石墨炉原子吸收法测定陶瓷制品中铜的迁移量*

于京令 郭志勇

(1 许昌市产品质量检验检测与研究中心 河南 许昌 461000)

(2 国家市场监管重点实验室(陶瓷制品有害物质分析与评估) 河南 许昌 461000)

陶瓷制品在我们的日常生活中应用广泛,日用陶瓷的使用安全问题一直是大家关注的重点,因其在使用时需要和食物直接接触,会有多种元素直接迁移出而被使用者摄入,直接对人的健康造成影响。其中铜元素含量低时对人体有益,含量过高会影响人体健康。目前测定铜的迁移量较多使用ICP-MS,但此设备价值高,检验成本也高,而石墨炉原子吸收法测定铜具有高灵敏度,操作简便,设备普及率广等优点。所以笔者依据GB 31604.1-2015食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则[1]将对石墨炉原子吸收法测定铜的实验方法进行研究探讨,给出一种可行的测试方法和条件。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

德国耶拿-ZEEnit700P型原子吸收光谱仪,铜空心阴极灯(德国耶拿),1 000μg/mL铜标准储备液(国家有色金属及电子材料分析测试中心),冰醋酸(优级纯),硝酸镁(优级纯),硝酸铅(摩尔溶液),超纯水。

1.2 仪器工作条件

波长324.8 n m,狭缝宽度0.8 n m,元素灯电流2 mA,Zeeman2磁场模式,进样量为20μL。

1.3 标准曲线的绘制

以食物模拟物4%冰醋酸为空白,并用食物模拟物配置成标准系列溶液。系列浓度为0μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、40μg/L、80μg/L,不使用基体改进剂的情况下测得的吸光度。

校准曲线方程为:A=0.0094225C+0.0267700,相关系数r=0.9991。校准曲线如图1所示。

图1 校准曲线

2 实验过程讨论

2.1 基体改进剂的选择

实验选取了不使用基体改进剂和使用5μL 0.1%硝酸铅和0.05%硝酸镁混合基体改进剂,灰化温度1 100℃、原子化温度2 000℃,分别测试20μg/L 时的吸光度分别为0.219 3和0.217 4,信号图如图2和图3所示,由比较可知,使用基体改进剂和不使用基体改进剂吸光度改变不明显。

图2 使用基体改进剂信号图

图3 不使用基体改进剂信号图

2.2 灰化温度的选择

灰化阶段如果灰化温度过高,会造成灰化损失,灰化温度过低,共存物没有燃烧尽,会造成背景校正过度,实验中不使用基体改进剂,保持原子化温度2 000℃不变,在800～1 200℃测定吸光度,进行灰化温度的选择。

由图4可以看出,随着灰化温度的升高,吸光度增大,当温度超过1 100℃时,吸光度略微下降,所以实验选择1 100℃为灰化温度。

图4 灰化温度对吸光度的影响

2.3 原子化温度的选择

实验在不使用基体改进剂,灰化温度使用1 100℃,测试溶液浓度为40μg/L,测定原子化温度在1 800～2 200℃的吸光度。

由图5可得出,原子化温度在2 000℃之前,随着温度的升高吸光度值变大,在2 000℃到达最大值,然后随着温度继续升高吸光度值开始下降,所以实验选择2 000℃为原子化的最佳温度。

图5 原子化温度对吸光度的影响

3 实验结果的讨论

不使用基体改进剂,用以下石墨炉升温程序进行实验(见表1),试验结果依据GB/T 27417-2017合格评定 化学分析方法确认和验证指南[2]进行谈论。

表1 石墨炉升温程序

3.1 检出限(LOD)和定量限(LOQ)

以4%冰醋酸空白溶液连续进样11次测定吸光度,进样量20μL,测得检出限(LOD)为0.3μg/L,以3倍的检出限为定量限(LOQ),结果为0.9μg/L。

3.2 正确度

实验选取2种铜红釉样品,加入基质为食物模拟物(4%冰醋酸)标准物质进行加标实验。结果见表2。

表2 不同样品的加标回收率

由表2 可以看出,本方法的回收率在98.0%～105.0%,符合方法回收率偏差范围。

3.3 精密度

实验选取两种铜红釉样品进行7次测试,计算其相对标准偏差为5.3%和5.8%,满足分析测试要求。

笔者用石墨炉原子吸收法测试陶瓷制品中铜的迁移量进行测定,实验条件主要针对基质为4%冰醋酸时是否需要基体改进剂,以及对灰化温度和原子化问题的探讨,通过对实验结果的分析,可知在不需要添加基体改进剂,灰化温度为1 100℃,原子化温度在2 000℃时,能取得98.0%～105.0%的回收率,测试结果的变异系数(CV)5.8%满足实验室内变异系数的要求。本方法对检测设备要求低,分析结果令人满意。