懸浮液進樣－石墨爐原子吸收光譜法測定茶葉中銅和鉛的溶出率

張換平，王書紅，張 盼，杜 慧，田大勇

（安陽工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，安陽455000）

茶葉含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如氨基酸、多糖、蛋白質(zhì)以及多種人體必須的微量元素（如銅、鐵、鋅等），具有多種臨床藥理作用及保健功效。環(huán)境污染可能導(dǎo)致茶葉中一些重金屬元素含量過高，茶葉通常不直接食用，而是經(jīng)水浸泡后飲用，茶葉中重金屬元素在浸泡過程中能從茶葉中溶出，通過飲用，被人體攝入。茶葉中重金屬元素的含量不能作為衛(wèi)生學(xué)評價的依據(jù)，必須對茶葉中各元素的含量和其在茶水中的溶出量同時考查才有意義。關(guān)于茶葉中微量元素的測定有很多報道［1－10］，茶葉中微量元素溶出率的研究也有一些報道［11－18］，未見將懸浮進樣與石墨爐原子吸收光譜法結(jié)合測定茶葉中重金屬溶出率的研究報道。本工作以市場購買的茶葉為研究對象，通過優(yōu)化懸浮液穩(wěn)定條件，采用1.5g·L－1瓊脂溶液和硝酸（2＋98）溶液為懸浮劑，將茶葉粉末用超聲清洗器超聲30min制成穩(wěn)定的懸浮液后，采用石墨爐原子吸收光譜法對茶葉中銅和鉛總含量進行測定，通過模擬民間飲茶泡茶過程，采用石墨爐原子吸收光譜法測定茶水中銅和鉛含量，進而計算茶葉中銅和鉛的溶出率。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

AA240型原子吸收光譜儀，配PSD－120型自動進樣器、熱解涂層石墨管和銅、鉛空心陰極燈；0.45μm微孔濾膜；KQ－250B型超聲波清洗器；摩爾基因型1810i純水機。

銅和鉛標準儲備溶液：1.000mg·L－1，分別用CuSO4·5H2O和Pb（NO3）2配制，使用時稀釋至所需質(zhì)量濃度。

瓊脂溶液：2.0g·L－1，用瓊脂粉配制，使用時稀釋成所需質(zhì)量濃度。

氬氣純度為99.99%，硝酸為優(yōu)級純，其余試劑為分析純，試驗用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1）測定銅元素條件 波長324.8nm，光譜通帶寬度0.5nm，燈電流3mA，進樣量20μL，原子化時停氣，氘燈扣除背景吸收，石墨爐工作條件見表1。

2）測定鉛元素條件 波長283.3nm，光譜通帶寬度0.5nm，燈電流9mA，進樣量20μL，原子化時停氣，氘燈扣除背景吸收，石墨爐工作條件見表1。

表1 石墨爐工作條件Tab.1 Work conditions of graphite furnace

1.3 試驗方法

1.3.1 茶水的制備

稱取茶葉樣品5.000g置于250mL燒杯中，加100℃水200mL浸泡30min，過濾，除去濾渣，將濾液濃縮至100mL后待測。

1.3.2 茶葉懸浮液的制備

稱取足夠量的茶葉樣品，粉碎、研磨、過0.074mm篩。稱 取 茶 葉 粉 末 0.040 0g，加 入1.5g·L－1瓊脂溶液5mL，硝酸（2＋98）溶液1mL，轉(zhuǎn)移至10mL比色管中，用水定容，超聲30min，取出后振蕩搖勻，待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 懸浮液穩(wěn)定條件的優(yōu)化

2.1.1 介質(zhì)酸用量

稱取5份茶葉粉末0.040 0g于10mL比色管中，各加入1.5g·L－1瓊脂溶液5mL，分別加入硝酸（2＋98）溶液0，1，2，3，4mL，用水定容，搖勻，超聲30min。取出后適當輕微振蕩搖勻，靜置觀察其穩(wěn)定性。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，懸浮液穩(wěn)定時間依次為10，35，20，10，10min。因此，當加入硝酸（2＋98）溶液1mL時，懸浮液穩(wěn)定時間最長。

2.1.2 瓊脂溶液用量

稱取3份茶葉粉末0.040 0g于10mL比色管中，各加入硝酸（2＋98）溶液1mL，分別加入1.0，1.5，2.0g·L－1瓊脂溶液5mL，用水定容，搖勻，超聲30min。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加入1.0g·L－1瓊脂溶液的樣品溶液不穩(wěn)定，搖勻后1min內(nèi)就出現(xiàn)沉降；加入2.0g·L－1瓊脂溶液的樣品溶液較穩(wěn)定，靜置45min后仍能保持穩(wěn)定狀態(tài)，但由于瓊脂溶液濃度較大，樣品溶液較黏稠，影響石墨爐進樣時的測量效果；而加入1.5g·L－1瓊脂溶液的樣品溶液能穩(wěn)定30min左右。綜合考慮，試驗選擇濃度為1.5g·L－1瓊脂溶液5mL作為樣品穩(wěn)定劑。

2.1.3 超聲時間

試驗發(fā)現(xiàn)：手工搖晃振蕩與超聲處理相比較，即使振蕩的力度很大、時間很長，也不能形成較穩(wěn)定的懸浮液，而超聲處理可以形成較穩(wěn)定的懸浮液；但超聲處理時間長短不同，穩(wěn)定效果也不相同。超聲5min或10min時，懸浮液穩(wěn)定時間較短，均在5min之內(nèi)出現(xiàn)上層清液；超聲15，20，25min時，懸浮液能維持20min左右；當超聲30min以上時，懸浮液可以穩(wěn)定30min左右。試驗選擇超聲30min。

2.2 標準曲線與檢出限

在確定的儀器工作條件下，分別用標準溶液制作標準曲線及標準加入法作校準，發(fā)現(xiàn)二者的斜率一致，說明可以采用標準曲線來進行懸浮液樣品及茶水樣品中銅和鉛的測定。以各元素標準溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標，以吸光度為縱坐標繪制標準曲線。

對空白溶液進行11次平行測定，計算各元素測定值的標準偏差σ及標準曲線的斜率s，以3σ／s計算檢出限。銅和鉛的線性參數(shù)及檢出限見表2。

表2 線性參數(shù)與檢出限Tab.2 Linearity parameters and detection limits

由表2可知：銅和鉛的檢出限分別為0.28，1.86pg，滿足茶葉中重金屬元素含量測定的要求。

2.3 精密度試驗

按試驗方法對茶葉懸浮液進行測定，計算其相對標準偏差（RSD），其結(jié)果見表3。

表3 精密度試驗結(jié)果（n＝6）Tab.3 Results of test for precision（n＝6）

由表3可知：RSD均小于10%，說明該方法精密度較高。

2.4 加標回收試驗

按試驗方法對茶葉懸浮液進行加標回收試驗，測得結(jié)果見表4。

表4 回收試驗結(jié)果Tab.4 Results of test for recovery

由表4可知：方法回收率在102%～106%之間，說明該方法具有較高的準確度。

2.5 樣品分析

將待測樣品按試驗方法配好溶液后進行測定，以茶水中元素含量與懸浮液中元素含量的比值計算溶出率，結(jié)果見表5。

表5 樣品分析結(jié)果Tab.5 Analytical results of samples

我國茶葉衛(wèi)生標準中，銅限量為30mg·kg－1，鉛限量為5mg·kg－1。該茶葉樣品中的鉛、銅含量都符合國家標準。

本工作通過優(yōu)化懸浮液穩(wěn)定條件，采用懸浮進樣－石墨爐原子吸收光譜法測定茶葉中銅和鉛總含量，通過模擬飲茶泡茶過程，采用石墨爐原子吸收光譜法測定茶水中銅和鉛含量，進而計算出茶葉中銅和鉛的溶出率分別為26.7%，7.6%。該方法不用進行樣品消解，避免了樣品損失和污染，極大地簡化了步驟，本法具有較高的精密度和準確度，檢出限低，靈敏度高，可為茶葉中重金屬離子溶出量的測定提供一種安全、可靠的方法。

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