原子荧光光谱仪测定食品中汞含量的研究

杨集镪，曾穗雯

（广州市花都质量技术监督检测所，广东广州 510800）

随着经济的快速发展，人们的生活水平得到了极大的提升，但其中存在的食品安全问题也越发受到关注，重金属污染就是对食品安全产生极大影响的因素之一，部分重金属一经进入人体就会对其正常的生理功能产生影响，甚至会引发死亡。汞元素（Hg）作为食品中常见的有毒重金属元素，显示出较强毒性，可对人体的中枢神经、消化系统、呼吸系统以及肾脏、血液等产生极大的负面性影响。从现阶段的食品汞含量检验来看，以《食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》（GB/T 5009.17—2021）中相关标准为主要依据[1]，采用原子荧光光谱分析法（Atomic Fluorescence Spectroscopy，AFS）开展相应检测工作，该方法较为成熟，可获得稳定且可靠的测定结果，且显示出较高的性价比特点，是各实验室广泛使用的检测方法，本次研究重点分析此种方法的应用价值[2-5]。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

原子荧光光谱仪，北京吉天公司；电子分析天平，梅物勒-托利多仪器上海有限公司；微波消解仪，美国CEM公司；聚四氟乙烯高压罐，上海隆拓仪器设备有限公司；控温电热板，中环北方（北京）仪器仪表有限公司；容量瓶，上海华欧玻璃有限公司；移液管，杭州迈恩科技有限公司。

1.2 材料与试剂

小麦样品，当地谷物品质检测中心；质控样品，中国科学院环境化学研究所；HNO3（优级纯），北京化工厂；KOH（分析纯），北京化工厂；KBH4（分析纯），天津市津科精细化工研究所；实验用水，新制备的超纯水。

1.3 试验方法

1.3.1 方法原理

试样经酸进行加热消解后，经过酸化处理的样品溶液与还原剂（KBH4+NaOH）发生一定反应，由此而生成的过量H2与氢化物会和载气一起进入原子化器当中，且在空心阴极灯的照射下实现对基态原子的有效激发，使其达到高能态，然后再从高能态转化到基态，该过程中发射出的具有特征波长的荧光强度与汞含量存在正比关系，由此可得到待测物含量。

1.3.2 溶液配制

Hg标准储备液：将吸取的100 mg·L-1的Hg标准溶液（10 mL）定容到100 mL容量瓶中，从而获得Hg标准储备液。

Hg标准使用液：将吸取到的10 mg·L-1的Hg标准储备液（10 mL）定容到100 mL容量瓶中，并对获得的Hg标准中间液实施反复的稀释处理，获得1 mg·L-1的 Hg 标准使用液。

标准系列溶液：从1 000 μg·mL-1的Hg溶液中吸取1 mL置于100 mL的容量瓶当中，使用HNO3溶液将其定容到刻度之后即可得到10 μg·mL-1的Hg标准溶液。接着从上述Hg标准溶液中分别吸取0 μL、25 μL、50 μL、125 μL、250 μL、500 μL 置于100 mL的容量瓶当中，并且继续使用HNO3溶液进行定容处理，由此得到 0、2.5 ng·mL-1、5.0 ng·mL-1、12.5 ng·mL-1、25.0 ng·mL-1、50.0 ng·mL-1的 Hg 标准使用液。

载流液：取25 mLHNO3，以缓慢方式将其倒入500 mL容量瓶（含有少量去离子水），定容处理后将其摇匀。

还原剂：称取KOH 0.2 g置入到烧杯中，使用少量水溶解后称取KBH40.01 g置于KOH溶液，纯水定容至100 mL，该溶液现用现配。

1.3.3 样品前处理

将样品除杂处理之后使用粉碎机将小麦粉碎，过40目筛后混合均匀，然后精确称取小麦样品0.3 g，将样品放置于四氟乙烯塑料内罐中，向其中加入3 mLHNO3，混匀处理后放置过夜，次日加入H2O2，放入不锈钢套后旋紧密封处理，后置于消解罐中，依据设定好的消解程序（表1）实施消解处理。待自然冷却到室温之后，将消解罐盖打开进行排气处理，并且注意清洗内盖。将消解罐放置于智能样品处理器当中，将其温度设置为80 ℃，赶酸5 min后转移到30 mL的容量瓶当中，使用少量水分进行3次内罐的清洗，将洗涤液合并在容量瓶中将其定容到标线，混匀处理等待后续检测，同时开展试剂空白试验与样品加标处理。

表1 微波消解程序

1.3.4 加标试验

根据AFS法的相关要求进行加标试验，主要是同一小麦样品中加入适量的Hg标准使用液，实施6次平行检测，按照上述试验过程处理样品，计算回收率并评价试验的可靠度。

1.3.5 仪器条件

Hg空心阴极灯电流为30 mA，光电倍增管负高压为240 V，载气流速为500 mL·min-1，屏障气流速为1 000 mL·min-1，原子化器温度为300 ℃，读数时间7 s，延迟时间为0.8 s。

1.3.6 上机测量

提前开机预热AFS仪器（1～2 h），稳定进入到样品测定状态。完成汞灯的装置并按下泵片压簧，调节好灯光焦距后打开氩气开关，将一级压力控制在0.15～0.20 MPa。将各样品均依据1.3.3的方法进行相应处理，并依次开展上机检测工作。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

将《合格评定化学分析方法确认与验证指南》（GB/T 27417—2017）的测量方法作为主要依据，选取0、2.5 ng·mL-1、5.0 ng·mL-1、12.5 ng·mL-1、25.0 ng·mL-1、50.0 ng·mL-1浓度的Hg标准溶液进行检测，结果图1所示，由此可得线性回归方程相关系数为R2=0.998 648，回归方程为y=4 723.946x+1.352。

图1 标准曲线图

2.2 检出限

以Hg含量处于极低状态的小麦样品作为空白样品，经过前处理后置于AFS仪器中连续性检测20次，检出限计算公式为

式中：SA所代表的内容为经多次检测得到的空白样品吸光度值标准偏差；k为低浓度范围中的标准曲线斜率；V为样品消化液定容体积，mL；m为样品质量，g。

本次试验得出AFS法的检出限为2.00 μg·kg-1，可满足食品中Hg含量测定的质控要求。

2.3 稳定性

对小麦样品开展稳定性检测试验，使用AFS检测法对Hg含量平行检测6次，计算并分析相对标准偏差（Relative Standard Ddeviation，RSD），其测定结果详见表2，RSD均＜5.20%，可有效满足食品检测工作中Hg含量检验的稳定性要求。

表2 AFS检测的稳定性试验

2.4 准确性

将质控样品作为标准性参考物质，以3个平行样品进行AFS检测，其检测结果如表3所示，AFS法对质控品的Hg元素的平均测定结果为36.45 μg·kg-1，符合标准参考样品所要求的范围，说明此种检测法的准确度可满足相关检测需求。

表3 AFS法对标准参考物质的检测结果

2.5 加标回收率

以Hg含量为0.22μg·kg-1的小麦样品作为空白样品，将不同浓度的Hg标准溶液加入到空白样品当中，进行6次平行测定之后，对其加标回收率进行计算，详见表4，加标样品的回收结果为97.33%～103.33%，RSD均≤3.98%，显示出较好的回收水平。

表4 AFS法的加标回收率

3 结论与讨论

本次研究试验以小麦为主要检测样品，重点分析了原子荧光光谱仪在食品Hg含量检测中的应用价值。研究结果显示，AFS法可有效满足食品Hg检测的相关要求，并且具有结果稳定且可靠、误差较小的特点，整体的工作效率与性价比也处于较好水平，能够为相关检测人员的工作开展提供可靠度较高的数据参考。