微波消解-石墨炉原子吸收法测定配合饲料中的铅

那斯琴高娃,张慧萍,宋晓东

(内蒙古蒙牛乳业集团股份有限公司，内蒙 呼和浩特 011500)

铅属于三大重金属污染物之一，是一种严重危害人体健康的重金属元素，在长期摄入铅后，会对机体的血液系统、神经系统产生严重的损害，尤其对儿童健康和智能的危害产生难以逆转的影响。

随着现代工农业的发展，重金属污染日益加重，化肥的过量使用，工业废气，废水，废渣的排放，污染空气、土壤和水源，随着食物链进入动植物体内，致使乳制品受到这些污染的影响，污染来源之一是原料乳带入，原料乳由于动物饲料的污染，因此饲料中重金属的检测不容忽视。

目前饲料中铅含量的国标检测方法为GB/T 13080—2018火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法[1]。火焰原子吸收法检出限低不能满足检测要求，石墨炉原子吸收法前处理使用干法灰化，检测时间长，不能满足快速出具结果的需求。

本方法依据GB/T 13080—2018石墨炉原子吸收方法，采用微波消解法进行前处理，优化石墨炉仪器条件，缩短检测时间，确定了分析饲料中铅的最优条件，以其为食品安全风险监控方法提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 仪器

Z-2000原子吸收分光光度计；铅空心阴极灯,日本日立公司；微波消解仪,美国CEM MARS XPRESS。

1.2 试剂

硝酸，优级纯，北京化工厂；铅标准储备溶液，1.0 mg/ml，GBW08619,中国计量科学研究院。

铅标准使用液：10 μg/ml。试验中所有器皿均经(1+1)硝酸溶液浸泡过夜，再用水冲净后晾干备用。

硝酸溶液(0.5 mol/L):吸取3.6 ml硝酸，用水稀释至100 ml，混匀。

硝酸溶液(1+9):吸取5 ml硝酸，缓慢加入到45 ml水中，混匀。

磷酸二氢铵-硝酸钯溶液：称取0.02 g硝酸钯，加少量硝酸溶液(1+9)溶解后，再加入2 g磷酸二氢铵，溶解后用硝酸溶液(0.5 mol/L)定容至100 ml,混匀。

试验中所用水为超纯水(电阻值18.2MΩ)。

1.3 试验方法

1.3.1仪器工作条件

波长283.3 nm，狭缝0.4 nm，灯电流6.0 mA。干燥温度60～110℃，30 s；110～140℃，20 s；灰化温度500℃，35 s；原子化温度1 800℃，5 s；净化温度2 300℃，4 s。试样进样量20 μl,基体改进剂：10 μl[2]。

1.3.2样品预处理

称取0.2～0.8 g(精确至0.001 g)试样于微波消解罐中，缓慢加入5 ml硝酸、2 ml双氧水，静止约30 min，轻轻振摇混匀，在微波消解仪中进行消解。冷却后取出消解罐，在电热板上140～160℃赶酸至1 ml左右。冷却，将消解液转移至10 ml容量瓶中，用水定容，混匀。同时做试剂空白试验。微波消解仪条件见表1[3]。

表1 饲料微波消解条件

1.3.3标准系列溶液配制

在25 ml容量瓶中依次准确加入250 ng/ml铅标准使用液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 ml(相当于铅浓度0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 ng/ml),用0.5 mol/L硝酸定容至刻度，混匀。

1.3.4测定

将20 μl标准系列溶液、空白溶液、试样溶液，10 μl磷酸二氢铵-硝酸钯溶液注入原子吸收光谱仪中，测定铅的吸光度值，根据标准溶液浓度和吸光度值，仪器自动绘制出铅的标准曲线，根据标准曲线得到待测液中铅的浓度[4]。

2结果与分析

2.1 狭缝宽度的选择

选择狭缝宽度是以吸收线附近无干扰谱线存在并能够分开最靠近的非共振线为原则，适当放宽狭缝宽度，以增加检测的能量，提高信噪比和测定的稳定性。过小的狭缝通带使可利用的光强度减弱，不利于测定。本方法选择0.2、0.4、1.3等狭缝宽度，进行谱线搜索，确定最佳狭缝宽度为0.4 nm[5]。见图1。

图1 铅灯光谱图

2.2 干燥温度的选择

石墨炉升温程序中干燥阶段的参数设置是否合理，对是否能够得到最佳分析信号及最好精度是至关重要的。在分析过程中，对不同特性的样品，可能需要通过试验观察不同干燥时间及温度下所得结果，来找到最佳参数。样品必须恒定地沉积在热解石墨管或石墨管平台上，得以充分干燥而又不损失或浸入石墨管的石墨层内，因此作为方法研究的一个重要环节就是观察样品的干燥情况，以正确地设置干燥参数。本方法干燥温度采用程序升温方式，确定最佳干燥温度[6]。见表2。

表2 干燥条件

2.3 灰化温度的选择

在灰化阶段温度升到一定温度，尽可能多地除掉基体物质，同时不能使被分析元素受到损失。配制20 ng/ml铅标准溶液，在不同灰化温度下检测其吸光度，确定最佳灰化温度为500℃[7]。见表3、图2。

表3 灰化温度与吸光度

图2 灰化温度-吸光度曲线

2.4 原子化温度的选择

原子化阶段，温度从灰化温度迅速升到原子化高温状态，使灰化阶段所剩下的物质分解、蒸发，形成自由原子基态云，出现在光路中。原子化温度的高低，取决于被分析元素的挥发性，配制20 ng/ml铅标准溶液，在不同原子化温度下检测其吸光度，确定最佳原子化温度为1 800℃[8]。见图3、表4。

表4 原子化温度与吸光度

图3 原子化温度-吸光度曲线

2.5 标准曲线的绘制

测定铅标准系列溶液0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 ng/ml的吸光度。以标准系列溶液浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。铅标准曲线回归方程A=0.035C+0.004 7，相关系数为0.999 5。

表5 铅标准溶液浓度和吸光度

2.6 方法检出限

用空白样品连续测定20次铅吸光值，其标准偏差为0.001 8 ng/ml，标准曲线斜率为0.003 8。根据3倍标准偏差与对应的铅工作曲线斜率求出该方法铅的检出限为：0.001 4 mg/kg[9]。

2.7 精密度试验

精密度试验结果见表6。

表6 精密度试验

分别配制0.05、0.10、0.20 mg/kg低、中、高3个浓度铅回收率样品,每个浓度重复测定8次,相对标准偏差为4.63%～7.64%,精密度在分析方法要求之内。

2.8 回收率试验

应用本方法对饲料进行0.05、0.10、0.20 mg/kg水平下平行2次加标回收检测[10]，结果表明,回收率为90.0%～105.0%，符合方法要求。试验结果见表7。

表7 回收率试验结果

2.9 国标方法GB/T 13080—2017与本方法比对

应用国标方法GB/T 13080—2017和本方法分别对10份饲料样品进行检测，检测结果用t检验方法检验两种方法是否存在显著性差异。试验结果见表8。

表8 比对结果

3 结论

本研究采用微波消解前处理方式，缩短分析时间，显著提高工作效率并对石墨炉原子吸收仪器条件进行了优化，通过讨论狭缝宽度、干燥温度，绘制吸光度-灰化温度曲线和吸光度-原子化温度曲线来优选最佳仪器条件，进行了检出限、精密度和回收率等方法学研究,证实该方法精密度高、检出限低、准确度好,值得推广使用。

从表8可以看出t