石墨爐原子吸收法1稿

石墨爐原子吸收法直接測定飲料中鉛方法的研究報告人：任陽指導老師：王勝利公共衛(wèi)生學院預防醫(yī)學2016年4月21日目錄123456前言材料與方法實驗結果討論參考文獻致謝1前言

鉛做為常見重金屬對人體有毒性作用,且易在體內(nèi)蓄積。人體長期接觸鉛及其化合物會對神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個系統(tǒng)造成危害。2015針對全國15個省市在售液體乳中鉛含量的檢測結果顯示總檢出率為20.4%。當飲料中含有鉛時不但會影響其功效,且危害人體健康，因此飲料中鉛含量的檢測極其重要。當前國家標準中將石墨爐原子吸收光譜法作為測定飲料中鉛含量的首選方法。該方法在測定時都必須經(jīng)過樣品消解的過程。首先在樣品的消解過程中就極易受污染；其次該處理過程操作復雜，耗時過長不能有效節(jié)約成本。研究背景2前言

因此本次實驗主要是通過對石墨爐原子吸收方法進行改進、優(yōu)化，使樣品不經(jīng)過繁瑣的消化過程直接進樣測定，從而簡化檢驗過程，使該試驗方法更加簡單、方便、快捷。研究意義3材料與方法1.主要儀器AA-6800型原子吸收分光光度計（日本島津公司）。2.試劑鉛標準使用液（1000ug/mL）；1%硝酸溶液；20g/L磷酸二氫銨溶液；0.1%氯化鈀溶液；0.4%曲拉通-100溶液；濃硝酸；高氯酸。

磷酸二氫銨、氯化鈀、TrionX-100均為分析純，硝酸和高氯酸為優(yōu)級純，實驗所用超純水電阻率為18.20MΩ（25℃）。主要材料4材料與方法3.試劑制備

3.1混合基體改進劑：取1%硝酸、20g/L磷酸二氫銨、0.1%氯化鈀和0.4%TrionX-100等體積混勻放入試劑瓶備用。

3.2混合酸：取9份濃硝酸和1份高氯酸混合。

3.3加標樣：加標樣1：樣品1中加入500μL濃度為1000μg/L的鉛標準液定容至500ml，鉛含量為0.2mg/L；加標樣2：樣品2中加入50μL濃度為1000μg/L的鉛標準液定容至100ml，鉛含量為0.1mg/L；加標樣3：樣品3中加入50μL濃度為1000μg/L的鉛標準液定容至100ml，鉛含量為0.1mg/L。主要材料5材料與方法

1.儀器工作參數(shù)檢測波長：283.3nm，點燈方式：D2背景，燈電流：10.0mA，狹縫：1.0nm。測量模式:峰高法，進樣順序：樣品>基體改進劑，石墨爐升溫程序見表1。方法步驟溫度（℃）時間（s）氬氣流量（L/min）1150200.102250100.103800101.004800101.00580030.006240020.007250021.00

表1石墨爐升溫程序6材料與方法方法7實驗方法標準曲線制備直接進樣測定法試劑空白樣品及加標樣標準曲線制備樣品及加標樣試劑空白國標測定方法按儀器工作參數(shù)自動進樣10μL，混合基體改進劑10μL，測定吸光度值濕式消解法按儀器工作參數(shù)自動進樣20μL，20g/L磷酸二氫銨基體改進劑，測定吸光度值取

1%硝酸0.1mL，0.5mg/L的鉛標準使用液各0.2、1.0、2.0、3.0、4.0mL分別置于10mL比色管中加入超純水稀釋至刻度作為標準系列取1%硝酸0.1mL，0.5mg/L的鉛標準使用液各0.2、0.4、1.0、2.0、4.0mL分別置于10mL比色管中加入超純水稀釋至刻度吸取樣品和加標樣各5mL加入25mL比色管，用超純水稀釋至刻度，搖勻備用取樣品1和加標樣1于50mL三角燒瓶內(nèi)，放入數(shù)粒玻璃珠，加入10mL混合酸，加蓋浸泡過夜，再將其放于電爐上加熱消解，直至冒白煙，溶液為無色透明，放冷。將剩余的液體用超純水洗入25mL比色管中定容至刻度結果1.樣品測定結果測定幾種不同類型飲料樣品中鉛含量結果，樣品1鉛含量為0.001075mg/L,樣品2鉛含量為0.00125mg/L，樣品3鉛含量為0.002475mg/L。2.方法的標曲線鉛的濃度在0～0.2mg/L范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關系，相關系數(shù)r=0.9995，回歸方程為A=7.562C+0.028。結果見表2。

一.直接進樣法測定結果濃度（mg/L）00.010.050.100.150.20吸光度（A）0.02010.08680.41980.81601.15451.5279表2標準曲線測量值

9結果3.檢出限對試劑空白連續(xù)測定25次，根據(jù)檢出限公式L=Ks/b(K=3)計算，本方法的檢出限為0.17μg/L?？瞻诇y定值見表3。

一.直接進樣法測定結果空白1～56～1011～1516～2021～25

測定值（mg/L）-0.0019-0.0019-0.0021-0.0019-0.0018-0.0019-0.0018-0.0019-0.0020-0.0019-0.0021-0.0020-0.0021-0.0019-0.0019-0.0019-0.0018-0.0020-0.0019-0.0019-0.0017-0.0018-0.0019-0.0019-0.0019表3空白測定結果

10結果

4.精密度實驗對每個樣品進行4次平行測定，樣品1相對標準偏差為4.7%；樣品2相對標準偏差為4.6%；樣品3相對標準偏差為2.0%。結果見表4。

一.直接進樣法測定結果

1（mg/L)2（mg/L)3（mg/L)4（mg/L)RSD(%)樣品10.00110.00100.00110.00114.7樣品20.00120.00120.00130.00134.6樣品30.00240.00250.00250.00252.0表4精密度實驗結果

11結果

5.準確度實驗樣品1回收率為91.97%～94.12%；樣品2回收率為；93.87%～97.47%；樣品3回收率為91.85%～96.15%。結果見表5。

一.直接進樣法測定結果樣品空白值（mg/L）本底值（mg/L）加標值（mg/L)測定值（mg/L)回收率(%)1-0.0019120.0010750.20.18150.18130.18440.18310.18470.18550.182792.1292.0293.5791.9793.7294.1292.312-0.0019120.001250.10.09270.09190.09130.09490.09270.09140.093795.3294.4793.8797.4795.2793.9896.273-0.0019120.0024750.10.09380.09440.09050.09480.09270.09310.094195.1595.7991.8996.1594.0594.4595.45表5樣品加標回收率

12結果一.直接進樣法測定結果測定結果（A）1硝酸（%）2氯化鈀（%）3磷酸二氫（g/L）4TrionX-100(%)10.87202.0*10-216.00.321.220.25.0*10-236.00.131.190.48.0*10-212.00.4540.7550.6032.00.2551.090.83.0*10-28.05.0*10-261.131.06.0*10-228.00.470.9271.29.0*10-24.00.281.251.41.0*10-224.091.161.64.0*10-200.35101.051.87.0*10-220.00.15111.162.00.140.00.56.均勻設計實驗結果本次實驗通過使用均勻設計軟件3.0，對混合基體改進劑的配比濃度進行實驗。13表6均與設計實驗結果一.直接進樣法測定結果13

對表6進行多元回歸分析，采用后退法，顯著性水平α=0.05，建回歸方程y=b（0）+b⑴*X⑴+b⑵*X⑵+b⑶*X⑶+b⑷*X⑷，進行計算可得回歸系數(shù)b（0）=0.980；b⑴=4.03*10-2；b⑵=1.66；b⑶=1.24*10-3；b⑷=-0.220。

結果

由回歸方程的顯著性檢驗表7可知：樣本容量N=11，檢驗值Ft=0.3057，臨界值F(0.05,4,6)=4.534,Ft≤F(0.05,4,6),由此可知回歸方程不顯著。剩余標準差s=0.186。各方程項對回歸的貢獻U⑴/U=14.0%；U⑵/U=23.1%；U⑶/U=6.36%；U⑷/U=45.1%，根據(jù)實驗吸光度值和回歸分析結果硝酸和磷酸二氫銨濃度對鉛含量的測定影響較小，從而可確定選擇硝酸濃度為1%；磷酸二氫銨濃度為20g/L。對氯化鈀及TrionX-100應再次使用均勻設計軟件確定其濃度。

一.直接進樣法測定結果14變異來源平方和自由度均方均方比回歸U=4.12*10-2K=4U/K=1.05*10-2F=0.3057剩余Q=0.207N-1-K=6Q/(N-1-K)=3.44*10-2

總和L=0.249N-1=10

表7變量分析表1結果一.直接進樣法測定結果

結果（A）1氯化鈀（%）2TrionX-100(%)10.82600.221.001.0*10-20.4531.192.0*10-20.141.283.0*10-20.3551.244.0*10-2061.125.0*10-20.2571.276.0*10-20.581.307.0*10-20.1591.398.0*10-20.4101.329.0*10-25.0*10-2111.330.1*10-20.3表8均勻設計實驗215

用均勻設計軟件3.0，對氯化鈀及TrionX-100的配比濃度進行實驗。結果一.直接進樣法測定結果13對表9進行多元回歸分析，回歸分析采用后退法，顯著性水平α=0.05，建回歸方程y=b（0）+b⑴*X⑴+b⑵*X⑵，進行計算可得回歸系數(shù)b（0）=1.00；b⑴=4.06；b⑵=2.78*10-3。結果

由回歸方程的顯著性檢驗表9可知：樣本容量N=11，檢驗值Ft=7.678，臨界值F(0.05,2,8)=4.459,Ft＞F(0.05,2,8),由此可知回歸方程顯著。剩余標準差s=0.109。各方程項對回歸的貢獻U⑴/U=100%；U⑵/U=1.17*10-3%；由此可知第2方程項[X⑵]對回歸方程的貢獻最小，對其進行顯著性檢驗：檢驗值F⑵=1.793*10-4，臨界值F（0.05,1,8）=5.318，F(xiàn)⑵<F（0.05,1,8）,此方程項不顯著，需要剔除。由此不能確定TrionX-100的用量。一.直接進樣法測定結果16變異來源平方和自由度均方均方比回歸U=4.12*10-2K=4U/K=1.05*10-2F=0.3057剩余Q=0.207N-1-K=6Q/(N-1-K)=3.44*10-2

總和L=0.249N-1=10

表9變量分析表2結果一.直接進樣法測定結果

剔除不顯著方程項后新建回歸方程y=b（0）+b⑴*X⑴繼續(xù)進行計算，可得回歸系數(shù)b（0）=1.00；b⑴=4.06。

由回歸方程的顯著性檢驗表10可知：樣本容量N=11，檢驗值Ft=17.27，臨界值F(0.05,1,9)=5.117，F(xiàn)t＞F(0.05,1,9),由此可知回歸方程顯著。剩余標準差s=0.103。各方程項對回歸的貢獻U⑴/U=100%。因此對第1方程項[X⑴]進行顯著性檢驗：檢驗值F⑴=17.27，臨界值F（0.05,1,9）=5.117，F(xiàn)⑴＞F（0.05,1,9）,此方程項顯著。由此根據(jù)實驗吸光度值和回歸分析結果可確定氯化鈀的濃度為0.1%。變異來源平方和自由度均方均方比回歸U=0.182K=1U/K=0.182F=17.27剩余Q=9.46*e-2N-1-K=9Q/(N-1-K)=1.05*e-2

總和L=0.276N-1=10

表10變量分析表317結果一.直接進樣法測定結果氯化鈀（%）TrionX-100(%)吸收值（A）背景值（A）100.20.8260.16821.0*10-20.451.000.18232.0*10-20.11.190.00643.0*10-20.351.280.17154.0*10-201.240.00865.0*10-20.251.120.11276.0*10-20.51.270.13387.0*10-20.151.300.02998.0*10-20.41.390.075109.0*10-25.0*10-21.320.010110.1*10-20.31.330.032表11氯化鈀和TrionX-100測定結果

雖然通過多元回歸分析未能確定TrionX-100的使用濃度，但結合實驗測定的吸光度和背景值結果可看出選擇濃度為0.4%的TrionX-100可有效的增加吸收值和降低背景值。18結果

1.測定標準曲線結果見表12

表12標準曲線測量值

由表12可見，相關系數(shù)r=0.9988回歸方程為A=10.266C+0.055，相關系數(shù)r=0.9988。二.國家標準法測定結果濃度（mg/L）00.010.020.050.100.20吸光度（A）0.02950.18020.27820.59581.01242.132119結果2.試樣的測定結果：對試劑空白、樣品1和加標樣1進行測定并計算加標回收率。樣品1回收率在90%以上。結果見表13。表13加標回收率結果

二.國家標準法測定結果樣品空白值（mg/L）本底值（mg/L）加標值（mg/L)測定值（mg/L)回收率(%)1-0.0045-0.0037-0.00410.00190.00150.00160.20.19150.19230.190494.8095.4094.4020討論

4.1直接進樣法的評價由本次直接進樣實驗數(shù)據(jù)來看，本方法的檢出限為0.17μg/L，三類樣品的相對標準差均小于5%，加標回收率均在90%以上；表明直接進樣法測定飲料中鉛含量具有較高的準確度和精密度，結果較為穩(wěn)定。4.2基體改進劑的選擇氯化鈀可用于保持被測鉛的穩(wěn)定性，提高灰化溫度，達到降低背景吸收值的效果。硝酸有助于消除石墨爐原子吸收中的干擾，分解有機物。磷酸二氫銨可使吸收峰更光滑，積分時間變短，峰面積增加。TrionX-100可增加吸收值和降低背景吸收值。各類基體改進劑可改變鉛對溫度的穩(wěn)定性,促進基體成分的揮發(fā),排除其他擾物質(zhì)。因此在測飲料中鉛含量時可選擇合適的基體改進劑，從而減少原子化過程中的干擾,提高靈敏度和精密度。通過均勻設計實驗結果可得出1%硝酸、20g/L磷酸二氫銨、0.1%氯化鈀和0.4%TrionX-100等體積混合作為基體改進劑測定鉛含量效果最好。

21討論

4.3直接進樣法與國標法比較在國標法中消解過程要花費很長時間，采用本法測定不需要進行消解處理可直接進樣測定從而節(jié)省了大量時間，操作過程相對較為簡便。由本次實驗數(shù)據(jù)可知，采用直接進樣法測定結果與國標法測定結果的加標回收率都在90%以上，且兩者的測定值的相對誤差小于10%，證明本實驗方法測定結果與國標法無明顯差異。因此本法的測定結果滿足鉛限量標準測定要求。

22討論

綜上所述，本次實驗可知采用20g/L磷酸二氫銨、0.1%氯化鈀、0.4%TrionX-100和1%硝酸混合后作為基體改進劑，用石墨爐原子吸收法直接測定飲料中鉛含量的方法是可行的。

23參考文獻

[1]食品藥品監(jiān)管總局公布2015年第一期食品安全監(jiān)督抽檢信息[J].長壽,2015(4):30-31.[2]