石墨炉原子吸收法1稿

石墨炉原子吸收法直接测定饮料中铅方法的研究报告人：任阳指导老师：王胜利公共卫生学院预防医学2016年4月21日目录123456前言材料与方法实验结果讨论参考文献致谢1前言

铅做为常见重金属对人体有毒性作用,且易在体内蓄积。人体长期接触铅及其化合物会对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害。2015针对全国15个省市在售液体乳中铅含量的检测结果显示总检出率为20.4%。当饮料中含有铅时不但会影响其功效,且危害人体健康，因此饮料中铅含量的检测极其重要。当前国家标准中将石墨炉原子吸收光谱法作为测定饮料中铅含量的首选方法。该方法在测定时都必须经过样品消解的过程。首先在样品的消解过程中就极易受污染；其次该处理过程操作复杂，耗时过长不能有效节约成本。研究背景2前言

因此本次实验主要是通过对石墨炉原子吸收方法进行改进、优化，使样品不经过繁琐的消化过程直接进样测定，从而简化检验过程，使该试验方法更加简单、方便、快捷。研究意义3材料与方法1.主要仪器AA-6800型原子吸收分光光度计（日本岛津公司）。2.试剂铅标准使用液（1000ug/mL）；1%硝酸溶液；20g/L磷酸二氢铵溶液；0.1%氯化钯溶液；0.4%曲拉通-100溶液；浓硝酸；高氯酸。

磷酸二氢铵、氯化钯、TrionX-100均为分析纯，硝酸和高氯酸为优级纯，实验所用超纯水电阻率为18.20MΩ（25℃）。主要材料4材料与方法3.试剂制备

3.1混合基体改进剂：取1%硝酸、20g/L磷酸二氢铵、0.1%氯化钯和0.4%TrionX-100等体积混匀放入试剂瓶备用。

3.2混合酸：取9份浓硝酸和1份高氯酸混合。

3.3加标样：加标样1：样品1中加入500μL浓度为1000μg/L的铅标准液定容至500ml，铅含量为0.2mg/L；加标样2：样品2中加入50μL浓度为1000μg/L的铅标准液定容至100ml，铅含量为0.1mg/L；加标样3：样品3中加入50μL浓度为1000μg/L的铅标准液定容至100ml，铅含量为0.1mg/L。主要材料5材料与方法

1.仪器工作参数检测波长：283.3nm，点灯方式：D2背景，灯电流：10.0mA，狭缝：1.0nm。测量模式:峰高法，进样顺序：样品>基体改进剂，石墨炉升温程序见表1。方法步骤温度（℃）时间（s）氩气流量（L/min）1150200.102250100.103800101.004800101.00580030.006240020.007250021.00

表1石墨炉升温程序6材料与方法方法7实验方法标准曲线制备直接进样测定法试剂空白样品及加标样标准曲线制备样品及加标样试剂空白国标测定方法按仪器工作参数自动进样10μL，混合基体改进剂10μL，测定吸光度值湿式消解法按仪器工作参数自动进样20μL，20g/L磷酸二氢铵基体改进剂，测定吸光度值取

1%硝酸0.1mL，0.5mg/L的铅标准使用液各0.2、1.0、2.0、3.0、4.0mL分别置于10mL比色管中加入超纯水稀释至刻度作为标准系列取1%硝酸0.1mL，0.5mg/L的铅标准使用液各0.2、0.4、1.0、2.0、4.0mL分别置于10mL比色管中加入超纯水稀释至刻度吸取样品和加标样各5mL加入25mL比色管，用超纯水稀释至刻度，摇匀备用取样品1和加标样1于50mL三角烧瓶内，放入数粒玻璃珠，加入10mL混合酸，加盖浸泡过夜，再将其放于电炉上加热消解，直至冒白烟，溶液为无色透明，放冷。将剩余的液体用超纯水洗入25mL比色管中定容至刻度结果1.样品测定结果测定几种不同类型饮料样品中铅含量结果，样品1铅含量为0.001075mg/L,样品2铅含量为0.00125mg/L，样品3铅含量为0.002475mg/L。2.方法的标曲线铅的浓度在0～0.2mg/L范围内与吸光度呈良好的线性关系，相关系数r=0.9995，回归方程为A=7.562C+0.028。结果见表2。

一.直接进样法测定结果浓度（mg/L）00.010.050.100.150.20吸光度（A）0.02010.08680.41980.81601.15451.5279表2标准曲线测量值

9结果3.检出限对试剂空白连续测定25次，根据检出限公式L=Ks/b(K=3)计算，本方法的检出限为0.17μg/L。空白测定值见表3。

一.直接进样法测定结果空白1～56～1011～1516～2021～25

测定值（mg/L）-0.0019-0.0019-0.0021-0.0019-0.0018-0.0019-0.0018-0.0019-0.0020-0.0019-0.0021-0.0020-0.0021-0.0019-0.0019-0.0019-0.0018-0.0020-0.0019-0.0019-0.0017-0.0018-0.0019-0.0019-0.0019表3空白测定结果

10结果

4.精密度实验对每个样品进行4次平行测定，样品1相对标准偏差为4.7%；样品2相对标准偏差为4.6%；样品3相对标准偏差为2.0%。结果见表4。

一.直接进样法测定结果

1（mg/L)2（mg/L)3（mg/L)4（mg/L)RSD(%)样品10.00110.00100.00110.00114.7样品20.00120.00120.00130.00134.6样品30.00240.00250.00250.00252.0表4精密度实验结果

11结果

5.准确度实验样品1回收率为91.97%～94.12%；样品2回收率为；93.87%～97.47%；样品3回收率为91.85%～96.15%。结果见表5。

一.直接进样法测定结果样品空白值（mg/L）本底值（mg/L）加标值（mg/L)测定值（mg/L)回收率(%)1-0.0019120.0010750.20.18150.18130.18440.18310.18470.18550.182792.1292.0293.5791.9793.7294.1292.312-0.0019120.001250.10.09270.09190.09130.09490.09270.09140.093795.3294.4793.8797.4795.2793.9896.273-0.0019120.0024750.10.09380.09440.09050.09480.09270.09310.094195.1595.7991.8996.1594.0594.4595.45表5样品加标回收率

12结果一.直接进样法测定结果测定结果（A）1硝酸（%）2氯化钯（%）3磷酸二氢（g/L）4TrionX-100(%)10.87202.0*10-216.00.321.220.25.0*10-236.00.131.190.48.0*10-212.00.4540.7550.6032.00.2551.090.83.0*10-28.05.0*10-261.131.06.0*10-228.00.470.9271.29.0*10-24.00.281.251.41.0*10-224.091.161.64.0*10-200.35101.051.87.0*10-220.00.15111.162.00.140.00.56.均匀设计实验结果本次实验通过使用均匀设计软件3.0，对混合基体改进剂的配比浓度进行实验。13表6均与设计实验结果一.直接进样法测定结果13

对表6进行多元回归分析，采用后退法，显著性水平α=0.05，建回归方程y=b（0）+b⑴*X⑴+b⑵*X⑵+b⑶*X⑶+b⑷*X⑷，进行计算可得回归系数b（0）=0.980；b⑴=4.03*10-2；b⑵=1.66；b⑶=1.24*10-3；b⑷=-0.220。

结果

由回归方程的显著性检验表7可知：样本容量N=11，检验值Ft=0.3057，临界值F(0.05,4,6)=4.534,Ft≤F(0.05,4,6),由此可知回归方程不显著。剩余标准差s=0.186。各方程项对回归的贡献U⑴/U=14.0%；U⑵/U=23.1%；U⑶/U=6.36%；U⑷/U=45.1%，根据实验吸光度值和回归分析结果硝酸和磷酸二氢铵浓度对铅含量的测定影响较小，从而可确定选择硝酸浓度为1%；磷酸二氢铵浓度为20g/L。对氯化钯及TrionX-100应再次使用均匀设计软件确定其浓度。

一.直接进样法测定结果14变异来源平方和自由度均方均方比回归U=4.12*10-2K=4U/K=1.05*10-2F=0.3057剩余Q=0.207N-1-K=6Q/(N-1-K)=3.44*10-2

总和L=0.249N-1=10

表7变量分析表1结果一.直接进样法测定结果

结果（A）1氯化钯（%）2TrionX-100(%)10.82600.221.001.0*10-20.4531.192.0*10-20.141.283.0*10-20.3551.244.0*10-2061.125.0*10-20.2571.276.0*10-20.581.307.0*10-20.1591.398.0*10-20.4101.329.0*10-25.0*10-2111.330.1*10-20.3表8均匀设计实验215

用均匀设计软件3.0，对氯化钯及TrionX-100的配比浓度进行实验。结果一.直接进样法测定结果13对表9进行多元回归分析，回归分析采用后退法，显著性水平α=0.05，建回归方程y=b（0）+b⑴*X⑴+b⑵*X⑵，进行计算可得回归系数b（0）=1.00；b⑴=4.06；b⑵=2.78*10-3。结果

由回归方程的显著性检验表9可知：样本容量N=11，检验值Ft=7.678，临界值F(0.05,2,8)=4.459,Ft＞F(0.05,2,8),由此可知回归方程显著。剩余标准差s=0.109。各方程项对回归的贡献U⑴/U=100%；U⑵/U=1.17*10-3%；由此可知第2方程项[X⑵]对回归方程的贡献最小，对其进行显著性检验：检验值F⑵=1.793*10-4，临界值F（0.05,1,8）=5.318，F⑵<F（0.05,1,8）,此方程项不显著，需要剔除。由此不能确定TrionX-100的用量。一.直接进样法测定结果16变异来源平方和自由度均方均方比回归U=4.12*10-2K=4U/K=1.05*10-2F=0.3057剩余Q=0.207N-1-K=6Q/(N-1-K)=3.44*10-2

总和L=0.249N-1=10

表9变量分析表2结果一.直接进样法测定结果

剔除不显著方程项后新建回归方程y=b（0）+b⑴*X⑴继续进行计算，可得回归系数b（0）=1.00；b⑴=4.06。

由回归方程的显著性检验表10可知：样本容量N=11，检验值Ft=17.27，临界值F(0.05,1,9)=5.117，Ft＞F(0.05,1,9),由此可知回归方程显著。剩余标准差s=0.103。各方程项对回归的贡献U⑴/U=100%。因此对第1方程项[X⑴]进行显著性检验：检验值F⑴=17.27，临界值F（0.05,1,9）=5.117，F⑴＞F（0.05,1,9）,此方程项显著。由此根据实验吸光度值和回归分析结果可确定氯化钯的浓度为0.1%。变异来源平方和自由度均方均方比回归U=0.182K=1U/K=0.182F=17.27剩余Q=9.46*e-2N-1-K=9Q/(N-1-K)=1.05*e-2

总和L=0.276N-1=10

表10变量分析表317结果一.直接进样法测定结果氯化钯（%）TrionX-100(%)吸收值（A）背景值（A）100.20.8260.16821.0*10-20.451.000.18232.0*10-20.11.190.00643.0*10-20.351.280.17154.0*10-201.240.00865.0*10-20.251.120.11276.0*10-20.51.270.13387.0*10-20.151.300.02998.0*10-20.41.390.075109.0*10-25.0*10-21.320.010110.1*10-20.31.330.032表11氯化钯和TrionX-100测定结果

虽然通过多元回归分析未能确定TrionX-100的使用浓度，但结合实验测定的吸光度和背景值结果可看出选择浓度为0.4%的TrionX-100可有效的增加吸收值和降低背景值。18结果

1.测定标准曲线结果见表12

表12标准曲线测量值

由表12可见，相关系数r=0.9988回归方程为A=10.266C+0.055，相关系数r=0.9988。二.国家标准法测定结果浓度（mg/L）00.010.020.050.100.20吸光度（A）0.02950.18020.27820.59581.01242.132119结果2.试样的测定结果：对试剂空白、样品1和加标样1进行测定并计算加标回收率。样品1回收率在90%以上。结果见表13。表13加标回收率结果

二.国家标准法测定结果样品空白值（mg/L）本底值（mg/L）加标值（mg/L)测定值（mg/L)回收率(%)1-0.0045-0.0037-0.00410.00190.00150.00160.20.19150.19230.190494.8095.4094.4020讨论

4.1直接进样法的评价由本次直接进样实验数据来看，本方法的检出限为0.17μg/L，三类样品的相对标准差均小于5%，加标回收率均在90%以上；表明直接进样法测定饮料中铅含量具有较高的准确度和精密度，结果较为稳定。4.2基体改进剂的选择氯化钯可用于保持被测铅的稳定性，提高灰化温度，达到降低背景吸收值的效果。硝酸有助于消除石墨炉原子吸收中的干扰，分解有机物。磷酸二氢铵可使吸收峰更光滑，积分时间变短，峰面积增加。TrionX-100可增加吸收值和降低背景吸收值。各类基体改进剂可改变铅对温度的稳定性,促进基体成分的挥发,排除其他扰物质。因此在测饮料中铅含量时可选择合适的基体改进剂，从而减少原子化过程中的干扰,提高灵敏度和精密度。通过均匀设计实验结果可得出1%硝酸、20g/L磷酸二氢铵、0.1%氯化钯和0.4%TrionX-100等体积混合作为基体改进剂测定铅含量效果最好。

21讨论

4.3直接进样法与国标法比较在国标法中消解过程要花费很长时间，采用本法测定不需要进行消解处理可直接进样测定从而节省了大量时间，操作过程相对较为简便。由本次实验数据可知，采用直接进样法测定结果与国标法测定结果的加标回收率都在90%以上，且两者的测定值的相对误差小于10%，证明本实验方法测定结果与国标法无明显差异。因此本法的测定结果满足铅限量标准测定要求。

22讨论

综上所述，本次实验可知采用20g/L磷酸二氢铵、0.1%氯化钯、0.4%TrionX-100和1%硝酸混合后作为基体改进剂，用石墨炉原子吸收法直接测定饮料中铅含量的方法是可行的。

23参考文献

[1]食品药品监管总局公布2015年第一期食品安全监督抽检信息[J].长寿,2015(4):30-31.[2]