磷酸二氢铵在稀酸提取-石墨炉原子吸收光谱法测定稻谷中铅的应用
2021-12-14王颖
王 颖
(张家港市粮食质量监测站 215600)
铅是收购及出入库稻谷食品安全检测中必检项目，其限量为≤0.2 mg/kg[1]。国标方法为GB 5009.12-2017《食品安全国家标准 食品中铅的测定》[2]，但该方法前处理较复杂，操作繁琐。2018年粮食行业发布LS/T 6135-2018《粮油检验 粮食中铅的快速测定 稀酸提取-石墨炉原子吸收光谱法》[3]，该方法利用稀酸提取粮食中的铅，再通过石墨炉原子吸收光谱进行测定。实验表明该方法简便、快速、结果准确，适用于稻谷中铅的测定。但该方法中，在基体改进剂的选择上，选用的是价格较高的硝酸钯溶液。左正运[4-5]等人的研究中，表明磷酸二氢铵在石墨炉原子吸收法测定铅的方法中效果良好。本实验探索应用较为广泛，且用价格较低的磷酸二氢铵作为该方法的基体改进剂，并对应用条件进行优化选择。
1 材料
PE-900T原子吸收光谱仪(美国产)；多管路旋涡振荡器(常州产)；BSA224S万分之一电子天平(北京产)；硝酸(优级纯)(北京产)；糙米粉中As、Cd、Pb成分分析标准物质GBW(E)100377(铅含量0.220 mg/kg)；铅液体标准溶液1000 μg·mL-1(国家有色金属及电子材料分析测试中心)；磷酸二氢铵(上海产)；锤式旋风磨(瑞典产)；纯水机，纯水实验室自制，符合二级水要求。
2 方法
2.1 样品制备
稻谷样品经混合均匀后，分取约300 g，砻谷后，用锤式旋风磨磨粉，过40目样品筛。称取混合均匀的糙米粉0.2 g于10 mL离心管中，加5%硝酸2.0 mL，经旋涡振荡45 min后，以水稀释5倍，再充分混匀后，3000 r/min离心5 min后取上清液上机检测，同时做试剂空白实验[3]。
2.2 溶液配制
2.2.1 铅标准储备液(100 μg/L) 将铅标准溶液以1%硝酸溶液逐级稀释至100 μg/L。
2.2.2 镉标准曲线工作液 将铅标准储备液以1%硝酸溶液逐级稀释，制备40.0 ng/mL铅标准曲线工作液。
2.3 仪器条件优化与选择
铅波长：283.31 nm，狭缝：0.7 nm，灯电流10 mA，进样体积20 μL。
通过改变灰化温度、原子化温度以及基体改进剂磷酸二氢铵浓度，选择优化条件，对国家标准质控样进行测定。
2.4 铅含量的测定
优化仪器条件下，待GFAAS稳定后，以40.0 ng/mL 为母液自动稀释绘制标准曲线。编辑仪器序列，设置样品信息，通过外标法，测定样液中铅的含量并计算最终结果。
3 结果与分析
3.1 磷酸二氢铵浓度的选择
分别配制浓度为6 g/L、8 g/L、10 g/L、12 g/L、14 g/L磷酸二氢铵溶液作为基体改进剂，在样品测定时加入5 μL。原子化温度1600℃下，改变灰化温度与基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度，进行样品提取液吸光度测定。
图1 基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度对校正吸光度值的影响
由图1可知，在同一原子化温度下，不同灰化温度500℃～900℃基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度6 g/L～14 g/L，进样体积5 μL条件下，样品溶液吸光度值随基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度的增加,先增加后降低，在磷酸二氢铵溶液浓度为10 g/L 时达到最高。
3.2 灰化温度的选择
在同一原子化温度下，基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度10 g/L，进样体积5 μL，改变灰化温度500℃～900℃条件下，进行样品提取液吸光度测定。
图2 灰化温度对校正吸光度值的影响
图3 不同灰化温度下原子吸收峰型图
由图2可知，随着灰化温度的升高，样品溶液的吸光度值在不断升高，结合图3查看原子吸收峰型图，灰化温度在900℃可得到最大吸光度值，且峰型良好，出峰时间在0.5 s～1.5 s。灰化温度过高，易导致出峰过早，不利于样品测定的准确性。
3.3 原子化温度的选择
在固定灰化温度下，基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度10 g/L，进样体积5 μL，改变原子化温度1400℃～1600℃条件下，进行样品提取液吸光度测定。
图4 不同原子化温度下对校正吸光度值的影响
图5 不同原子化温度下原子吸收峰型图
如图4所示，随着原子化温度的升高，样品溶液的吸光度值在不断下降，在较低原子化温度时，能够得到较高的吸光度值，查看图5可知，原子化温度在选择1400℃或1500℃时，峰型良好，故原子化温度可选择1400℃或1500℃。
3.4 测定结果
本实验选择灰化温度900℃、原子化温度1500℃，对稻谷样品进行检测。利用仪器自动进样器，通过稀释40 ng/mL母液绘制0 ng/mL、8 ng/mL、16 ng/mL、24 ng/mL、32 ng/mL、40 ng/mL标准曲线点，得到线性回归方程y=0.00238x+0.00020，R=0.999913，标准曲线相关性好，截距小。
3.5 精密度及回收率
对质控样品重复测定7次，计算相对标准偏差为4.67%，回收率为86.8%～99.1%。
4 结论
利用稀酸对稻谷中铅进行提取，并通过对比不同灰化温度、原子化温度及基体改进剂磷酸二氢铵的浓度，探索磷酸二氢铵作为基体改进剂在稀酸提取-石墨炉原子吸收光谱法测定稻谷中铅的应用条件，发现灰化温度900℃，原子化温度1500℃，磷酸二氢铵浓度10 g/L，进样量5 μL时，测定标准曲线相关性好，测定结果精密度较高。实验过程中发现，对质控样的测定前应按照使用说明进行，需用85℃干燥4 h后的样品质量。
