微波消解原子荧光光度法测定粮食中汞的探讨

李 南

(云南省昆明市粮油饲料产品质量检验中心，云南 昆明 650100)



微波消解原子荧光光度法测定粮食中汞的探讨

李 南

(云南省昆明市粮油饲料产品质量检验中心，云南 昆明 650100)

摘要：利用微波消解原子荧光光度测定方法对粮食中汞元素的痕量测定方法进行了研究，对测定仪器的选择、测定条件的选择以及微波消解方法对样品的消解处理、微波消解光谱测定方法最佳参数的设定进行了实验测定与研究，研究表明：测定实验测得的粮食作物中汞含量数值与检验部分测得结果一致。

关键词：微波消解；原子荧光光度法；粮食；汞含量

1引言

该方法不仅可以解决由于汞的蒸发对环境造成的危害，也会节约测量过程中试剂的用量，能够在一定程度上将空白值降低，最大限度的保证结果的准确性。利用氰化物发生-原子荧光光谱法能够在一定程度上解决传统冷原子吸收光谱灵敏度较低以及线性范围较窄的缺陷。通过回收率实验以及对样品的测定，本方法具有测量汞金属含量准确、测量方法简单、测试敏感度较高以及测试时间较短等优点。

2实验与样品选择

2.1仪器

本方法所使用的微波消解仪器为北京吉天仪器有限公司提供的AFS-930型原子荧光光度计。该仪器的负高压为270 V，灯额定电流为30 mA，原子化温度为200 ℃，火焰高度约为8 mm，载气流速为400 mL/min，屏蔽气流速度为800 mL/min，进样的时间为10.0 s，进样的体积为1 mL，采用读峰面积的读数方式，读数时间为12 s，采用标准曲线法来进行测量(表1)。

表1　原子荧光(Hg)工作条件

2.2试剂

实验所选用的试剂包括优级纯的硝酸，30 %过氧化氢，浓度为5 g/L的氢氧化钾溶液，浓度为5 g/L的硼氢化钾溶液，在实验之前需要现用现配。

2.3样品选择与处理

取0.50 g的过目筛粉的大米至于消化罐内，加入2 mL 30 %的过氧化氢, 然后加入5 mL的硝酸，将罐盖合好，然后将消化罐置于微波消解系统中，然后设置粮食作物的最佳的消解条件，将样品消解完毕，在样品冷却后用水定量转移并将其定容为25 mL，将其混合均匀。

3实验结果与分析

3.1微波消解程序

本次选择微波消解仪为山东海能 TANK 型号，本研究选取大米作为样本，通过设计不同的消解程序来研究消解程度于消解程序之间的关系，通过实验数据发现大约取样0.50g的时候，加入2 mL30 %的过氧化氢，加入5 mL的硝酸，然后利用斜坡升压消解程序能够实现样品消解较好的效果(表2)。

3.2环境与温度条件

环境中的温度与湿度因素，会对汞的荧光强度产生影响使荧光特性不稳定，研究发现当温度在32 ℃，湿度80 %的条件下，浓度为1 ng/mL的汞溶液的荧光强度会产生约17 %的偏差，当温度为20 ℃，湿度50 %的情况下，相同浓度的汞溶液的荧光强度只会产生约1.8 %的偏差。冷原子荧光方法对汞测定具有灵敏度高的特点，但其记忆性是个大的问题，会导致整体的精度下降，当炉火温度为800～900 ℃，荧光原子的记忆性较小，精度相对较高，但灵敏度却产生约10倍的下降，如果选择200 ℃的炉温那么记忆性较小，可以防止水蒸气所产生的散射影响，灵敏度也能够达到相应的需求。

表2　微波消解程序

3.3反应介质的选择与酸度设置

本研究采用的是微波消解的方式，选择浓度不同的硝酸溶液，测量的结果显示，随着酸度的增加汞溶液的荧光强度会呈现一定程度的下降，在0.62～1.89 mol/L的酸性浓度下，汞溶液的荧光强度曲线具有一个平台，由于考虑到实验对于硝酸的消耗本文选择的硝酸的酸度为1.6 mol/L。

3.4KBH4的流速与浓度

在使用仪器测量的过程中，硼氢化钾溶液的浓度是有泵转速以及加液的时间来进行控制的，可以通过调节泵的运转速度为65 r/min，加液的时间一般在10 s的情况下，硼氢化钾的溶液刚好开始反应，实验表明硼氢化钾溶液的浓度对测定粮食中汞含量具有十分显著的影响，如果硼氢化钾溶液的浓度过低的话，会导致还原的能力较差，进而会造成灵敏度较低，而在硼氢化钾浓度较大的情况下则会产生大量的气体会将汞原子浓度稀释，最终会导致灵敏度的下降。

3.5载气流速与成分

载气流速以及载气成分也会对原子的荧光强度产生较大程度的影响，如果载气流速过高的话会对汞原子浓度产生较大的影响，而流速较低的话则会迅速的将氢化物带入到石英炉中，如果载气的纯度不高的话，在有氧气的状况下会造成荧光的猝灭对汞原子浓度也会产生影响会造成灵敏度的下降。

3.6汞的稳定性

由于汞在溶液中也相对不稳定，会吸附在其壁上，如果汞溶液浓度越低那么这种吸附的可能性越大，而溶液的酸度以及温度和贮存的时间也会对汞溶液的吸附作用具有十分重要的影响，在温度为5 ℃下1 ng/mL的汞溶液仅仅能够在硝酸溶液中存储24 h，因此汞溶液浓度需临用现配。

3.7测定方法的选择

本测定方法为GB5009.17_2003 ， 以吸光值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线,见图1。

图1　标准曲线

3.8检测限、线性范围与精度

测定的过程需要对空白的溶液进行测定，测量的次数选择为11次，且按照标准偏差一定的倍数进行相应的计算，检测的限值为0.005ng/mL，在汞溶液在0～50 ng/mL的范围内具体较好的线性的关系，线性系数可以达到0.9998，在该情况下对于一定浓度的汞标准溶液测定的相对偏差相对较小不到2 %(表3、表4)。

表3　检出线实验结果

表4　本文方法与国际标准方法偏差

本文将本方法与国际标准的方法进行了对比，实验一共选取了6组，实验样本包括小麦与大米，其中1、2、3样本为不同质量的小麦，4、5、6样本为不同质量的大米样品，通过测定结果与国际标准方法的对比可以看到相比偏差基本都在2 %以内。

3.9准确率与回收率

通过对大米中的含有汞的标志性物质进行汞含量的测量，汞含量测量的次数选择为6次，得到的结果与证书值接近，其中得到的变异系数约为21 %，并且还对样品进行加标的回收实验，实验的回收率经过测定达到了95 %以上，得到的测量结果往往较为可靠。实验的数据以及相应的结果如下表所示(表5)。

4结语

本文利用微波消解原子荧光光谱方法对粮食中的汞元素含量进行了测定，对测定仪器选择到测定试剂的确定以及测定环境条件参数设定进行了实验研究，在此基础上确定了利用该方法测定粮食中汞含量的标准化的方法以及经验化的参数，对于提高粮食作物中汞含量测定的准确率，提高测定的效率提供了参考。

表5　加标回收实验

参考文献：

[1]赵爱东,敦惠娟,赵永新,等.电感耦合等离子体发射光谱法测定痕量汞[J]. 分析化学，1997(12).

[2]谢明树,申世刚,梁淑轩.氧燃烧瓶分解冷原子吸收光谱法测定花肥中痕量汞[J]. 理化检验(化学分册)， 2008(07).

[3]张荣昌,董国臣,奚洪民,田野.痕量汞的催化动力学光度法测定[J]. 北华大学学报(自然科学版)， 2000(5).

收稿日期：2016-05-17

作者简介：李南(1969—)，女，工程师，主要从事粮油食品检测工作。

中图分类号：TS207

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)12-0255-02