高壓消解-原子熒光光譜法測(cè)定大米中的汞

1、高壓消解-原子熒光光譜法測(cè)定大米中的汞倪小英1.3 王玉枝1 陳渠玲2.3 劉榮3 黃衛(wèi)3（1.湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410082）（2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410003）（3.湖南國(guó)家糧食質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心，湖南長(zhǎng)沙410005）摘 要：本文采用高壓消解-原子熒光光譜法測(cè)定大米中的重金屬汞的含量，選定了大批樣品的最佳處理方法，并優(yōu)化了測(cè)定條件。得到回歸方程為：A=1055.323*C+0.355，相關(guān)系數(shù)為:0.9995；檢出限為：0.415g/kg，線性范圍為：02 ng/mL；回收率為：95%102%;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%-6.5%；結(jié)果滿意。關(guān)鍵詞：高壓消解法；原子熒

2、光光譜法；大米；汞High-pressure digestion-HG-AFS Determination of Hg in RiceNIXiaoying1.3,WANGYu-zhi1,CHENQu-Ling2.3,LIU Rong3,HUANG Wei3（1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Hunan University,Changsha,410082,China）（2.HunanAgriculturalCollege Food Science Institute,Changsha 410003,China）（3.Hunan Pr

3、ovince country grain quality monitor center,Changsha 410005,China）Abstract :Rice was digested and treated with high-pressure digestion for Hg determination by HG-AFS. The measurement conditions were optimized and the regression equation is: A=1055.323*C+0.355,with the linear range of 0-2ng/mL.The re

4、lated coefficient, detection limit, recovery and RSD of the method were 0.9995,0.415ug/kg,95%-102%and 1.0%-6.5%,respectively.This method was simple, accurate and fast.Key words: High-pressure digestion; HG-AFS; Rice; Hg由于金屬、類(lèi)金屬元素在糧油食品中與有機(jī)物結(jié)合成穩(wěn)定而牢固的難溶、難離解的化合物，從而失去其原有的特性，一般不能直接進(jìn)行測(cè)定。如需測(cè)定這些無(wú)機(jī)成分的含量，需要在測(cè)定

5、前破壞有機(jī)結(jié)合體，釋放出待測(cè)組分1。汞由于容易在人體腦內(nèi)積蓄而引起神經(jīng)中毒，而受到廣泛的關(guān)注，各種樣品中的汞研究不時(shí)見(jiàn)著于文獻(xiàn)中26。大米樣品的前處理方法有高壓消解法、微波消解法710。兩種方法各有利弊：前者單個(gè)樣品消解所需時(shí)間較長(zhǎng)，但配套成本較低，而且一次性可以大批樣處理，適合各種大小實(shí)驗(yàn)室的配置要求；后者雖然單個(gè)樣品消解時(shí)間較短，但配套成本較大，對(duì)于基層實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，拿出幾十萬(wàn)元人民幣購(gòu)置一臺(tái)微波消解系統(tǒng)，有點(diǎn)不現(xiàn)實(shí)。本文基于這一點(diǎn)，特對(duì)高壓消解條件進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果滿意。1實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器與試劑1.1.1主要儀器AFS-2202E雙道原子熒光光度計(jì)（北京科創(chuàng)海光儀器有限公司）；汞空心陰極燈

6、（北京有色金屬研究總院）；鋼襯四氟消解罐(江蘇省濱?？h正紅塑料廠)；DKQ-3型智能控溫電加熱器（上海屹堯分析儀器有限公司）；MDS-2002AT微波快速消解系統(tǒng)(上海屹堯分析儀器有限公司)；可調(diào)電熱板、電爐（長(zhǎng)沙市遠(yuǎn)東電爐廠）；101型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）；純化水機(jī)，AMF 1-20-P，艾科浦；所用玻璃儀器均用25%硝酸浸泡過(guò)夜，用去離子水沖凈瀝干備用。1.1.2主要試劑汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，1000g/mL，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心；硼氫化鉀（96%），分析純，天津市化學(xué)試劑研究所；氫氧化鈉，分析純，上?；瘜W(xué)試劑有限公司；硝酸，優(yōu)級(jí)純，上海振興化工二廠有限公司；實(shí)驗(yàn)用水均為二次

7、去離子水。1.1.2.1溶液配制15g/L硼氫化鉀（KBH4）溶液：稱取硼氫化鉀15.0g溶于5g/L氫氧化鉀溶液1000mL中，混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配。100 ng/mL的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液：將1000g/mL的汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液用5%硝酸逐級(jí)稀釋為100 ng/mL。1.1.2.2標(biāo)準(zhǔn)系列配制取50 mL容量瓶6只，依次準(zhǔn)確加入100 ng/mL的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液0.025 mL、0.05 mL、0.10 mL、0.20mL、0.40 mL、1.00 mL(相當(dāng)于含汞濃度0.05 ng/mL、0.10 ng/mL、0.20 ng/mL、0.40 ng/mL、0.80 ng/mL、2.00 ng/mL)；用5%硝

8、酸定容，搖勻待測(cè)。1.2樣品處理稱取0.50 g大米于聚四氟乙烯內(nèi)罐中，加7 mLHNO3浸泡過(guò)夜，再加3 mL H2O2，蓋好內(nèi)蓋，旋緊不銹鋼外套，放入恒溫干燥箱內(nèi)120保持2.5 h，在箱內(nèi)自然冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中，用5%硝酸定容待測(cè)，同時(shí)做試劑空白實(shí)驗(yàn)。1.3儀器工作參數(shù)用AFS-2202E雙道原子熒光光度計(jì)測(cè)定，儀器最優(yōu)操作條件如下：負(fù)高壓：270 V；燈電流：35 mA；原子化高度：9 mm；加熱溫度：200；載氣流量：500 mL/min；屏蔽氣流量：1000 mL/min；讀數(shù)時(shí)間：10 s；延遲時(shí)間：1 s；測(cè)量方法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰面積。1.4測(cè)定方法

9、開(kāi)機(jī)后設(shè)定好儀器工作參數(shù)并預(yù)熱30 min，輸入必要的參數(shù)。如：標(biāo)準(zhǔn)系列的點(diǎn)數(shù)及各點(diǎn)的理論濃度值等。連續(xù)用5%的硝酸進(jìn)樣直至讀數(shù)穩(wěn)定，轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)系列測(cè)定，記錄熒光強(qiáng)度，以汞濃度為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)系列測(cè)量后，轉(zhuǎn)入樣品測(cè)量，用5%的硝酸進(jìn)樣，使讀數(shù)回零后，開(kāi)始測(cè)量樣品空白和樣品的熒光強(qiáng)度。2結(jié)果與討論2.1反應(yīng)介質(zhì)選擇實(shí)驗(yàn)比較了HNO3、HNO3+H2O2、HNO3+HCL做消解劑的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HNO3+H2O2效果最好；比較了不同硝酸、過(guò)氧化氫用量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，結(jié)果表明當(dāng)硝酸為7 mL、H2O2為3 mL時(shí)消化最徹底。2.2高壓消解樣品用量的選擇在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，通

10、過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)選擇樣品用量為0.5 g時(shí)既能使樣品消解完全又能滿足元素測(cè)定靈敏度的要求。2.3還原劑硼氫化鉀濃度的選擇由圖1可看出硼氫化鉀作為還原劑對(duì)汞氫化物生成速度影響較大，直接影響熒光強(qiáng)度。隨著硼氫化鉀濃度的增加熒光強(qiáng)度增大，硼氫化鉀在1.5%2.5%范圍內(nèi)熒光強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，其濃度大于2.5%時(shí)熒光強(qiáng)度反而下降。硼氫化鉀的濃度太低，由于還原能力弱，靈敏度太低，對(duì)于含汞量特低的樣品則無(wú)法檢出；如果還原劑濃度太高，由于產(chǎn)生了大量的氫氣而產(chǎn)生稀釋作用而導(dǎo)致測(cè)量重現(xiàn)性差，而且浪費(fèi)試劑。本實(shí)驗(yàn)選定硼氫化鉀濃度為2.0%。圖1硼氫化鉀濃度對(duì)熒光強(qiáng)度的影響Fig.1 Effect of KBH4 on

11、 the fluorescence signal responses2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍、檢出限及標(biāo)液測(cè)量精密度圖2汞標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Calibration curve of Hg在最佳工作條件下測(cè)定汞標(biāo)準(zhǔn)系列（結(jié)果見(jiàn)表1，圖2），得到在02 ng/mL線性范圍內(nèi)的熒光強(qiáng)度和汞濃度線性關(guān)系良好,線性方程：A=1055.323*C+0.355；相關(guān)系數(shù)為:0.9995；根據(jù)本儀器設(shè)計(jì)的檢出限測(cè)定功能，連續(xù)測(cè)定汞標(biāo)準(zhǔn)空白溶液的熒光信號(hào)11次，得本方法最低檢出限為0.0083g/L；由公式MDL=DL×F(其中：DL=0.0083g/L，F(xiàn)=25mL/0.50g)得出實(shí)驗(yàn)方法定量檢出

12、限為0.415g/kg；根據(jù)本儀器設(shè)計(jì)的精密度測(cè)定功能，連續(xù)測(cè)定0.4 ng/mL的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光信號(hào)11次，得到本方法的測(cè)量精密度為1%。2.5樣品測(cè)試結(jié)果按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的方法測(cè)定高壓消解處理過(guò)的樣品，在大米樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述方法測(cè)定，回收率結(jié)果見(jiàn)表1。并用最佳高壓消解條件處理三種不同大米各9份，測(cè)定其中的汞含量，其平均值結(jié)果及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見(jiàn)表2表1回收率試驗(yàn)結(jié)果Table 1Recovery of the method for Hg detection in rice表2樣品測(cè)試結(jié)果Table 2 RSD of the method for Hg detection

13、in rice3小結(jié)上述研究表明，本法具有分解完全、重現(xiàn)性好、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)；而且檢出限低，靈敏度高；操作過(guò)程簡(jiǎn)單，試劑用量少，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)了檢驗(yàn)分析人員的身心健康，適合大批樣品的檢測(cè)，更適合基層實(shí)驗(yàn)室的普及。參考文獻(xiàn)1國(guó)家糧食局人事司.糧油質(zhì)量檢驗(yàn)員.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,20062杜月鳳,沈月華,張坤.濕法消解-原子熒光光譜法同時(shí)測(cè)定油脂樣品中砷和汞J中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn),2005,15,(9)3劉曉松,劉桂明,梁志堅(jiān).氫化物發(fā)生-原子熒光光度法測(cè)定飲用水中微量汞J中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn),2005,15,(7)4劉雪梅.懸浮液進(jìn)樣原子熒光光譜法測(cè)定茶葉中的痕量汞食品研究與開(kāi)發(fā)2006,27,(7)5李勛，朱業(yè)晉等斷續(xù)流動(dòng)-氫