改良干灰化-原子熒光光譜法測茶飲料中的鉛

王成遠（北京博暉創新光電技術股份有限公司， 北京 100000）

改良干灰化-原子熒光光譜法測茶飲料中的鉛

王成遠（北京博暉創新光電技術股份有限公司， 北京 100000）

本文研究了改良的干灰化法利用原子熒光光譜法測定茶飲料中的鉛的實驗條件，并以2%鹽酸作為載流，硼氫化鉀作為還原劑。在本實驗條件下，測定標準系列溶液，線性范圍為0～8ng/mL，相關系數為r= 0.9997，檢出限為0.0036 ng/mL，加標回收率為95.8%～111.2%，干灰化-原子熒光光譜法測定茶飲料中的鉛方法，靈敏度高、檢出限低、操作簡便、環境污染小，可以滿足大批量、多品種日常監測。

茶飲料；鉛；干灰化；原子熒光光譜法；方法改良

0 引言

鉛是一種具有蓄積性、多親和性的有毒元素，過量的鉛對人體的神經系統、造血系統、免疫系統都有危害［1］。其環境標志作用早已為人們所公認，對于一般人群，人體內的鉛主要來自于食品，食品中鉛的含量對人體健康至關重要的［2］。隨著消費觀念和生活方式的轉變，飲料成為人們日常生活中不可或缺的飲品之一。而具有中國特色的茶飲料，作為家庭飲料，逐漸成為一種流行飲料。為此，國家制訂了茶飲料鉛的允許標準為Pb≤0.3mg/L。

利用原子熒光法中3種常用的消解方法：濕法消解、微波消解、干灰化法。但是濕法消解樣品消解過程，產生的酸煙污染大，檢驗人員需全程跟蹤［3］；微波消解要求同批次盡量是同類樣品，消解完后，消解液中存在大量的氮氧化物和亞硝酸根會使原子熒光信號降低［4］，需將剩余的酸蒸發除去，以減少對原子熒光測定的干擾，否則重現性差。干灰化法-原子熒光光譜法可以一次性處理好幾十個不同品種的樣品，靈敏度高、檢出限低、操作簡便、環境污染?。坏窃趯嶋H的檢測工作中，按照國標中規定的干灰法-原子熒光光譜法出現回收率偏低、重現性偏差、儀器易污染等缺陷。本文對此進行了優化和改良，來測定茶飲料中的鉛含量。

1 儀器與試劑

1.1 主要儀器

RGF-8780原子熒光光譜儀（北京博暉創新光電技術股份有限公司）；鉛特種空心陰極燈（北京有色金屬研究總院）；馬弗爐。

1.2 主要試劑

鹽酸（ρ=1.19g/mL），優級純；硼氫化鉀（含量不小于95%）、氫氧化鈉、鐵氰化鉀等均為分析純試劑；實驗用水均為超純去離子水；所用玻璃儀器均用20%的硝酸浸泡24h以上，并用超純水清洗干凈、涼干。

（1） 載流：2%鹽酸溶液。

（2） 2% 硼 氫 化 鉀（KBH4，m/v）- 2%鐵 氰 化 鉀（K3Fe（CN）3，m/v）：稱取10g硼氫化鉀和10g鐵氰化鉀溶于500mL 0.5%氫氧化鈉溶液中，用時現配。

（3）鉛標準儲備液〔ρ（Pb）=100μg/mL〕：（國家標物中心提供）。

（4）鉛標準中間液〔ρ（Pb）=1.00μg/mL〕：將鉛標準儲備液（1.2.3）用2%鹽酸溶液逐級稀釋配制而成。

2 實驗部分

2.1 樣品前處理

取2mL的茶飲料樣品置于50mL瓷坩堝中，將其置于可調電爐上小火加熱蒸干、炭化至無黑煙后，移入550℃馬弗爐中灰化4h，待冷卻至室溫后取出。沿坩堝壁慢慢加5mL水濕潤灰分，再緩緩加入2 mL鹽酸溶液（1+1）溶解灰分。然后將溶液移入50mL容量瓶中，坩堝用超純水少量多次洗凈，洗液均并入容量瓶中。用超純水稀釋至刻度，混勻。按同一操作方法做兩份樣品空白和兩份加標樣品。

2.2 標準曲線的繪制

分別吸取0、0.1、0.2、0.4、0.8、1mL鉛標準中間液（1.2.4）液于一系列100mL容量瓶中，分別加入2.0mL鹽酸，用純水定容至刻度，搖勻，繪制標準曲線。

2.3 儀器工作條件

負高壓：260V；總電流（mA）/主電流（%）：30/50；原子化器高度：8mm；氣流量：400mL/min；屏蔽氣流量：900mL/ min；測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰面積；讀數時間12s；延遲時間：10s；

2.4 鉛的測定

以 2% 鹽酸（1.2.1）作載流將樣品帶入反應池中，與還原劑硼氫化鉀-鐵氰化鉀混合溶液（1.2.2），發生氧化反應 （將二價鉛氧化為四價鉛） 和氫化反應，生成的氫化物由載氣帶入加熱的石英管，進行峰面積積分測定。

3 結果與討論

3.1 儀器工作條件的選擇

（1） 負高壓和燈電流

熒光強度與負高壓成正比，但暗電流等噪聲也會隨著負高壓升高而增強，因此，在靈敏度滿足要求的前提下，實驗選擇負高壓260V。燈電流的增大也可以提高靈敏度，但燈電流過大會導致自吸現象，噪聲會隨之增大，且不利于空心陰極燈的長期使用，實驗確定總電流（mA）/主電流（%）為 35/50。此條件下，鉛的熒光強度能夠保證在1500以上。

（2） 原子化器高度

實驗表明：測量的靈敏度隨著原子化器高度的降低而提高，但原子化器過低時會因噪聲增大而使精密度下降，選擇8mm 作為測定鉛的原子化器高度。

（3）載氣與屏蔽氣流量

實驗氬氣流速在300～1000mL/min范圍內變化對熒光強度的影響，結果表明，載氣流量在400～600mL/min，光強度大且穩定，故選定400mL/min的載氣流量。屏蔽氣的流量過大或過小都會降低熒光強度，故選定為900mL/min。

3.2 樣品前處理的影響

（1）樣品灰化是否完全通常以灰分的顏色判斷，灰化時間對其有很大的影響?；一瘻囟纫欢ㄒ刂圃?50℃，當灰分呈白色或灰白色但不含炭粒，則認為灰化完全。

（2）不加入硝酸鎂、氧化鎂等阻燃劑，直接蒸干碳化，避免有外界雜質引入，影響實驗結果。

3.3 樣品測定結果

（1）標準曲線和檢出限

在本實驗條件下，測定標準系列溶液，濃度為0～8ng/ mL，其線性回歸方程為If=204.994×C+44.435，相關系數為r=0.9997，對空白溶液進行11次測定，按檢出限=3S0/b計算，檢出限為0.0036ng/mL。

（2）樣品測定結果和回收率試驗

兩種樣品分別稱取2份，分別加標2ng/mL、4ng/mL按本實驗方法進行測定并進行了加標回收率實驗，結果見表1。

表1 回收率實驗

4 結語

綜上所述，通過改良樣品前處理的方法，利用氫化物發生原子熒光光譜法測定茶飲料中的鉛，本方法檢出限為0.0036ng/mL，加標回收率范圍為95.8%～111.2%。該改良方法具有靈敏度高、穩定性好、干擾較少、操作簡便易行等優點，將其作為實際工作中的測定方法是可行和可靠的。

［1］楊秀芳，周衛龍，沙海濤.茶葉中鉛的測定-氫化物原子熒光光譜法［J］.中國茶葉加工，2000，3：35-37.

［2］劉巖.氫化物-原子熒光法測定葡萄酒中的微量鉛［J］.青島大學學報，1997，10（3）:42-43.

［3］黃本芬，呂小艇.改良干灰化-原子熒光光譜法測定食品中總砷的方法［J］.食品與發酵科技，76-80.

［4］李公海，吳斌，沈崇鈺，等.亞硝酸根對原子熒光測、砷和汞影響的研究［J］.現代科學儀器，2008，（2）：86-87.