干法灰化和微波消解石墨爐原子吸收法對(duì)茶葉中鉛含量測(cè)定的比較

　　摘 要：以茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為材料，采用干法灰化和微波消解兩種不同的前處理方法，進(jìn)行茶葉中鉛含量的測(cè)定，對(duì)兩種方法的準(zhǔn)確度、精確度和加標(biāo)回收率進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：采用微波消解的前處理方法測(cè)定茶葉中的鉛結(jié)果更為準(zhǔn)確。
　　關(guān)鍵詞：干法灰化；微波消解；茶葉；鉛
　　中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2014）09-0055-03
　　鉛是一種對(duì)人體有害的重金屬元素，是茶葉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)重要限量指標(biāo)。近年來，由于環(huán)境的污染，茶葉鉛超標(biāo)率不斷提高，引起了生產(chǎn)者、消費(fèi)者和學(xué)者們的廣泛關(guān)注。因此，對(duì)茶葉中的鉛進(jìn)行定量準(zhǔn)確測(cè)定有著非常重要的意義。目前，對(duì)重金屬鉛進(jìn)行定量分析時(shí)，通常采用石墨爐原子吸收法測(cè)定其含量，前處理則一般多采用干法灰化[1]、濕式消解、微波消解[2] 等3種方法。樣品前處理是分析化學(xué)中最重要的過程之一。為了更準(zhǔn)確的測(cè)定茶葉中的鉛含量，對(duì)干法灰化和微波消解石墨爐原子吸收法測(cè)定茶葉中的鉛進(jìn)行了比較，以探討目前測(cè)定鉛元素的較佳前處理方法。
　　l 材料與方法
　　1.1 材 料
　　1.1.1 供試試劑 茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（鉛含量4.4 mg/kg，GBW07605），中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度1 000 μg/mL，GBW08619），中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供；硝酸、高氯酸、過氧化氫均為優(yōu)級(jí)純；混合酸為高氯酸+硝酸，體積比為1：9；20 g/L磷酸二氫銨溶液；鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液：每次吸取1.0 mL鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中，加0.5 mol/L硝酸至刻度，如此經(jīng)多次稀釋成濃度為5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 ng/mL 鉛的標(biāo)準(zhǔn)使用液。
　　1.1.2 設(shè)備儀器 供試儀器為AA-6300C 原子吸收分光光度計(jì)（日本島津公司）、GFA-EX7i石墨爐原子化器（日本島津公司）、ASC 6100自動(dòng)進(jìn)樣裝置（日本島津公司）、箱式電阻爐SXZ-8-10（上海一恒科技公司）、DB型數(shù)顯電熱板（北京永光明醫(yī)療儀器廠）、MDS-10高通量微波消解儀（上海新儀微波化學(xué)科技公司）、AUY120電子天平（日本島津公司）、萬能電爐（北京永光明儀器公司）、瓷坩堝。
　　1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
　　1.2.1 干法灰化 精密稱取 1.00～2.00 g 事先粉碎混勻的茶葉試樣或茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（精確到0.001 g，根據(jù)試樣鉛含量而定）于瓷坩堝中，先小火在萬能電爐上炭化至無煙，移入馬弗爐（500±25）℃灰化6～8 h，冷卻。若個(gè)別試樣灰化不徹底，則加1 mL 混合酸，在可調(diào)式DB型數(shù)顯電熱板上小火加熱，反復(fù)多次直到消化完全，冷卻；加0.5 mol/L硝酸10 mL將灰分溶解，于可調(diào)式DB型數(shù)顯電熱板上小火加熱，趕酸，待瓷坩堝中的液體只剩3～5 mL時(shí)，將試樣消化液過濾入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌瓷坩堝，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻，然后取1 mL定容至10 mL。試劑空白對(duì)照。
　　1.2.2 微波消解法 精密稱取 1.0 g 事先粉碎混勻茶葉試樣或茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（精確到0.001 g）于聚四氟乙烯內(nèi)罐杯中，加入10 mL濃硝酸，充分濕潤(rùn)，再緩慢均勻加入1.0 mL過氧化氫溶液，緩慢反應(yīng)，放置過夜；或放到DB型數(shù)顯電熱板上，溫度調(diào)至120℃左右，加熱30 min，待消化至樣品基本溶解，從電熱板上取下冷卻，緩慢均勻加入1.0 mL過氧化氫。蓋好內(nèi)罐蓋，加外罐移入15聯(lián)體的消解儀中，同時(shí)試劑空白對(duì)照，并注意主控罐應(yīng)選擇茶葉樣品，空白不能裝在主控罐位置。按照表1設(shè)置的消解程序進(jìn)行消解。消解完成后，待爐腔內(nèi)的溫度降到約60℃時(shí)，打開爐腔取出內(nèi)罐放到DB型數(shù)顯電熱板上，120℃條件下趕酸約40 min，直至消解液為2～3 mL時(shí)，加水2 mL再趕酸幾分鐘，將消解液移入25 mL容量瓶中，雙重蒸餾水定容，再取2.5 mL溶液定容至25 mL。試劑空白對(duì)照。
　　1.2.3 分析條件 消解液導(dǎo)入原子吸收分光光度計(jì)中，經(jīng)石墨爐原子化后，吸收283.3 nm的共振線，其吸收量與含量成正比。根據(jù)儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)：波長(zhǎng)283.3 nm，狹縫0.5 nm，燈電流7.0 mA，干燥溫度80℃，持續(xù)2 s；再升到130℃，持續(xù)15 s；灰化溫度800℃，持續(xù)10 s；原子化溫度1 300℃，持續(xù)3 s，除殘溫度2 500℃，持續(xù)3 s；背景校正為氘燈；測(cè)定方式，峰高。
　　1.3 試驗(yàn)方法
　　1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別吸取事先配置好的5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 ng/mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液20 μL于石墨爐中，按儀器條件分別進(jìn)行測(cè)定3次，取平均值，得到相應(yīng)吸光度A，用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到吸光度與濃度的一元線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)R。方程為A=a+bc，其中a為截距，b為斜率。
　　1.3.2 精密度、準(zhǔn)確度及加標(biāo)回收率的測(cè)定 為了檢驗(yàn)干法灰化和微波消解兩種方法的精密度與準(zhǔn)確度，采用茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07605進(jìn)行精密度試驗(yàn)，按照1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的方法制備溶液，連續(xù)測(cè)定7次。對(duì)干法灰化和微波消解兩種前處理方法進(jìn)行茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加標(biāo)回收率的測(cè)定。
　　2 結(jié)果與分析
　　2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
　　繪制工作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到吸光度與濃度的一元線性回歸方程（A=a+bc）和相關(guān)系數(shù)R，結(jié)果如表2所示。
　　2.2 精密度與準(zhǔn)確度測(cè)定
　　如表3所示，茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鉛含量分析結(jié)果表明，兩種方法的變異系數(shù)均小于11.0%，相對(duì)誤差在-20%～+10%范圍之內(nèi)，均符合GB/T27404-2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》[3]精密度和準(zhǔn)確度要求。但從結(jié)果比較可以看出，干法灰化處理試樣時(shí)，檢測(cè)結(jié)果較標(biāo)準(zhǔn)值明顯偏低，檢測(cè)的相對(duì)誤差也明顯偏大。干法灰化處理由于高溫，容易有鉛元素的揮發(fā)或坩堝吸收從而引起測(cè)定值降低，而微波消解處理試樣，由于試樣在封閉體系中且未蒸干，其結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值更為接近。
　　2.3 加標(biāo)回收率測(cè)定
　　如表4所示，干法灰化的回收率為88.0%～93.3%，微波消解的回收率為98.5%～102.3%。干法灰化的回收率明顯偏低，操作誤差稍大的話，便會(huì)超出GB/T27404-2008對(duì)加標(biāo)回收率的規(guī)定方法。
　　3 結(jié) 論
　　采用干法灰化和微波消解兩種不同的前處理方法處理了茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并進(jìn)行了鉛含量的測(cè)定，對(duì)比了兩種方法的準(zhǔn)確度、精確度和加標(biāo)回收率。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用微波消解的前處理方法測(cè)定茶葉中的鉛結(jié)果更為準(zhǔn)確。
　　目前，由于受到試驗(yàn)條件的限制，許多實(shí)驗(yàn)室在檢測(cè)茶葉等物質(zhì)中鉛含量的時(shí)候常采用干法灰化進(jìn)行前處理，雖然這一方法能有效檢測(cè)鉛的含量，但從該研究結(jié)果來看，采用微波消解處理樣品結(jié)果更為準(zhǔn)確。同時(shí)微波消解處理樣品還具有消解速度快、試劑用量少、操作簡(jiǎn)單安全、減少環(huán)境污染、節(jié)約前處理時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 王黎瑾. 石墨爐原子吸收法測(cè)定茶葉中鉛和鎘[J]. 廣東微量元素科學(xué)，2006，13（12）：53-56.
　　[2] 李 琳，王立忠，萬萌玲，等. 微波消解-石墨爐原子吸收法測(cè)定茶葉中的鉛[J]. 中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2007，17（10）：1811-1812.
　　[3] GB/T27404-2008，實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測(cè)[s].
　�。ㄘ�(zé)任編輯：石 君）

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