石墨爐原子吸收光譜法測定水生動物中的鉻

毛志瑛

(常州市環境監測中心站,常州 213000)

石墨爐原子吸收光譜法測定水生動物中的鉻

毛志瑛

(常州市環境監測中心站,常州 213000)

采用硝酸和過氧化氫對勻漿過的水生動物進行微波消解,石墨爐原子吸收光譜法測定魚肉中的鉻含量。首先,對微波消解酸體系和微波程序進行了優化,硝酸用量為2.5 mL、過氧化氫用量為2.0 mL,逐步升溫到190℃,消解28 min時試劑用量少,消解效果較好;然后用石墨爐原子吸收分光光度儀對幾種水生生物中的鉻進行測試,方法檢出限為0.02 mg/kg,測定結果的相對標準偏差為0.010%～0.056% (n=6),加標回收率為83%～105%。結果表明:生長期長,生活在水體底部的水生生物中的鉻含量相對較高。

水生動物;鉻;石墨爐原子吸收光譜法

1 引言

鉻是自然界中廣泛存在的一種元素,主要分布于巖石、土壤、大氣、水及生物體中,動、植物體內則含有微量鉻。自然界鉻主要以三價鉻和六價鉻的形式存在。三價鉻參與人和動物體內糖與脂肪的代謝,是人體必需的微量元素;六價鉻則是明確的有害元素,能使人體血液中某些蛋白質沉淀,引起貧血、腎炎、神經炎等疾病,長期與六價鉻接觸還會引起呼吸道炎癥并誘發肺癌或者引起侵入性皮膚損害,嚴重的六價鉻中毒還會致人死亡。由于鉻及其化合物廣泛應用于化工、電鍍、印染等工業。它常以粉塵、蒸氣、廢水形式污染空氣、水源、水生動物和農作物,因此過量鉻對人類的危害也不可忽視。腎臟是鉻的主要靶向器官之一,主要引起腎小管損傷。cr6+易吸收,鉻在腎臟的生物半衰期是30 d。水生生物如魚、蚌、螺等對水體中的鉻有很強的吸收作用和一定的蓄積作用,通過食物鏈能夠明顯地增加鉻在人體內的含量。這些水生生物中鉻的含量比較低,其測定常用方法主要有二苯碳酰二肼分光光度法、原子吸收光譜法、ICP-A ES法等,筆者采用石墨爐原子吸收光譜法測定了水生生物體中的鉻,用此方法,靈敏度高,能滿足要求。

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試劑

原子吸收光譜儀(美國瓦里安公司 AA 240Z型),配備鉻空心陰極燈;中壓微波消解儀(美國CEM公司);硝酸鈀溶液(5 g/L):用光譜純的金屬鈀加硝酸加熱溶解后用去離子水配制而成;鉻的標準溶液(50.0μg/L):用鉻標準儲備液(1.00 g/L,中國環境監測總站)逐級稀釋而成。

2.2 儀器條件

水生生物體中鉻的含量較低,而石墨爐原子吸收光譜法測定鉻的靈敏度較高,只要選擇合適的實驗條件,一般能滿足測試要求。石墨爐原子吸收光譜法實驗條件如下:燈電流:7.0 mA;狹縫:0.2 nm;保護氣體:高純氬,流量為300 mL/min;背景校正:塞曼扣背景;波長:357.9 nm。樣品進樣量為20μL;基體改進劑為5 g/L的硝酸鈀溶液,進樣量為5μL。

石墨爐原子吸收光譜法測定鉻的操作步驟見表1。

表1 石墨爐原子吸收光譜法測定鉻的操作步驟Table 1 The experimental procedure for the determ ination of Cr by furnace atom ic absorbtion spectrophotometry

2.3 樣品處理

將選定的水生生物體的肉樣品粉碎搗勻后,稱取1 g左右(精確至0.0001 g)[1],放于消解罐中,加入少量的去離子水將樣品浸濕,再加入適量的硝酸和過氧化氫,蓋好后在微波消解儀上消解,消解結束后冷卻,轉到燒杯里在電熱板上繼續加熱,趕酸,稍冷,再沿杯內壁加入去離子水洗滌,轉移至50 mL容量瓶中定容后移入聚乙烯瓶中保存待測,消解后的樣品是清澈透明的[2-4]。

3 結果與討論

3.1 微波消解實驗

在用微波消解樣品時,由于在密閉容器中進行有機合成反應,可能有潛在的危險,因此在實驗初期對不明樣品應嚴格控制溶劑及樣品量。溶液的總體積限制在8 mL左右,有機樣品要加入一定量的硝酸和過氧化氫,還需要加入少量的蒸餾水將樣品浸濕,因此將消解液的總量控制在5 mL左右,用中壓微波消解儀消解有機樣的通用方法進行試驗,同時考慮到分析的檢出限,將取樣量定為1 g左右。微波消解程序的選擇見表2[3-4]。

表2 微波消解程序Table 2 Microwave digestion procedure

3.2 硝酸和過氧化氫的用量

選用3.1消解程序,采用同一條魚對硝酸和過氧化氫的用量比例進行試驗,試驗結果表明,硝酸用量為2.5 mL、過氧化氫用量為2.0 mL時,試劑用量較少、消解效果較好。

3.3 空白實驗

將少量的去離子水、2.5 mL濃硝酸和2.0 mL過氧化氫與樣品一起進行處理,試驗結果表明,同樣批號的硝酸和過氧化氫空白波動很小,11次全程序空白實驗的相對標準偏差為0.126。

3.4 標準工作曲線

用鉻標準溶液配制濃度為 0.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0mg/L的鉻標準系列溶液,以硝酸鈀為基體改進劑[5],用石墨爐原子吸收光譜法測定,結果見表3。

表3 鉻標準曲線的繪制Table 3 The standard curve for Cr determ ination

以鉻的濃度對吸收峰面積采用分析儀器自身所配備的新合理法進行回歸,得回歸方程為 Y=X/ (-0.00350 X2-0.00102X+0.01547),特征濃度0.28μg/L,Y=0.0031X-0.002,(X為吸收峰面積、Y為濃度)相關系數為1.0000。

把試劑空白作為樣品,進行11次重復測定,以3倍標準偏差作為方法檢出限,稱樣量以1 g計算,預處理后定容至50 mL,方法檢出限為0.02 mg/kg。

3.5 方法的精密度

采取湖中不同區域的鳙魚、蚌和環棱螺樣品,分別勻漿后,各稱取6份,按2.3樣品預處理方法處理后,進行測定,測定結果及相對標準偏差見表4。

表4 精密度測定結果(n=6)Table 4 Precision of the analyses(n=6)

3.6 方法的準確度

取3.5其中4個樣品進行加標回收試驗,測定結果及回收試驗結果見表 5。回收率在83%～105%,能達到分析要求。

表5 回收試驗結果(n=6)Table 5 Recovery of the analyses(n=6)

4 結論

通過實驗可知,利用微波消解技術,用石墨爐原子吸收光譜法可以很好地測定魚中的鉻,靈敏度高,分析的精密度和準確性都能達到要求。從我們對本地區湖中鉻的調查來看,水、底泥和水生生物中的鉻含量有著很好的相關性,在同一湖區內,蚌、螺的鉻的含量要高于魚類,而魚類中鳙魚的鉻含量要高于鯽魚,這主要是取決于生物的生長期和生物習性,生長期長,生長在底部的水生生物中鉻含量相對較高。

[1]河北省衛生防疫站,河南省食品衛生監督檢驗所,華西大學,南京鐵道醫學院.GB/T5009.123-2003《食品中鉻的測定第一法石墨爐原子吸收光譜法》[S].2003.

[2]閻軍,胡文祥主編.分析樣品制備[M].北京:解放軍出版社,2003:23.

[3]毛志瑛.石墨爐原子吸收法測魚中的鉛[J].化學分析計量,2005,14(5):57-58.

[4]毛志瑛.原子吸收法測定煙草中的鎘[J].現代分析儀器,2006,(5).107-108.

[5]李梅.原子吸收分析中的基體改進技術[M].北京:北京大學出版社,1991:110-112.

Determ ination of Cr in Aquatic Animals by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry

MAO Zhiying
(Changzhou Environmental Monitoring Center,Changzhou213000,China)

Chromium in fish meat was determined by graphite furnace atomic absorp tion Spectrometry. The aquatic animal samp les after being homogenated w ere digested with HNO3and H2O2by microw ave digestion method.The acidic system s and m icrow ave digestion p roceduresw ere op timized.Best resultsw ere obtained w hen the samples were digested in the mixture of 2.5 mLHNO3and 2.0 mLH2O2at 190℃(Note:the digestion temperature should be stepw ise increased up to 190℃)for 28 mins.The detection limit for Cr was 0.02 mg/kg.The relatively standard deviations of the data were 0.068%～0.138%(n=6) and the recovery coefficientswere 83%～105%.According to this study,it concluded that due to longer grow th cycles of the aquatic animals that lived at the bottom of waters,the contents of Cr in the aquatic animals w ere relatively higher.

aquatic animal;Cr;graphite furnace atomic absorp tion spectrometry

O657.31

A

2095-1035(2011)02-0047-03

10.3969/j.issn.2095-1035.2011.02.0008

2011-02-14

2011-03-26

毛志瑛,女,高級工程師。主要從事環境中重金屬的研究。E-mail:maozhiying1965@yahoo.com.cn