微波消解-双道原子荧光光度计测定沙棘汁、沙棘果粉中的铅、砷、汞

汪正花，段金凤，师存杰

（1. 青海黄河水电有限公司新能源分公司, 青海 西宁810008;2. 青海碱业有限公司, 青海 海西817000; 3. 青海大学化工学院, 青海 西宁810016）

沙棘属于胡颓子科，含有12类共200多种对人体有益的活性物质，有很高的食料价值和药用价值，具有止咳祛痰，消食化滞，活血散瘀等药效，是21世纪最珍贵的药食同源植物。沙棘果在生长、产品加工等过程中可能受到铅、砷、汞等元素的污染，铅、砷、汞对人体通常具有强烈的毒性作用[1,2]。因此，铅、砷、汞是沙棘产品检定中必须检查的项目，食品卫生标准对其也有严格的限制，这就迫切需要建立一种快捷、高效的分析方法。

传统的敞口消解样品处理方法存在空白高、样品易污染、消解时间长以及样品易损失等缺点。微波消解作为一种新型的溶样方式，具有消解速度快、空白值低、易挥发元素损失率低和被污染的可能性低等优点，已广泛应用于各种样品的消解处理[3-5]。双道原子荧光光谱法因其检出限低，操作简单等特点已广泛应用于食品中铅、砷、汞等微量元素的测定[6-8]。本工作采用微波消解方式对沙棘样品进行消解，研究了微波消解-原子荧光光谱法的测定条件，建立了微波消解-原子荧光法测定沙棘样品中铅、砷、汞的方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

Mars5微波消解器（美国 CEM Corporation），AFS-9120双道原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）。

实验中所用各种酸为优级纯，硫脲、抗坏血酸、硼氰化钾、铁氰化钾、酒石酸钠为分析纯，水为二次去离子水。

硫脲-抗坏血酸混合液配制：称取10 g硫脲，加入约80 mL去离子水后溶解，再加入10 g抗坏血酸并稀释至100 mL。

酒石酸钠溶液配制：称取5 g酒石酸钠溶解于100 mL去离子水中。

碱性硼氢化钾溶液配制：先称取0.5 g氢氧化钾（KOH），溶于100 mL去离子水中，再加入1.0 g硼氢化钾（KBH4），溶解后摇匀（现用现配为宜，配置顺序不可颠倒）。测铅时在碱性硼氢化钾溶液中加入1.0 g铁氰化钾。

载流液的配制：量取50 mL浓盐酸（优级纯），用去离子水定容至1 000 mL得到5%盐酸；测铅时所用的载流液为1%硝酸溶液。

1.2 标准溶液配制

砷标准储备溶液配制：准确称取1.320 g三氧化二砷（As2O3），溶解于25 mL 20%的氢氧化钾溶液中，用20%的硫酸稀释至1 000 mL。此溶液砷浓度值为1.000 0 mg/mL。

汞标准储备溶液配制：准确称取1.080 g氧化汞（HgO），加入70 mL盐酸(1：1)、24 mL硝酸（1︰1）、0.5 g重铬酸钾使其溶解后，用去离子水定容至1 000 mL，摇匀，此溶液汞浓度值为1.000 mg/mL。

砷汞混合标准溶液配制：由砷标准储备溶液、汞标准储备溶液分别逐级稀释成含砷100 ng/mL、含汞10 ng/mL的溶液，分别吸取10 mL置于100 mL容量瓶中，并加10 mL硝酸（1︰1）和2.5 mL硫脲-抗坏血酸混合液，定容，混匀。

铅标准储备溶液配制：称 1.000 0 g高纯铅粒（99.999%），用20 mL硝酸溶液（3︰2）溶解，移入1 000 mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。此溶液铅浓度值为1.000 mg/mL。

砷汞标准工作溶液系列配制：砷的工作溶液系列：0、2、4、6、8、10 ng/mL，汞的工作溶液系列：0、0.2、0.4、0.6、0.8、1 ng/mL。

铅标准工作溶液系列配制：0、10、20、30、40、50 ng/mL。

1.3 实验方法

分别称取0.500 0 g样品置于8个压力消解罐和一个主控罐内，加3 mL HNO3和0.5 mL H2O2，盖上压力罐盖，拧紧解压阀，置于相配套的消解罐架上，将温度传感器和压力传感器导入主控罐内，把消解罐架放在微波消解器内进行消解。消解完成后，取出消解罐，将溶液转入25 mL的比色管中，定容到25 mL，作为样品母液。从母液中分取5 mL溶液移入另一组25 mL的比色管中，加2.5 mL硫脲-抗坏血酸混合液，静置30 min后定容10 mL。在选定的双道原子荧光光度计工作参数下，用KBH4-KOH作还原剂，5%盐酸（优级纯）作载流液，直接测定消解试液中砷、汞的质量浓度。随同做两份试剂空白。

再从母液中分取5 mL溶液移入另外一组25 mL比色管中，加1 mL硝酸，10 mL酒石酸钠溶液，定容20 mL。在选定的双道原子荧光光度计工作参数下，用 KBH4-KOH作还原剂，高铁氰化钾作氧化剂，1%硝酸（优级纯）作载流液，直接测定消解试液中铅的质量浓度。随同做两份试剂空白。

1.4 消化条件选择

压力和温度是微波消化样品时的重要参数，在消化安全限度内，对罐内压力，微波功率，消解时间进行了试验，实验结果表明，采用分步升温，在功率为600 W，压力为400 PSI的条件下，升温10 min到95 ℃，保温10 min，再升温15 min到140 ℃，保温10 min，之后仪器自动降温降压，当温度低于25 ℃，压力小于50 PSI时，消解完成。

1.5 仪器优化操作参数

AFS-9120双道原子荧光光度计优化操作参数：原子化气高度9.5 mm；载气流量200 mL/min；屏蔽气流量600 mL/min；光电倍增管负高压：A道（As）：270 V，B道（Hg）：270 V；铅：260 V；灯电流：As：60 mA，Hg：20 mA，Pb：50 mA；读数时间：7 s； 测量方式：标准曲线法；延迟时间：0.5 s；读数方式：峰面积；有效测量次数：2次；稀释液：标准空白。

2 结果与讨论

2.1 介质酸度和KBH4的影响

2.1.1 介质酸度的影响

铅烷发生的效率与反应介质酸度和 KBH4的浓度密切相关。试验结果表明，在待测样中，KBH4的质量浓度为8～20 g/L时，铅的荧光强度最大，且稳定性好。当硝酸浓度大于 1%时，铅的荧光强度迅速降低，原因是酸度过高，反应生成的氢气量过大，相当于稀释了铅的氢化物，导致铅的荧光强度降低，该实验选择KBH4的质量浓度为10 g/L，硝酸为1%。

2.1.2 K3Fe（CN）6浓度的影响

为近一步提高铅烷发生的效率，该实验选择K3Fe（CN）6为增敏剂，以 HNO3- KBH4- K3Fe（CN）6为反应体系，结果表明K3Fe（CN）6浓度影响铅的荧光强度，当K3Fe（CN）6浓度为10 g/L时，荧光强度最大，且稳定。故该试验选择 K3Fe（CN）6浓度为10 g/L。

2.2 仪器工作条件的选择

2.2.1 光电倍增管负高压的选择

在光电倍增管负高压为 250～280 V时测定铅标准的荧光值。结果表明，随着负高压的增大，荧光值显著升高。但当负高压增加时，信号和噪声同时增加。考虑到灯寿命与仪器信噪比，在满足分析灵敏度要求的前提下，该试验选择负高压为260 V。

2.2.2 灯电流的选择

设定灯电流为40～80 mA，依次测定铅标准的荧光值。结果表明，随着灯电流的增大，荧光值显著升高。该试验测铅选择灯电流为50 mA。

2.3 干扰离子的影响

在最优的试验条件下，对10 μg/L的Pb2+进行测定，以相对误差不超过 5%计，以下共存元素的最大允许量：As3+为0. 6 mg/L；Se4+为2 mg/L；Cd2+、Fe3+、Cu2+、Bi3+为 5 mg/L； Ni2+、Mn2+为 7 mg/L； Zn2+、Ca2+、Cr6+为 20 mg/L。

2.4 线性关系和检出限

按试验方法测定，以标准溶液作工作曲线，Pb的曲线方程I=391.375 8×C-36.619 5，相关系数r=0.999 7；As的曲线方程：I=165.004 2×C-1.286 9，相关系数r=1.000 0；Hg的曲线方程：I=978.8146×C-3.781 9，相关系数r=0.999 9。对空白及标准溶液连续测定10次，按最低检出限DL=3δ/k计算，求得铅、砷、汞的检出限分别为Pb：0.000 1 mg/kg；As：0.000 2 mg/kg；Hg：0.000 02 mg/kg 。

2.5 方法精度及加标回收

采用选定方法对沙棘汁、沙棘果粉样品进行测定，统计RSD，并对样品中砷元素加5 ng/mL、汞元素加0.5 ng/mL进行回收，铅元素加10 ng/mL进行回收，计算回收率，结果见表1。

表1 沙棘汁、沙棘果粉样品测定结果Table 1 Analytical results of sea-buckthorn juice and sea-buckthorn-fruit-powder samples

2.6 结 论

由以上实验结果的比较得出，用微波消解-双道原子荧光法测定沙棘产品中铅、砷、汞干扰小、灵敏度高、检出限低、加标回收率高、能够简便、快速的对沙棘样品进行测定。

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