悬浮进样石墨炉原子吸收光谱法测定大米中的镉

2021-11-24郑雪芝

现代食品 2021年19期

◎ 郑雪芝

（清远市食品检验中心，广东清远 511500）

近年来食品的质量安全问题已经成为政府及百姓关注的焦点，在食品的质量安全问题中有毒有害重金属严重超标及污染环境的问题极其突出，其中大米中重金属镉的超标引起了人们极大的关注。本次实验采用悬浮液直接进样与以往方法存在着很大的不同之处，悬浮液直接进样可以对金属元素进行快速测定，操作方法简便、快速、无污染且不会造成被测元素的挥发，灵敏度高且准确性好[1]。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

Perkin Elmer AAnalyst 800型原子吸收分光光谱仪、全自动进样器、Cd空心阴极灯、标准THGA石墨管和石墨接触锥，均由美国珀金埃尔默（PE）公司生产；超声波清洗器（KQ3200B型）；超纯水器；感量分析天平（HR-200）；旋风式样品磨。

1.2 材料与试剂

选取广东省地区生产的大米作为研究对象。

曲拉通TritonX-100（分析纯）；超纯水（18.2 MΩ·cm）；0.5% HNO3+0.5%曲拉通悬浮稀释液：取洁净的500 mL容量瓶先加入适量纯水，加入曲拉通2.5 mL，再加入2.5 mL浓硝酸，轻轻旋摇，于超声波脱气机上超声至曲拉通完全溶解，最后加纯水定容至刻度。

Cd标准使用液10.0 mg·L-1：准确吸取Cd标准储备液（1 000 mg·L-1）1.0 mL放入100 mL容量瓶中，加稀释液定容。再从其中准确吸取1.0 mL至另一100 mL容量瓶，再加稀释液定容至刻度。

0.1% Pd(NO3)4+0.06% Mg(NO3)2混合液为基体改进剂：准确称量0.1 mg硝酸钯和0.06 g硝酸镁于小烧杯中，加入适量曲拉通稀释液溶解（为避免搅拌产生过多泡沫，可置于超声清洗机中超声溶解），将溶液移入100 mL容量瓶中，用稀释液冲洗几次烧杯并移入容量瓶内，最后加稀释液定容至刻度。

1.3 仪器工作条件及参数

Cd空心阴极灯；灯能量：40～60 mA；分析线：228.8 nm；光谱通宽：0.2 nm；灯电流量3.0 mA；负高压：315 V；夹缝宽度：0.2～1.0 nm；载气与交换气：氩气与空气；氩气出口压力：0.5 Mpa，空气速率2.5 L·min-1；背景校正为氘灯。仪器设定参数见表1。

表1 石墨炉原子吸收分光光度计最佳工作条件表

1.4 样品悬浮液的制备

将去壳样品大米于65 ℃烘干，置于样品磨中充分粉碎后，过180目筛，取筛下物作试样准确称量，称样约0.5 g于50 mL聚乙烯材料离心管中（因悬浮液稳定性随样品浓度增大而降低，所以本方法中称样应比干灰化法少），用0.5% HNO3+0.1%曲拉通稀释液稀释至10 mL，置于超声波清洗器中超声30 min，取出加稀释液定容至刻度。

1.5 仪器的调节

将配制好的悬浮样液摇匀后倒入进样杯，设定试样进样编号及其对应位置。进样20 μL，基体改进剂5 μL，依次加稀释液0 μL、4 μL、8 μL、16 μL和20 μL至混合室与标准镉样液混匀进样，配制成梯度浓度样液，绘制校正曲线，校正曲线为Y=0.003 5x+0.000 2，相关系数=0.999 98。

1.6 方法对比

（1）传统干灰化法。精密称量约2 g样品于洁净坩埚，将盖子半盖于坩埚上，于电炉上小火碳化，直至无烟后移入高温马弗炉灰化8 h，灰分用0.2%硝酸溶液定容至25 mL比色管中上机备用。测定时以0.2% HNO3校正空白，仪器绘制标准曲线2.5 μg·L-1、5.0 μg·L-1、7.5 μg·L-1和10.0 μg·L-1，校正系数r=0.999 98。注入样液测定，与校正曲线对比定量[2]。

（2）曲拉通作悬浮液的外标法。样品前处理与本实验方法相同，用0.5%HNO3+0.1%曲拉通稀释液代替干灰化法中0.2%HNO3作校正空白，其余步骤与干灰化法相同。

（3）曲拉通作悬浮液标准加入法。本实验所用方法。

2 结果与分析

2.1 方法对比

同样环境条件下，按1.6方法对相同批次样品进行5次测定，各方法样品稀释倍数为20，将所测数据进行比对，比对结果见表2。结果表明，曲拉通作悬浮进样标准加入法相对干灰化法及曲拉通作悬浮进样外标法所得结果较好。

表2 实验数据结果比对表（单位：μg·L-1）

2.2 悬浮液选择及稳定性考查

实验选择曲拉通为悬浮稳定剂。悬浮液中曲拉通含量与悬浮液的黏度和稳定性成正比，悬浮液随浓度增大，悬浮能力增强，但曲拉通溶液黏度过大，用自动进样器进样时，样品留在进样口周围，影响测定的精度。故从黏度和稳定性两者影响因素进行综合考虑，选择1.5 g·L-1的曲拉通溶液作为悬浮液。

2.3 实验条件和仪器参数设定的关键性

（1）实验时应选用高性能稳定性强的空心阴极灯，并设置合适的灯电流参数和适当预热后再进行实验，使灯发射特征锐线光谱持续稳定射出，以免光源强度变化而产生基线漂移[3]。

（2）对于大米固体试样，灰化时应设置两步灰化、斜坡升温等关键的升温程序来消除其影响[4]。

2.4 基体改进剂的选择及改进程度考查

本实验采用的基体改进剂0.1% Pd(NO3)4+0.06%Mg(NO3)2混合液与传统方法所用基体改进剂(NH4)2HPO4相比具有优势。(NH4)2HPO4主要作用于消除Cl-的干扰，在灰化阶段(NH4)2HPO4受热分解产生H2与Cl-形成HCl挥发，同时形成还原性的氛围从而减少Pb、Cd与Cl-形成氯化物损失，Pd(NO3)4+Mg(NO3)2混合液在干燥阶段Pd4+、Mg2+以氧化物的形式穿透到涂层下的石墨中，因灰化阶段能够承受更高的灰化温度，减少Cd灰化时大量挥发造成的损失，且Pd对Cd谱线不存在干扰。综合各类因素，在本方法中比(NH4)2HPO4更具优越性[5]。