石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定茶葉中的鉛

石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定茶葉中的鉛

作為一種健康的飲料，茶葉深受消費(fèi)者喜愛(ài)。隨著我國(guó)居民生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)茶葉的品質(zhì)安全也越來(lái)越關(guān)注。鉛是一種蓄積性的有害元素,其殘留一直是茶葉質(zhì)量安全的熱點(diǎn)問(wèn)題。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)和食品法典委員會(huì)(CAC)建議每人每周最大允許攝入量(PTWI)為25μg/(kg·bw),為了減小食源性鉛的攝入量,我國(guó)對(duì)茶葉中鉛含量設(shè)定了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn),除緊壓茶之外,其他茶葉一律按≤2mg/kg執(zhí)行。由于茶葉的基質(zhì)成分相對(duì)復(fù)雜,因而容易干擾鉛的檢測(cè)。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì)在食品概論中明確指出,在分析鉛含量在0.5mg/kg左右的樣品時(shí),不推薦使用火焰原子吸收光譜法或電感耦合離子體發(fā)射光譜法,而是推薦使用石墨爐原子吸收光譜法,我國(guó)食品中鉛測(cè)定的仲裁方法也是石墨爐原子吸收光譜法。但需要指出的是,石墨爐原子吸收光譜法雖然靈敏度高,但酸度、灰化溫度、原子化溫度、基體干擾等因素對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大。本文通過(guò)研究石墨爐法的條件,針對(duì)茶葉的基質(zhì)特點(diǎn),建立了茶葉中鉛的石墨爐原子吸收光譜測(cè)定方法,并比較了石墨爐法和原子熒光法測(cè)定茶葉中鉛含量的差異。1材料和方法1.1試驗(yàn)用水ICE3500型原子吸收分光光度計(jì)(美國(guó),熱電),普通型石墨管。1mg/mL鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,購(gòu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心;磷酸二氫銨,優(yōu)級(jí)純;氬氣,純度為99.999%;GBW10016(茶葉)、GBW07604(楊樹(shù)葉)和GBW07605(茶葉),購(gòu)于中國(guó)地質(zhì)研究院地球物理地球化學(xué)勘查研究所(廊坊市)。其他試劑均為優(yōu)級(jí)純;試驗(yàn)用水為去離子水;所有玻璃器皿均以20%(V/V)硝酸溶液浸泡過(guò)夜,再以去離子水洗凈備用。1.2樣品中總體規(guī)劃和組分原子吸收分光光度計(jì)的檢測(cè)波長(zhǎng)設(shè)為283.3nm,光譜通帶寬度設(shè)為0.5nm,燈電流為7mA,以塞曼背景校正,測(cè)量峰高,讀數(shù)3s,進(jìn)樣10.0μL,氬氣流量為0.2L/min;基體改進(jìn)劑為1%磷酸二氫銨溶液。石墨爐工作條件見(jiàn)表1。1.3方法2結(jié)果與討論2.1體質(zhì)量的確定石墨爐原子吸收測(cè)定易揮發(fā)金屬元素的主要困難在于灰化損失和背景干擾?；一瘻囟雀?易導(dǎo)致分析元素的損失;灰化溫度低,基體燒不盡,造成分析元素與基體成分的時(shí)間重疊。鉛屬于低溫易揮發(fā)元素,熔點(diǎn)327℃,溫度過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致鉛的損失,需要選擇合適的基體改進(jìn)劑來(lái)提高灰化溫度,常見(jiàn)基體改進(jìn)劑有鈀、抗壞血酸、磷酸二氫銨、磷酸、硝酸鎂、硝酸銨等。本文分別試驗(yàn)了磷酸二氫銨、磷酸銨和硝酸鎂等基體改進(jìn)劑,石墨爐工作條件按表1設(shè)定,結(jié)果如表2所示。從表2可知,未加基體改進(jìn)劑測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí),只能測(cè)出標(biāo)示值的20%左右,加磷酸銨可使灰化溫度提高至600℃左右,硝酸鎂可使灰化溫度提高至1000℃左右,但回收率僅在80%左右,不能徹底避免茶葉基體的干擾。而磷酸二氫銨作為基體改進(jìn)劑時(shí),回收率大于80%,灰化溫度提高到700℃左右,既減少了鉛的灰化損失,也有效降低了基體產(chǎn)生的干擾。2.2機(jī)器操作條件的優(yōu)化2.3標(biāo)準(zhǔn)偏差、檢出限、定量限鉛濃度在0~50μg/L范圍內(nèi),線性關(guān)系良好,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:y=-0.00032x2+0.00901x+0.0038,r=0.9997。按GB/T5009.1-2003規(guī)定的方法計(jì)算檢出限,對(duì)空白溶液連續(xù)測(cè)定20次,求出空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差,標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對(duì)應(yīng)的濃度為檢出限。結(jié)果表明,樣品中鉛的最低檢出限為0.003mg/kg。2.4加標(biāo)回收率測(cè)定在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10016、GBW07604、GBW07605的消解液中分別加入一定量的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液,計(jì)算其加標(biāo)回收率,結(jié)果見(jiàn)表3。2.5計(jì)算的準(zhǔn)確性將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10016、GBW07604和GBW07605分別用原子熒光法與石墨爐法做10次重復(fù)測(cè)定,計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果如表4所示。從表4可以看出,石墨爐法測(cè)定食品中的鉛結(jié)果準(zhǔn)確性好于原子熒光法。需要指出的是,石墨爐法成本較高,但結(jié)果準(zhǔn)確可靠,通常作為仲裁檢測(cè)。但原子熒光法成本低、精度好,雖然分析某些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)存在干擾,但仍可適用于部分茶葉樣品的分析。3灰化溫度和時(shí)間的確定本文通過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)條件,建立了以磷酸二氫銨為基體改進(jìn)劑、灰化溫度為700℃、原子化溫度為1450℃的石墨爐測(cè)定茶葉中的鉛,該法可有效降低基質(zhì)組分的干擾,具有較高的檢測(cè)精密度和準(zhǔn)確度,可有效分析茶葉中的鉛含量。1.3.1樣品消解稱(chēng)取0.2500g左右國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10016(茶葉)、GBW07604(楊樹(shù)葉)和GBW07605(茶葉)于聚四氟乙烯坩鍋中,在聚四氟乙烯坩鍋內(nèi)加入10mL硝酸和1mL高氯酸后加蓋浸泡過(guò)夜。次日于電熱板上先低溫消解,后升溫到220℃消解樣品至近干,加少量去離子水沖洗坩鍋壁后繼續(xù)消解樣品至干。用6mol/L鹽酸溶解殘留物后,取出定容于25mL比色管。1.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制將鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1mg/mL用硝酸稀釋液(1/99,V/V)稀釋為10、20、30、40和5ng/mL等濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液。設(shè)定進(jìn)樣10μL和5μL磷酸二氫銨基體改進(jìn)劑,儀器按表1工作條件分析以濃度為橫軸,以吸光信號(hào)為縱軸,制定標(biāo)準(zhǔn)曲線為:y=-0.00032x2+0.00901x+0.0038,r=0.9991.3.3樣品測(cè)定和計(jì)算按照1.3.1處理待測(cè)樣品和加標(biāo)樣品,并按照下式計(jì)算鉛含量。式中:X—試樣中鉛含量,μg/kg;C1—樣品消解液中被測(cè)定物質(zhì)的含量,ng/mL;C0—試劑空白中相當(dāng)于被測(cè)定物質(zhì)的含量,ng/mL;m—樣品的質(zhì)量,g;V—樣品消化液的總體積,mL;K—稀釋倍數(shù)。2.2.1灰化溫度鉛是一種低溫元素,其灰化溫度在500℃左右,在該溫度下,不能有效降低基體干擾,一般需要添加基體改進(jìn)劑,以提高灰化溫度,最大限度地降低基體組分的干擾和保護(hù)被測(cè)組分由揮發(fā)帶來(lái)的損失。本實(shí)驗(yàn)以磷酸二氫銨作為基體改進(jìn)劑,研究不同灰化溫度與GBW07605測(cè)定值的關(guān)系,結(jié)果如圖1所示