对生鲜乳中总汞测定前处理方法进行优化探讨

杨 坤, 姚军虎

(西北农林科技大学,陕西 杨凌 712100)

生鲜乳是乳及乳粉加工的初级原料，其质量安全影响着人身健康安全。为了确保生鲜乳质量安全，我国相继出台了《食品安全法》、《生鲜乳质量安全管理条例》和《食品安全国家标准》。汞是一种神经毒性极强的重金属，奶牛长期饮用含有汞元素超标的饲料和水源，汞元素经过奶牛体循环分泌到生鲜乳中，含有汞元素残留的生鲜乳被加工人饮用后，汞就会在人体内沉积，给人的神经系统造成严重危害。生鲜乳中总汞的测定，目前采用《食品中总汞及有机汞的测定》的检测方法，该方法中前处理采用压力消解罐法、微波消解法和回流消解法。本研究旨在利用原子荧光检测法测定生鲜乳中的总汞，对前处理方法中的压力消解罐消解法进行优化。

1 材料与方法

1.1 试验材料

生鲜乳、硝酸(优级纯)，过氧化氢(分析纯)、硼氢化钾(优级纯)、氢氧化钾(分析纯)、抗坏血酸(分析纯)、汞标准溶液。

1.2 试剂和溶液

0.5%氢氧化钾溶液：准确称取5g氢氧化钾，溶于水并稀释至1 000 mL，摇匀备用。

2%硼氢化钾-0.5%氢氧化钾溶液：准确称取硼氢化钾2.0 g，溶于100 mL0.5%的氢氧化钾溶液中，摇匀备用，现用现配。

1.3 标准溶液的配制

100 μg/mL的汞标准储备溶液：分别移取1 mg/mL的汞标准液10 mL至100 mL容量瓶中，加入2 mL硝酸，定容至100 mL，混匀。

10 μg /mL的汞中间标准溶液A: 分别移取100 μg /mL汞标准储备液10 mL，加入2 mL硝酸，定容至100 mL，混匀，此溶液浓度为10 μg /mL。

1μg /mL的汞中间标准溶液B: 吸取10mL浓度10 μg /mL的汞标准中间液A至100 mL容量瓶中，加入2 mL硝酸，定容至100mL混匀，浓度为1μg /mL。

100 ng/mL的汞标准工作液：吸取1μg /mL标准中间液B10 mL至100 mL容量瓶中，加入2 mL硝酸，定容至100 mL，混匀。

1.4 仪器和设备

SK-盛析-ASF型原子荧光光谱仪、汞空心阴极灯、电子天平、恒温干燥箱、压力消解罐、马弗炉、调温电炉、恒温加热板、超纯水处理器、微量加样器、。注：压力消解罐的白色聚四氟乙烯内胆罐和试验所用的玻璃器皿用20%的优级纯硝酸溶液浸泡24 h后，用自来水反复漂洗，最后用去离子水冲洗干净，悬挂晾干。、

2 测定方法与步骤

2.1 样品的前处理方法

2.1.1 硝酸消解体系 准确称量2.0 g(精确到0.000 1 g)牛奶试样52份，分别置于50 mL压力消解罐白色内胆罐中，分为四组，每组13个，每组分为3个空白，5个添加1μg /mL汞标准溶液200 μL，5个添加1 μg /mL汞标准溶液400 μL。在第一组加入2 mL硝酸；第二组加入3 mL硝酸；第三组加入4 mL硝酸；第四组加入5 mL硝酸。再向每组总体积不足8mL的样品中加入超纯水，使总体等于 8 mL，总体积超过8 mL时不加，盖好白色内胆瓶盖，垫上垫片，将不锈钢外套旋紧，静置消化12 h，将消化罐转移到130℃烘箱中高温消化4 h。取出静置冷却至室温，然后缓慢打开不锈钢外套，取出白色内胆瓶，加入少量超纯水，摇匀，转移至50 mL容量瓶中，再用超纯水将白色内胆瓶冲洗5～6次，冲洗后的溶液一并转移到容量瓶中，用超纯水定容至刻度线，塞上瓶塞上下颠倒混匀，放置30 min，待测。

2.1.2 硝酸-过氧化氢体系 准确称量2.0 g(精确到0.000 1 g)牛奶试样52份，分别置于50 mL压力消解罐白色内胆罐中，分为四组，每组13个，每组分为3个空白，5个添加1μg /mL汞标准溶液200μL，5个添加1μg /mL汞标准溶液400 μgL。在第一组加入2 mL硝酸；第二组加入 3 mL硝酸；第三组加入4 mL硝酸；第四组加入5 mL硝酸。再向每组中进入2mL过氧化氢，再向每组总体积不足8 mL的样品中加入超纯水，使总体等于8 mL，总体积超过8 mL时不加。盖好白色内胆瓶盖，垫上垫片，将不锈钢外套旋紧，静置消化12 h，将消化罐转移到130℃烘箱中高温消化4 h。取出静置冷却至室温，然后缓慢打开不锈钢外套，取出白色内胆瓶，加入少量超纯水，摇匀，转移至50 mL容量瓶中，再用超纯水将白色内胆瓶冲洗5～6次，冲洗后的溶液一并转移到容量瓶中，用超纯水定容至刻度线，塞上瓶塞上下颠倒混匀，放置30 min，待测。

2.2 标准曲线配置

准确移取100 ng/mL的汞混合标准试工作液0.0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、8.0 mL分别放置到50 mL容量瓶中，加入少量超纯水冲洗瓶口，再加入2.5 mL硝酸，用超纯水定容至50 mL刻度线，塞上瓶塞上下颠倒摇匀静置，此标准曲线系列的浓度分别为0 ng/mL，1 ng/mL，2 ng/mL，4 ng/mL，6 ng/mL，8 ng/mL，16 ng/mL，求其回归方程和相关系数。

2.3 仪器参数

汞参数设施：北京金索坤公司SK-盛析-ASF型原子荧光光谱仪汞测试最佳参数为：①灯电流：30 mA；②负高压：320 V；积分时间：3 S；泵速：100 rpm；主气：600 mL/min；辅气：800 mL/min。

2.4 测定

打开仪器，预热30 min，以硼氢化钾-氢氧化钾溶液为还原剂，以硝酸为反应介质，连续用硝酸反应介质为试样溶液进样，待荧光强度读数连续稳定后，再依次进行标准系列和试样的测定。以汞标准溶液浓度为图像的横坐标，荧光值为图像纵坐标，绘制标准曲线，求出标准曲线方程和相关系数。通过标准曲线方程和试样的荧光值来计算试样浓度。

2.5 结果计算

试样中汞含量X以质量分数计，单位为微克每千克(μg /kg)，按式(1)计算：

式中：N：稀释倍数；

V：样品消化后溶液的总体积(mL)；

C：按照曲线方程计算出测试溶液中汞的浓度( ng/mL)；

m：称取生鲜牛乳或其他样品的质量(g)；

X：样品中汞的含量μg /g即mg/kg。

结果表示：每个试样测两个平行样品，将两个样品的计算结果进行平均，结果取三位有效数字。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线

设定好仪器，预热30 min后，进行标准曲线的测定，其荧光值分别为：33.1、202.1、356.3、710.6、1020.8、1350.0、2684.7，以浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标，绘制标准。

图1 汞标准曲线

3.2 不同消化体系回收率比较

通过对不同消化体系中加入不同含量的汞元素进行测定，结果如图所示。

如图2所示，汞在不同消化体系中的回收率均在92%～100%之间，回收率良好。增加了2 mL过氧化氢的消解酸，其回收率总是大于未添加过氧化氢的消化液，在消化液为5 mL硝酸-2 mL过氧化氢溶液时，回收率达到最大，平均为98.7%。

图2 样品添加回收率结果

3.3 添加回收及稳定性试验

准确称量2.0 g(精确到0.000 1 g)牛奶试样13份，分别置于50 mL压力消解罐白色内胆罐中，分为分为3个空白，5个添加1μg /mL汞标准溶液20 μL，5个添加1 μg /mL汞标准溶液50 μL。加入5 mL硝酸和2 mL过氧化氢。盖好白色内胆瓶盖，垫上垫片，将不锈钢外套旋紧，静置消化12 h，将消化罐转移到130℃烘箱中高温消化4 h。取出静置冷却至室温，然后缓慢打开不锈钢外套，取出白色内胆瓶，加入少量超纯水，摇匀，转移至50 mL容量瓶中，再用超纯水将白色内胆瓶冲洗5～6次，冲洗后的溶液一并转移到容量瓶中，用超纯水定容至刻度线，盖上瓶塞混匀，放置30 min，待测。结果如表1所示。

表1 添加回收率结果

通过添加回收试验可知，汞平均空白含量为1.8ng，回收率计算用测定值减去空白值除以添加量，结果显示添加量为20ng样品的平均回收率为96.9%，RSD值为1.7%添加量为50ng的样品平均回收率为98.7%，RSD值为1.1%，随着添加浓度的增大，回收率有所增加。结果更加的稳定，总平均添加回收率为97.8%。回收率良好，满足试验要求。

3.4 不同温度和消化时间的摸索

准确称量2 g(精确到0.000 1 g)生鲜牛乳试样60份置于压力消解罐中，分为3组、每组分为5个小组，每个小组4个，2个空白，2个添加，添加1 μg /mL汞标准溶液100 μL。加入5 mL硝酸和2 mL过氧化氢溶液，补加水至8 mL，盖紧瓶盖，静置冷反应12 h，将3组样品分别置于110℃、130℃和150℃的干燥箱中，在1 h、2 h、3 h、4 h、5 h时，各取出1小组样品，静置冷却后，定容至50 mL，然后上机测试，计算回收率。结果如图3所示：

图3 不同温度和不同反应时间汞添加回收率比较

由图3所示，消化温度为150℃时，随着温度的升高，回收率有所降低，当温度在110℃和130℃时，随着温度的升高，回收率呈上升趋势。时间在2 h～5 h，从110℃～150℃，回收率都在98%～103%之间，从提高检测效率上考虑，我们选择消化条件温度为130℃，时间为2 h。

4 结论

本试验以《食品中总汞和有机汞的测定》第一法原子荧光检测法为方法基础，对压力消解前处理法进行优化探讨，并对优化后的方法进行添加回收验证。结果表明：5 mL硝酸和2 mL过氧化氢组成的消解液，消解后汞回收率为98.7%，RSD值为1.1%，消解温度在130℃，消解2 h，回收率为100.1%，满足试验要求。消解化条件和国标相比，温度更低，时间更短，节省了能源消耗，提高了检测效率。