摘要:通过对比微波消解法和湿法消解提取法两种前处理方法,采用石墨炉原子吸收分光光谱仪对铅、镉、铬含量进行测定分析研究微波消解样品前处理方法测定葡萄中铅、镉、铬含量在食品理化检验中的应用优势。两种方法测得的方法检出限均能满足方法要求,微波消解法铅、镉、铬回收率分别为90.4%~96.8%、86.0%~93.0%、92.2%~96.1%,湿法消解提取法回收率90.2%~96.5%、88.0%~95.5%、90.6%~95.1%,微波消解法铅、镉、铬相对标准偏差分别为3.8%~5.3%、2.7%~4.5%、1.3%~3.9%,湿法消解提取法相对标准偏分别为差3.6%~4.8%、5.3%~6.8%、3.9%~4.1%,无明显差异。 关键词:湿法消解;微波消解;原子吸收法;重金属
1.背景与意义
随着近几年食品安全事件层出不穷,食品安全问题越来越受到百姓关注,每年的“315”晚会更是把热度推到了新高度。重金属作为危害食品安全的一个重要方面也是受到了很多关注,影响健康常见的重金属汞食入后直接沉入肝脏,对大脑神精视力破坏及大。天然水每升水中含
0.01毫克,就会强烈中毒;铬会造成四肢麻木,精神异常;镉导致高血压,引起心脑血管疾病;破坏骨钙,引起肾功能失调;铅是重金属污染中毒性较大的一种,一但进入人体很难排除。直接伤害人的脑细胞,特别是胎儿的神精板,可造成先天大脑沟回浅,智力低下,对老年人造成痴呆、脑死亡等。行之有效的检测方法显得尤为重要,本文对比了微波消解法和湿法消解提取法两种前处理方法对铅、镉、铬含量的差异性【1】。
2.仪器与试剂
配石墨炉原子吸收分光光度计(附铅空心阴极灯)、电子分析天平、可调式电热板、可调式电热炉、微波消解系统(配聚四氟乙烯消解內罐)、恒温干燥箱。
铅、镉标准溶液1000mg/mL,使用标准溶液母液配制浓度为0ng/mL、2.00ng/mL、4.00ng/mL、8.00ng/mL、12.0ng/mL、16.0ng/mL的标准系列溶液。铬标准溶液100ng/mL,使用标准溶液母液配制浓度为0ng/mL、2.00ng/mL、4.00ng/mL、8.00ng/mL、12.0ng/mL、16.0ng/mL标准系列溶液。硝酸、高氯酸、磷酸二氢铵、硝酸钯、二级实验用水。
3.试样前处理
本实验分析的试样是当地超市购入的零售产品葡萄。把葡萄可食部分打碎混匀。
湿法消解:分别称取试样0.5g(精确至0.001g)加入10mL硝酸和0.3mL高氯酸,在可调式电热炉上消解(120℃/0.5h~1h;升至180℃/2h~4h、升至200℃~220℃)。若消化液呈棕褐,再加少量硝酸,消解至冒白烟,消化液呈无透明或略带黄,取出消化管冷却后用水定容至10mL,混匀备用。
微波消解:分别称取试样0.5g(精确至0.001g)加入5mL硝酸,按照0~120℃升温5min,恒温5min;120℃~160℃升温5min,恒温10min;160℃~180℃升温5min,恒温10min,冷却后取出消解罐,在可调式电热板上于140℃~160℃赶酸至1mL左右,消解罐放冷后,将消化液转移至10mL容量瓶中,用少量水洗涤消解罐2次~3次,合并洗涤液于容量瓶中并用水定容至刻度,混合备用。
4.标准曲线的绘制
将铅、镉、铬标准系列溶液按质量浓度由低到高的顺序分别将10μL铅标准系列溶液和5μL磷酸二氢铵-硝酸钯溶液同时注入石墨炉,原子化后测其吸光度值,以质量浓度为横坐标,
吸光度值为纵坐标,制作标准曲线【2】。火焰原子吸收光谱法参考条件:吸光度,干燥温度、灰化温度、原子化温度【4】。标准曲线线性回归方程为,相关系数等见表1。
表1吸光度、干燥温度、灰化温度、原子化温度、线性回归方程为、相关系数
名称 | 波长nm | 干燥 温度℃ | 灰化 温度℃ | 原子化 温度℃ | 线性回归方程 | 相关系数r |
铅 | 283.3 | 105 | 750 | 2300 | Y=0.1781X-0.0028 | 0.9999 |
镉 | 228.8 | 105 | 650 | 2200 | Y=0.1435X-0.0015 | 0.9999 |
铬 | 357.9 | 105 | 900 | 2700 | Y=0.1527X-0.0019 | 0.9999 |
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5.方法检出限、准确度试验和精密度试验
配制较低浓度的试样,连续测十次,得出铅、镉、铬最小检测浓度( )分别为0.5ng/mL、0.05ng/mL、0.5ng/mL,求得检出限分别为0.01mg/kg、0.001mg/kg、0.01mg/kg。
在与测定标准溶液相同的实验条件下,将每组6平行试样溶液分别导入6个试样溶液火焰原子化器【3】,原子化后测其吸光度值,与标准系列比较定量【5】。测定计算结果见表2。
表2 回收率及标准偏差测定结果
序号 | 加标浓度 (mg/kg) | 加标回收浓度(mg/kg) | 平均加标回收率(%) | 相对标准偏差RSD(%) |
铅 | 镉 | 铬 | 铅 | 镉 | 铬 | 铅 | 镉 | 铬 | 铅 | 镉 | 铬 |
湿1 | 0.05 | 0.005 | 0.05 | 0.0452 | 0.0043 | 0.0461 | 90.4 | 86.0 | 92.2 | 3.8 | 2.7 | 1.3 |
湿2 | 0.1 | 0.01 | 0.1 | 0.0928 | 0.092 | 0.0943 | 92.8 | 92.0 | 94.3 | 4.0 | 3.4 | 2.8 |
湿3 | 0.2 | 0.02 | 0.2 | 0.1935 | 0.0186 | 0.1815 | 96.8 | 93.0 | 96.1 | 5.3 | 4.5 | 3.9 |
微1 | 0.05 | 0.005 | 0.05 | 0.0451 | 0.0044 | 0.0453 | 90.2 | 88.0 | 90.6 | 3.6 | 5.3 | 2.9 |
微2 | 0.1 | 0.01 | 0.1 | 0.0921 | 0.0093 | 0.0911 | 92.1 | 93.0 | 91.1 | 4.7 | 6.1 | 3.7 |
微3 | 0.2 | 0.02 | 0.2 | 0.1933 | 0.0191 | 微波消解 0.1902 | 96.5 | 95.5 | 95.1 | 4.8 | 6.8 | 4.1 |
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6.结论
通过采用石墨炉原子吸收分光光谱仪,对微波消解法和湿法消解提取法两种前处理方法测定葡萄中铅、镉、铬含量的对比。结果,发现两种前处理方法测定葡萄中铅、镉、铬含量的结果方法检出限,准确度试验和精密度相差不大,各有优缺点。微波消解法加热快、升温高,消解能力强,大大缩短了溶样时间加热快、升温高,消解能力强,大大缩短了溶样时间,消耗政溶剂少避免了挥发损失和样品的沾污,提高了分析的准确度和精密度,降低了劳动强度,改善了工作环境 ,节省电的消耗,降低分析成本,但微波消解仪贵,折旧费用大,成本高;湿法消解提取法操作简便,可一次处理较大量样品,准确度较高,回收率较高,但混酸对消解后元素的光谱测定存在干扰,耗时长,高温提取存在一定危险性,试剂消耗量多,对环境造成的污染较大.