微波消解－石墨炉原子吸收光谱法测定纸质食品接触材料中的铅含量

胡丽霞 周样元

铅是一种具有蓄积性的重金属有害物质，如果长期摄入并停留在人体不能被分解，就会影响人的神经系统，导致智力下降，还会对肝肾功能产生严重危害。目前，国家标准《GB 4806.8-2016 食品安全国家标准 食品接触用纸和纸板材料及制品》中规定，铅含量不得超过3.0mg/kg。

对于铅的测定，目前有GB 31604.34-2016规定的干法灰化-原子吸收光谱法，以及GB 31604.49-2016规定的微波消解、湿法高压消解-电感耦合等离子体质谱法等。相比干法灰化，微波消解具有消解速度快、消解能力强、溶剂用量少、回收率高、能批量消解等优点，电感耦合等离子体质谱法虽然能够同时测定多种重金属，但是其设备价格昂贵，并非所有机构都能购买，因此本实验采用的是微波消解-石墨炉原子吸收法，该方法消解效率高、结果回收率高。

一、实验部分

1.仪器与试剂。（1）仪器。微波消解仪（CME USA，MARS 240/50），原子吸收光谱仪（thermo，ICE 3500），超纯水系统（MERKCK MILIPORE Milli-Q）。（2）试剂。硝酸（优级纯EMSURE，65%），过氧化氢（30%，优级纯，国药集团化学试剂有限公司），铅标准物质（GBS 04-1742-2004，20A002-3，1000ug/mL，国家有色金属及电子材料化学试剂分析测试中心），纸样购于当地市场。

2.样品处理。将样品剪成约0.5×0.5cm大小，混合均匀，准确称取0.3000g（精确到0.1mg）于消解罐中，再加入浓硝酸6mL和30%过氧化氢2mL，浸泡10min后放入微波消解仪内进行消解，微波消解程序详见表1。消解结束后冷却至室温，打开盖子用少量超纯水清洗内盖并将洗液流入消解罐中，然后将消解罐放到赶酸仪上进行赶酸，直至消解罐中残留液剩余1mL左右。冷却后用超纯水将消解液转移到25mL容量瓶中定容，备用，同时做空白试验。

3.实验方法。样品经微波消解后，用铅元素的标准物质溶液配制系列标准工作溶液，用原子吸收分光光度计测定标准工作溶液、试样及试样空白的吸光度。以铅元素的质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线，并计算出试样中铅的含量。

二、结果与讨论

1.消解体系的优化。按照标准GB 31604.49-2016中要求，消解液为8mL的硝酸，采用微波消解仪厂家推荐的消解程序，结果发现有些样品很难消解完全。据有关文献显示，在硝酸中加入过氧化氢能大大提高硝酸的氧化能力，从而增加消解程度。本实验考察了在消解液8mL总量不变的条件下，硝酸和过氧化氢不同配比下纸样的消解程度，观察消解后消解液的情况。结果显示，硝酸和过氧化氢的体积比为6︰2时，消解后沉淀量最少、消解情况最好，因此选择硝酸与过氧化氢的最佳体积比为6︰2。

2.称样量的选择。按照标准称样量，将0.5g左右的样品进行消解后定容至50mL，实验过程中发现纸质制品接触材料的种类比较多，有些样品淋膜，有些外表面会有印刷，8mL的消解液很难把0.5g样品都消解完全。本实验在确保样品完全消解的前提下，将样品量定为0.3g，在最佳消解液和消解程序下，所有的样品都能消解完全。同时对照标准，将定容体积定为25mL。

3.消解程序的优化。微波程序的优化主要由仪器的功率和升温以及温度保持时间有关。（1）本实验选择的消解仪功率主要是根据消解罐的数量，一般实验肯定会超过8个消解罐，因此本实验采用功率1600W。（2）消解温度包括升温程序以及温度保持时间两部分，升温程序按照仪器厂商推荐的升温程序，最后的消解温度为185℃，在保持时间20min的条件下，并非所有的样品都能消解完全。经过不断优化，当消解温度为220℃、保持时间为20min时，所有样品都能消解完全，本实验的最佳消解条件详见表1。

4.线性范围。在测定条件下，利用1%硝酸介质将铅标准溶液配制成浓度为50ug/L的标准使用溶液，再利用石墨炉自动稀释成0.5ug/L、2ug/L、10ug/L、20ug/L、50ug/L的标准溶液，在优化的实验条件下，采集空白及标准溶液，线性相关系数R2=0.9982。

5.样品检测。按照上述建立的检测方法，采用石墨炉对纸吸管、汉堡纸、月饼包装纸等7个纸样的铅含量进行了测定，结果详见表2。结果显示，7种纸质食品接触材料的铅含量都符合国家对食品接触纸质材料的限量要求。

三、结论

本实验建立了微波消解-石墨爐原子吸收法测定纸质食品接触材料中铅含量的测定方法，并对消解体系、消解程序等进行了优化。该方法简便可靠，回收率是88%-104%，相对标准偏差是3.34%-4.75%。通过对实际样品进行测定，结果显示均符合国家标准要求，可为相关部门进行监管提供相应的基础数据。