火焰原子吸收光谱法测定饮用天然矿泉水中锌、锂、锶的方法验证

吕 慧

（济南市莱芜区综合检验检测中心，山东济南 271100）

锂、锶、锌均为人体必需的微量元素，锂能提高人体的免疫能力，改善造血功能；锌能促进人体生长发育；锶是人体骨骼生长不可或缺的物质，因此准确测定饮用天然矿泉水中锌、锂、锶的含量具有重要意义。只有对饮用天然矿泉水中的锂、锶、锌进行准确测定才能确保人们的身体健康。火焰原子吸收光谱法因分析速度快、分析成本低、灵敏度高、选择性好、抗干扰等优点被广泛应用于食品元素含量的检测，是实验室中一种常见的检验方法，也是《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法》（GB 8538—2022）中规定的检验方法。要确保火焰原子吸收光谱法获得准确的结果，就必须对其影响因素进行综合考虑，需从实验室的人员情况、设备设施以及环境条件出发进行综合分析，才能确定是否可通过火焰原子吸收光谱法获得满意的检测结果。本研究验证参照《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法》（GB 8538—2022）[1]中锌、锂、锶的火焰原子吸收光谱测定方法，证实了在本实验室现有的人员情况、设备设施、环境等条件下能获得满意的结果，进而为人们更有针对性地、更科学地选择饮用天然矿泉水提供一定的指导作用[2-4]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

饮用天然矿泉水；硝酸（优级纯，赛默飞）；GBW（E）082783锂标准物质（1 000 mg·L-1，坛墨）；BW30023-1000-C-50锶标准物质（1 000 mg·L-1，坛墨）；GBW（E）082778锌标准物质（1 000 mg·L-1，坛墨）；标准物质均在有效期内；高纯水(18.2 MΩ·cm）；乙二胺四乙酸二钠（分析纯）；氯化钠（分析纯）；氯化钾（分析纯）；氢氧化钠。

1.2 仪器与设备

赛默飞ICE3500原子吸收分光光度计（已经过检定校准，并且在有效期内）；设备配有锂、锶、锌空心阴极灯，火焰原子化器，空气压缩机，高纯度乙炔气。梅特勒-托利多XSE205DU万分之一电子天平（已经过检定校准，并且在有效期内）。

1.3 样品制备

（1）锌样品制备。水样澄清，无需处理，直接进样。

（2）锶样品制备。吸取加硝酸保存的水样10.0 mL于具塞比色管中，向水样中加0.4 mL氯化钾溶液、0.4 mL氯化钠溶液和0.5 mL氯化镧溶液，混匀[1]。

（3）锂样品制备。取水样5.00 mL于10 mL容量瓶中，补加氯化钾溶液和氯化钠溶液使样液中钾、钠含量均达到2 500 mg·L-1，再用水定容至刻度，摇匀[1]。

1.4 标准溶液的配制

（1）锂标准溶液的配制。准确称取47.67 g氯化钾和63.55 g氯化钠，用水溶解并定容到1 000 mL，得到每毫升含钠和钾均为25 mg的氯化钠和氯化钾混合溶液。吸取1 000 mg·L-1的锂标准溶液10.00 mL，用水定容至200 mL，得到50 mg·L-1的锂标准中间溶液。吸取10.00 mL锂标准中间溶液，用水定容到100 mL，得到5 mg·L-1的锂标准工作溶液。分别吸取锂标准工作溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL和5.0 mL，添加氯化钠和氯化钾混合溶液5 mL，用水定容至50 mL，配制成锂含量为0 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1和0.50 mg·L-1的系列标准溶液[1]。

（2）锌标准溶液的配制。吸取1 000 mg·L-1的锌标准溶液1.00 mL，用水定容至100 mL，得到10 mg·L-1的锌标准工作溶液。吸取锌标准工作溶液0 mL、0.25 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL和5.00 mL，用0.15%的硝酸溶液定容至50 mL，配制成锌含量为0 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.40 mg·L-1、0.80 mg·L-1和1.00 mg·L-1的系列标准溶液[1]。

（3）锶标准溶液的配制。称取3.72 g乙二胺四乙酸二钠和0.4 g氢氧化钠，溶于水，稀释至50 mL，即为乙二胺四乙酸二钠溶液。吸取1 000 mg·L-1的锶标准溶液1.00 mL，用水定容至100 mL，得到10 mg·L-1的锶标准工作溶液。吸取锶标准工作溶液0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL和2.00 mL，用0.15%的硝酸溶液定容至10 mL，配制成锶含量为0 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、1.5 mg·L-1和2.0 mg·L-1的系列标准溶液。向标准系列管中各加入2 mL乙二胺四乙酸二钠溶液，混匀[1]。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

标准曲线的线性相关系数是一种反映两个变量之间线性相关程度的统计量。该系数越接近于1，说明两个变量之间关系越强，测得数据也越接近于真值。在原子吸收光谱法测定中，一般认为相关系数大于0.995，说明线性关系良好。将系列标准溶液及样液依次喷入原子吸收光谱火焰中，测定吸光度。以标准系列溶液浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线[1]。标准曲线及线性相关系数见表1。锂、锌、锶的线性关系良好，相关系数分别为0.999 6、0.999 1、0.999 4，均大于0.995，符合检测要求。

表1 标准曲线检测结果

2.2 方法检出限和定量限

检出限是在特定标准分析方法规定的分析条件下，在合理的置信度内能从实际样品中定性测量的待测组分的最小质量浓度；定量限是指在误差符合要求的前提下，在选定的标准分析方法下，可以准确定量测定出待测物质的最小质量浓度[2]。根据《原子吸收分光光度计》（JJG 694--2009）检出限的规定，对标准系列溶液中的标准空白溶液进行11次吸光度值测量，求出其标准偏差[5]，再用3倍标准偏差除以标准曲线的斜率，计算出检出限（CL），定量限=3×CL，结果见表2。

表2 检出限和定量限结果表

因GB 8538—2022只规定了定量限标准要求，故只比较定量限是否符合要求。锂、锌、锶的定量限分别为0.02 mg·L-1、0.006 mg·L-1、0.07 mg·L-1结果均小于定量限的标准规定值（0.05 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.1 mg·L-1），符合检测要求。

2.3 准确度和精密度实验

准确度是指在选定的符合要求的分析步骤下所获得的分析结果（单次测得值或多次测定的平均值）与真值间的符合程度[2]。精密度是指选用规定的分析方法在规定受控的分析条件下重复对同一样品进行测定，所得测定值间的符合程度[6]。在本实验中，准确度用加标回收率表示，精密度用相对标准偏差表示。根据《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法》（GB 8538—2022）[1]，取饮用天然矿泉水样品分别加入高、中、低浓度的锂、锌、锶标准溶液，按照1.3步骤操作，配成加标样品溶液，每个浓度平行测定6次，结果见表3。锂、锌、锶的本底含量分别为0.011 5 mg·L-1、0.011 0 mg·L-1、0.039 8 mg·L-1，均小于0.1 mg·L-1，根据GB/T 27404—2008中附录F.1要求，回收率应在60%～120%，本实验测得的加标回收率在97.9%～111.4%，符合要求。实验结果显示，精密度在0.8%～2.8%，符合GB/T 27404—2008中附录F.3精密度要求[7]。

表3 加标回收率与精密度实验结果

3 结论与讨论

火焰原子吸收光谱法测定饮用天然矿泉水中锌、锂、锶对于实验人员、仪器设备、试剂、环境条件等实验条件都有着较高的要求。本方法验证人员均具有5年以上相关工作经验，可熟练操作原子吸收分光光度计，经过对标准方法的学习和培训，能独立完成整个方法验证过程；方法验证当天实验室温湿度均在仪器设备要求范围内。本实验验证人员、仪器设备、试剂、耗材、环境条件等实验条件均满足标准方法要求。验证结果表明，标准曲线、检出限与定量限、精密度、准确度等满足标准方法要求，验证结果满足《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法》（GB 8538—2022）的各项要求，本实验室可以开展此项检测工作。