软件对铅含量进行计算[13]。

2 结果与分析

2.1 精密度实验结果分析

本次研究称取4 份大白菜样本，通过已经确定好的处理方法进行实验，重复实验8 次，测定结果见表1。

表1 大白菜样本中铅含量的实验结果Tab.1 Experimental results of lead content in cabbage samples

经计算，8 份样本的平均铅含量为0.0478mg·kg-1，相对标准偏差RSD=3.05%，测量精度符合预期。

2.2 加标回收率实验

等量称取3 份大白菜样本，通过已经确定好的方法对样本进行处理，分别将其置于50mL 容量瓶中，并加入标准溶液定容，在此基础上进行加标回收率实验，实验结果见表2。

表2 加标回收率实验结果Tab.2 Experimental results of spiked recovery rate

3 结论

本次研究，详细介绍了石墨炉原子吸收光谱法测定蔬菜中微量铅的具体方法，重点对灰化温度和原子化温度进行确定。经实验研究发现，Pb 的最佳灰化温度为700℃，最佳原子化温度为2200℃，大白菜样本中铅含量约为0.0478mg·kg-1。在对实验结果进行准确度检验后，发现本次研究所得到的实验结果达到了112.8%的回收率水平，相对标准偏差RSD=3.05%（n=8），准确性水平符合预期。该检测方法灵敏度高，并且具有快速、简便、成本低等方面的优势，应用价值值得推广。