石墨炉原子吸收光谱法测定茶叶中的铅

石墨炉原子吸收光谱法测定茶叶中的铅

作为一种健康的饮料，茶叶深受消费者喜爱。随着我国居民生活水平的提高,消费者对茶叶的品质安全也越来越关注。铅是一种蓄积性的有害元素,其残留一直是茶叶质量安全的热点问题。联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)和食品法典委员会(CAC)建议每人每周最大允许摄入量(PTWI)为25μg/(kg·bw),为了减小食源性铅的摄入量,我国对茶叶中铅含量设定了严格的限量标准,除紧压茶之外,其他茶叶一律按≤2mg/kg执行。由于茶叶的基质成分相对复杂,因而容易干扰铅的检测。联合国粮农组织和世界卫生组织食品联合专家委员会在食品概论中明确指出,在分析铅含量在0.5mg/kg左右的样品时,不推荐使用火焰原子吸收光谱法或电感耦合离子体发射光谱法,而是推荐使用石墨炉原子吸收光谱法,我国食品中铅测定的仲裁方法也是石墨炉原子吸收光谱法。但需要指出的是,石墨炉原子吸收光谱法虽然灵敏度高,但酸度、灰化温度、原子化温度、基体干扰等因素对测定结果影响较大。本文通过研究石墨炉法的条件,针对茶叶的基质特点,建立了茶叶中铅的石墨炉原子吸收光谱测定方法,并比较了石墨炉法和原子荧光法测定茶叶中铅含量的差异。1材料和方法1.1试验用水ICE3500型原子吸收分光光度计(美国,热电),普通型石墨管。1mg/mL铅标准储备液,购于国家标准物质研究中心;磷酸二氢铵,优级纯;氩气,纯度为99.999%;GBW10016(茶叶)、GBW07604(杨树叶)和GBW07605(茶叶),购于中国地质研究院地球物理地球化学勘查研究所(廊坊市)。其他试剂均为优级纯;试验用水为去离子水;所有玻璃器皿均以20%(V/V)硝酸溶液浸泡过夜,再以去离子水洗净备用。1.2样品中总体规划和组分原子吸收分光光度计的检测波长设为283.3nm,光谱通带宽度设为0.5nm,灯电流为7mA,以塞曼背景校正,测量峰高,读数3s,进样10.0μL,氩气流量为0.2L/min;基体改进剂为1%磷酸二氢铵溶液。石墨炉工作条件见表1。1.3方法2结果与讨论2.1体质量的确定石墨炉原子吸收测定易挥发金属元素的主要困难在于灰化损失和背景干扰。灰化温度高,易导致分析元素的损失;灰化温度低,基体烧不尽,造成分析元素与基体成分的时间重叠。铅属于低温易挥发元素,熔点327℃,温度过高,会导致铅的损失,需要选择合适的基体改进剂来提高灰化温度,常见基体改进剂有钯、抗坏血酸、磷酸二氢铵、磷酸、硝酸镁、硝酸铵等。本文分别试验了磷酸二氢铵、磷酸铵和硝酸镁等基体改进剂,石墨炉工作条件按表1设定,结果如表2所示。从表2可知,未加基体改进剂测定标准物质时,只能测出标示值的20%左右,加磷酸铵可使灰化温度提高至600℃左右,硝酸镁可使灰化温度提高至1000℃左右,但回收率仅在80%左右,不能彻底避免茶叶基体的干扰。而磷酸二氢铵作为基体改进剂时,回收率大于80%,灰化温度提高到700℃左右,既减少了铅的灰化损失,也有效降低了基体产生的干扰。2.2机器操作条件的优化2.3标准偏差、检出限、定量限铅浓度在0~50μg/L范围内,线性关系良好,标准曲线方程为:y=-0.00032x2+0.00901x+0.0038,r=0.9997。按GB/T5009.1-2003规定的方法计算检出限,对空白溶液连续测定20次,求出空白溶液的标准偏差,标准偏差的3倍所对应的浓度为检出限。结果表明,样品中铅的最低检出限为0.003mg/kg。2.4加标回收率测定在标准物质GBW10016、GBW07604、GBW07605的消解液中分别加入一定量的铅标准溶液,计算其加标回收率,结果见表3。2.5计算的准确性将标准物质GBW10016、GBW07604和GBW07605分别用原子荧光法与石墨炉法做10次重复测定,计算其相对标准偏差,结果如表4所示。从表4可以看出,石墨炉法测定食品中的铅结果准确性好于原子荧光法。需要指出的是,石墨炉法成本较高,但结果准确可靠,通常作为仲裁检测。但原子荧光法成本低、精度好,虽然分析某些国家标准物质时存在干扰,但仍可适用于部分茶叶样品的分析。3灰化温度和时间的确定本文通过优化试验条件,建立了以磷酸二氢铵为基体改进剂、灰化温度为700℃、原子化温度为1450℃的石墨炉测定茶叶中的铅,该法可有效降低基质组分的干扰,具有较高的检测精密度和准确度,可有效分析茶叶中的铅含量。1.3.1样品消解称取0.2500g左右国家标准物质GBW10016(茶叶)、GBW07604(杨树叶)和GBW07605(茶叶)于聚四氟乙烯坩锅中,在聚四氟乙烯坩锅内加入10mL硝酸和1mL高氯酸后加盖浸泡过夜。次日于电热板上先低温消解,后升温到220℃消解样品至近干,加少量去离子水冲洗坩锅壁后继续消解样品至干。用6mol/L盐酸溶解残留物后,取出定容于25mL比色管。1.3.2标准曲线绘制将铅标准储备液1mg/mL用硝酸稀释液(1/99,V/V)稀释为10、20、30、40和5ng/mL等浓度标准溶液。设定进样10μL和5μL磷酸二氢铵基体改进剂,仪器按表1工作条件分析以浓度为横轴,以吸光信号为纵轴,制定标准曲线为:y=-0.00032x2+0.00901x+0.0038,r=0.9991.3.3样品测定和计算按照1.3.1处理待测样品和加标样品,并按照下式计算铅含量。式中:X—试样中铅含量,μg/kg;C1—样品消解液中被测定物质的含量,ng/mL;C0—试剂空白中相当于被测定物质的含量,ng/mL;m—样品的质量,g;V—样品消化液的总体积,mL;K—稀释倍数。2.2.1灰化温度铅是一种低温元素,其灰化温度在500℃左右,在该温度下,不能有效降低基体干扰,一般需要添加基体改进剂,以提高灰化温度,最大限度地降低基体组分的干扰和保护被测组分由挥发带来的损失。本实验以磷酸二氢铵作为基体改进剂,研究不同灰化温度与GBW07605测定值的关系,结果如图1所示