微波消解-FAAS 检测婴幼儿奶粉中重金属元素

耿薇，赵琴，杨超超，毛倩倩

(咸阳师范学院 化学与化工学院，陕西 咸阳 712000 )

婴幼儿营养的主要来源是婴幼儿奶粉，近年来，婴幼儿奶粉安全事件频出，2008 年三鹿奶粉事件给中国乳品行业敲响了警钟。重金属元素超标也是影响婴幼儿健康的另一因素，当重金属元素日积月累到一定量时会引起婴幼儿免疫系统障碍及一些急、慢性中毒症状，因此，重金属元素在婴幼儿奶粉中的含量有严格的限量标准。例如，铅是一种有毒的重金属，可引起贫血，出现头疼、眩晕、乏力等症状，能产生致癌致突变。也可以直接损害脑细胞，并可导致儿童智能发育障碍和行为异常［1-3］。

检测婴幼儿奶粉中重金属元素的方法有多种，因其具有选择性好、灵敏度高、简便快速等特点［4］，本文使用微波消解-火焰原子吸收光谱法(FAAS)检测婴幼儿奶粉中的铅、铬、铜、钴、锌5 种重金属元素含量。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

国内市售、海外代购的婴幼儿奶粉样品4 个;Pb(NO3)2、Cr(NO3)3·9H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、浓硝酸、浓盐酸、过氧化氢(30%)均为分析纯;水为二次蒸馏水。

NOVAA400 原子吸收光谱仪;MDS-6 微波制样系统;ECH-1 电子控温加热板;BS224S 电子天平;DHG-9070A 电热恒温鼓风干燥箱。

1.2 标准溶液配制

1.2.1 Pb 标准储备液 称取Pb(NO3)2用水溶解，再用1% HNO3定容于1 L 容量瓶中，得到铅的标准溶液浓度为0.1 mg/mL。

1.2.2 Cr 标准储备液 称取Cr(NO3)3·9H2O 用水溶解，再用1% HNO3定容到250 mL 容量瓶中，得到铬的标准溶液浓度为0.1 mg/mL。

1.2.3 Cu 标准储备液 称取CuSO4·5H2O 用水溶解，再用1% HNO3定容于1 L 容量瓶中，得到铜的标准溶液浓度为0.1 mg/mL。

1.2.4 Co 标准储备液 称取CoCl2·6H2O 用水溶解，再用1% HNO3定容于250 mL 容量瓶中，得到钴的标准溶液浓度为0.1 mg/mL。

1.2.5 Zn 标准储备液 称取Zn(NO3)2·6H2O 用水溶解，再用0.5% HCl 定容于250 mL 容量瓶中，得到锌的标准溶液浓度为0.1 mg/mL。

分别移取一系列各标准储备液，配制Pb，Cr，Cu，Co，Zn 元素的标准溶液梯度。

1.3 样品测定

先进行样品前处理，将婴幼儿奶粉样品用四分法缩分，烘干。准确称取各奶粉样品，平行3 份。

预消解:移取5 mL HNO3，2 mL H2O2加入样品中，混匀，放在电子控温加热板上，温度设为110 ℃，加热10 min。

消解:冷却后，移取2 mL HNO3，1 mL H2O2，加盖，将消解罐固定消解架上，放入微波制样系统中消解，先对仪器参数进行设置，按下启动键，放下罩子，按运行，样品开始消解。当压力在0.5 MPa 以下时，取出消解罐冷却，降温至常温、常压，再将消解罐放在电子控温加热板上，至不冒黄烟为止，且溶液澄清透明，说明消解完全。

定容:消解罐冷却至常温后，将样品倒入烧杯，转移至50 mL 容量瓶中，定容，待测。

在优化的最佳仪器工作条件下，测定Pb，Cr，Cu，Co，Zn 元素标准溶液系列的吸光度，作出各元素的标准曲线，然后进行4 个婴幼儿奶粉样品的测定。

2 结果与讨论

2.1 微波消解程序

利用微波消解的方法对奶粉样品进行处理，消解速度快、试剂耗量小、操作非常简便。微波消解是物质在密闭容器中通过直接吸收微波能量来达到快速加热分解目的，大大减少样品消解过程成分的损失及样品被污染的可能性，消解完全，空白值显著下降，使得分析准确度提高。

通过对微波消解的程序进行多次实验优化，得到HNO3-H2O2体系消解效果最好，并且在此体系下最佳消解总时间为15 min，最高压力控制在2.0 MPa，样品消解最完全。具体微波消解的程序见表1。

表1 微波消解程序Table 1 Procedure of microwave digestion

2.2 仪器工作条件

经过对火焰原子吸收光谱仪(FAAS)的工作条件进行优化测试，得到最佳的仪器工作条件(见表2)，在C2H2/空气火焰下进行标准溶液和婴幼儿奶粉样品的测定。

表2 仪器工作条件Table 2 The working parameter of the instrument

2.3 标准曲线

吸光度A 为纵坐标，浓度C 为横坐标，绘制Pb，Cr，Cu，Co，Zn 元素的标准曲线，得到标准曲线方程及相关系数，相关系数不小于0.992。

2.4 样品分析结果

根据样品测定的吸光度及标准曲线方程得到各婴幼儿奶粉样品的含量见表3，选取的4 个婴幼儿奶粉样品中，有毒重金属Pb 均未检出。相对标准偏差RSD(n=3)为0.036 1% ～5.647%。

表3 样品中各元素的含量(μg/g)Table 3 The element content of samples

2.5 回收率与精密度

选取1 种婴幼儿奶粉样品做加标回收率实验，按1.3 节方法进行测定，得到回收率与RSD 值见表4，相对标准偏差RSD(n=5)为1.08% ～5.02%，样品回收率为97.2% ～105.3%。

表4 回收率与精密度Table 4 The recovery and precision

3 结论

选取国内外4 种品牌婴幼儿奶粉，微波消解对婴幼儿奶粉样品进行前处理，分析检测铅、铬、铜、钴、锌5 种重金属元素含量。此方法操作快速简单，准确度及精密度较高，有一定的可行性。

［1］ 吴淑泉，郑丽敏.婴幼儿营养及膳食［J］.中国保健营养，2012，22(12):4996.

［2］ 彭灿.婴幼儿奶粉中常量、微量元素及重金属污染物风险指标体系的建立［J］. 长沙:中南林业科技大学，2012.

［3］ 耿薇，郑敏燕，魏永生，等.ICP-AES 测定化学实验室自来水中重金属元素含量［J］. 化学工程师，2012(4):25-26.

［4］ 曹珺，赵丽娇，钟儒刚，等. 原子吸收光谱法测定食品中重金属含量的研究进展［J］. 食品科学，2012，33(7):304-309.