微波消解-FAAS 檢測嬰幼兒奶粉中重金屬元素

耿薇，趙琴，楊超超，毛倩倩

(咸陽師范學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 咸陽 712000 )

嬰幼兒營養(yǎng)的主要來源是嬰幼兒奶粉，近年來，嬰幼兒奶粉安全事件頻出，2008 年三鹿奶粉事件給中國乳品行業(yè)敲響了警鐘。重金屬元素超標(biāo)也是影響嬰幼兒健康的另一因素，當(dāng)重金屬元素日積月累到一定量時會引起嬰幼兒免疫系統(tǒng)障礙及一些急、慢性中毒癥狀，因此，重金屬元素在嬰幼兒奶粉中的含量有嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。例如，鉛是一種有毒的重金屬，可引起貧血，出現(xiàn)頭疼、眩暈、乏力等癥狀，能產(chǎn)生致癌致突變。也可以直接損害腦細(xì)胞，并可導(dǎo)致兒童智能發(fā)育障礙和行為異常［1-3］。

檢測嬰幼兒奶粉中重金屬元素的方法有多種，因其具有選擇性好、靈敏度高、簡便快速等特點［4］，本文使用微波消解-火焰原子吸收光譜法(FAAS)檢測嬰幼兒奶粉中的鉛、鉻、銅、鈷、鋅5 種重金屬元素含量。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

國內(nèi)市售、海外代購的嬰幼兒奶粉樣品4 個;Pb(NO3)2、Cr(NO3)3·9H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、濃硝酸、濃鹽酸、過氧化氫(30%)均為分析純;水為二次蒸餾水。

NOVAA400 原子吸收光譜儀;MDS-6 微波制樣系統(tǒng);ECH-1 電子控溫加熱板;BS224S 電子天平;DHG-9070A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

1.2.1 Pb 標(biāo)準(zhǔn)儲備液 稱取Pb(NO3)2用水溶解，再用1% HNO3定容于1 L 容量瓶中，得到鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.1 mg/mL。

1.2.2 Cr 標(biāo)準(zhǔn)儲備液 稱取Cr(NO3)3·9H2O 用水溶解，再用1% HNO3定容到250 mL 容量瓶中，得到鉻的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.1 mg/mL。

1.2.3 Cu 標(biāo)準(zhǔn)儲備液 稱取CuSO4·5H2O 用水溶解，再用1% HNO3定容于1 L 容量瓶中，得到銅的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.1 mg/mL。

1.2.4 Co 標(biāo)準(zhǔn)儲備液 稱取CoCl2·6H2O 用水溶解，再用1% HNO3定容于250 mL 容量瓶中，得到鈷的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.1 mg/mL。

1.2.5 Zn 標(biāo)準(zhǔn)儲備液 稱取Zn(NO3)2·6H2O 用水溶解，再用0.5% HCl 定容于250 mL 容量瓶中，得到鋅的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.1 mg/mL。

分別移取一系列各標(biāo)準(zhǔn)儲備液，配制Pb，Cr，Cu，Co，Zn 元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液梯度。

1.3 樣品測定

先進行樣品前處理，將嬰幼兒奶粉樣品用四分法縮分，烘干。準(zhǔn)確稱取各奶粉樣品，平行3 份。

預(yù)消解:移取5 mL HNO3，2 mL H2O2加入樣品中，混勻，放在電子控溫加熱板上，溫度設(shè)為110 ℃，加熱10 min。

消解:冷卻后，移取2 mL HNO3，1 mL H2O2，加蓋，將消解罐固定消解架上，放入微波制樣系統(tǒng)中消解，先對儀器參數(shù)進行設(shè)置，按下啟動鍵，放下罩子，按運行，樣品開始消解。當(dāng)壓力在0.5 MPa 以下時，取出消解罐冷卻，降溫至常溫、常壓，再將消解罐放在電子控溫加熱板上，至不冒黃煙為止，且溶液澄清透明，說明消解完全。

定容:消解罐冷卻至常溫后，將樣品倒入燒杯，轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，定容，待測。

在優(yōu)化的最佳儀器工作條件下，測定Pb，Cr，Cu，Co，Zn 元素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的吸光度，作出各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后進行4 個嬰幼兒奶粉樣品的測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 微波消解程序

利用微波消解的方法對奶粉樣品進行處理，消解速度快、試劑耗量小、操作非常簡便。微波消解是物質(zhì)在密閉容器中通過直接吸收微波能量來達(dá)到快速加熱分解目的，大大減少樣品消解過程成分的損失及樣品被污染的可能性，消解完全，空白值顯著下降，使得分析準(zhǔn)確度提高。

通過對微波消解的程序進行多次實驗優(yōu)化，得到HNO3-H2O2體系消解效果最好，并且在此體系下最佳消解總時間為15 min，最高壓力控制在2.0 MPa，樣品消解最完全。具體微波消解的程序見表1。

表1 微波消解程序Table 1 Procedure of microwave digestion

2.2 儀器工作條件

經(jīng)過對火焰原子吸收光譜儀(FAAS)的工作條件進行優(yōu)化測試，得到最佳的儀器工作條件(見表2)，在C2H2/空氣火焰下進行標(biāo)準(zhǔn)溶液和嬰幼兒奶粉樣品的測定。

表2 儀器工作條件Table 2 The working parameter of the instrument

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

吸光度A 為縱坐標(biāo)，濃度C 為橫坐標(biāo)，繪制Pb，Cr，Cu，Co，Zn 元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)不小于0.992。

2.4 樣品分析結(jié)果

根據(jù)樣品測定的吸光度及標(biāo)準(zhǔn)曲線方程得到各嬰幼兒奶粉樣品的含量見表3，選取的4 個嬰幼兒奶粉樣品中，有毒重金屬Pb 均未檢出。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(n=3)為0.036 1% ～5.647%。

表3 樣品中各元素的含量(μg/g)Table 3 The element content of samples

2.5 回收率與精密度

選取1 種嬰幼兒奶粉樣品做加標(biāo)回收率實驗，按1.3 節(jié)方法進行測定，得到回收率與RSD 值見表4，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(n=5)為1.08% ～5.02%，樣品回收率為97.2% ～105.3%。

表4 回收率與精密度Table 4 The recovery and precision

3 結(jié)論

選取國內(nèi)外4 種品牌嬰幼兒奶粉，微波消解對嬰幼兒奶粉樣品進行前處理，分析檢測鉛、鉻、銅、鈷、鋅5 種重金屬元素含量。此方法操作快速簡單，準(zhǔn)確度及精密度較高，有一定的可行性。

［1］ 吳淑泉，鄭麗敏.嬰幼兒營養(yǎng)及膳食［J］.中國保健營養(yǎng)，2012，22(12):4996.

［2］ 彭燦.嬰幼兒奶粉中常量、微量元素及重金屬污染物風(fēng)險指標(biāo)體系的建立［J］. 長沙:中南林業(yè)科技大學(xué)，2012.

［3］ 耿薇，鄭敏燕，魏永生，等.ICP-AES 測定化學(xué)實驗室自來水中重金屬元素含量［J］. 化學(xué)工程師，2012(4):25-26.

［4］ 曹珺，趙麗嬌，鐘儒剛，等. 原子吸收光譜法測定食品中重金屬含量的研究進展［J］. 食品科學(xué)，2012，33(7):304-309.