原子荧光法测定食品添加剂氢氧化钠中汞含量

樊慧敏

(广州市自来水有限公司, 广东 广州 510100)

在食品工业中,氢氧化钠作为食品添加剂应用普遍,主要用来调节酸碱和辅助加工,供水行业中氢氧化钠也使用广泛,主要用来调节出水pH,增加水质化学稳定性[1]。 制水过程中投加药剂氢氧化钠,会使药剂中残留的少量重金属元素进入饮用水中,进而影响人体健康。 汞是一种常温下具有流动性的液体金属,银白色、易挥发,无机汞进入水体后,在微生物作用下转化为有机汞,毒性大大增强,有机汞一旦摄入有机体内,达到一定累积量会危害神经系统,破坏蛋白质和核酸,对环境生态和人体健康造成潜在的巨大威胁[2]。 因此,对净水剂氢氧化钠中汞含量的监控是保证饮用水安全的必要检测项目之一。

根据GB 1886.20—2016《食品安全国家标准食品添加剂 氢氧化钠》,食品添加剂氢氧化钠中汞含量的测定一般采用冷原子吸收分光光度法,规定氢氧化钠中汞的容许限值为0.1 mg/kg[3]。 研究发现,冷原子吸收测汞仪存在测定数据波动较大,样品平行测定较难的问题[4]。 原子荧光光谱仪通过待测元素原子发射的荧光强度进行定量分析,在还原剂的作用下待测元素气化,通过气体进样有效地从样品中分离待测元素,减少基体干扰,提升了分析效率和灵敏度,该法在环境分析和高纯物质检测中已经得到广泛应用。 李云辉等[5]、陈志明等[6]采用原子荧光法测定水样中的砷和汞。 本文将通过重复性及加标实验验证原子荧光光度计检测氢氧化钠汞含量的精密度和准确度。

1 材料与方法

1.1 方法原理

经过预处理后的试样进入原子荧光光度计,在酸性条件下,二价汞与硼氢化钾反应生成原子态汞,以氩气为载气带入原子化器,在汞空心阴极灯的照射下,基态汞原子被激发至高能态,在去活化回到基态时,发射出特征波长的荧光。 在一定浓度范围内,荧光强度与汞的含量成正比[7]。

1.2 试剂与设备

1.2.1 实验试剂

① 盐酸,优级纯。

② 氢氧化钾,分析纯。

③ 硼氢化钾,分析纯。

④ 盐酸溶液:5+95。

⑤ 硼氢化钾溶液:0.5%KOH+1.0%KBH4。

⑥ 溴酸钾-溴化钾溶液:称取2.784 g 无水溴酸钾和10 g 溴化钾,溶解后用纯水稀释至1 000 mL。

⑦ 盐酸羟胺溶液:称取10 g 盐酸羟胺,纯水溶解定容至100 mL。

⑧ 汞标准物质[ρ(Hg)= 100 mg/L]:由环境保护部标准样品研究所配制,编号为GSB 07-1274-2000/102916,有效期至2023 年11 月。

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⑨ 汞标准样品:由环境保护部标准样品研究所配制,编号为GSB 07-3173-2014/202048,标准值为10.3 μg/L,不确定度为0.9 μg/L,有效期至2024年4 月。

1.2.2 实验设备

原子荧光光度计(含汞特种空心阴极灯),分析天平(精度为0.000 1 g),其他实验室常用器皿。

1.3 操作步骤

1.3.1 预处理

称取10.00±0.01 g 氢氧化钠试样,加水约20 mL 稀释,缓慢滴加盐酸中和至pH＜1。 冷却至室温后,定容至100 mL。

1.3.2 标准系列配置

1.3.3 标准样品配置

吸取汞标准样品10.00 mL,纯水定容至250 mL,取5.00 mL 稀释后溶液,纯水定容至100 mL。

1.3.4 加标溶液配置

取0.40 mL[ρ(Hg)= 100 μg/L]汞标准中间溶液加入称好的氢氧化钠试样中,按照1.3.1 操作。

1.3.5 试样配置

取10 mL 试液于比色管中,分别向试样、空白、加标样及标准溶液管中加入1 mL 盐酸,加入0.5 mL 溴酸钾-溴化钾溶液,摇匀放置20 min 后,加入1 ～2 滴盐酸羟胺溶液混匀,待黄色褪尽上机检测。

1.3.6 仪器条件

灯电流30 mA,负高压285 V,原子化器高度8 mm,载气流量300 mL/min,屏蔽器流量500 mL/min。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

将1.00 μg/L 的汞标准使用液上机测定,仪器按照设置的标准曲线浓度点自动稀释,以溶液的质量浓度为横坐标,荧光峰面值Ⅰ为纵坐标,进行1 次曲线拟合,见表1,汞的质量浓度在0 ～1.00 μg/L 范围内与相应的荧光值进行线性相关,曲线方程为y=1 626.575 3x-5.897 7,R2=0.999 9,线性关系良好。

表1 标准曲线系列浓度及对应荧光强度

2.2 精密度及加标回收

准确称取10.00 g 氢氧化钠样品SP001、SP002以及对应的加标样品SP001JB 和SP002JB,计算得出SP001 和 SP002 样品中的汞含量分别是0.000 9、0.001 0 mg/kg,均符合国标规定的汞容许限值。 汞测定结果的相对标准偏差为8.40%、7.56%,加标样品测定结果的相对标准偏差为1.41%、1.38%,见表2,说明采用原子荧光法测定氢氧化钠中汞含量的稳定性高、精密度良好。 汞的加标量均为0.040 μg,SP001 和SP002 的加标回收率分别为102.5%、97.5%,见表3,符合回收率规定要求。

表2 精密度实验结果

表3 氢氧化钠中Hg 的分析结果及加标回收

2.3 准确度

质控样品ZK:汞标准样品(10.3±0.9 μg/L)稀释20 倍至标准曲线范围内,上机对其重复测定5次,结果见表4。 经测定,质控样品检测平均值为10.2 μg/L,相对误差为-0.97%,相对标准偏差RSD为1.65%,结果均在标准样品的不确定度范围内。

表4 准确度实验结果

3 结语

本文建立了采用原子荧光光谱法检测食品添加剂氢氧化钠中汞含量的分析方法,结果表明该方法灵敏度和准确度高,可以快速、便捷、科学、高效地监控净水剂的重金属指标,从而保障饮用水安全。