石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定蔬菜中微量鉛的研究

趙 美

（榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化工系，陜西 榆林 719000）

蔬菜中的鉛類重金屬物質(zhì)一般來(lái)源于化肥、農(nóng)藥、灌溉用水以及土壤中[1]，現(xiàn)階段可供選擇的鉛類物質(zhì)檢測(cè)方法主要有原子熒光光譜法、離子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法等[2]，但這些方法均不同程度地存在樣品利用效率低、檢測(cè)成本高、精確度不足等方面的問(wèn)題[3]。石墨爐原子吸收光譜法在痕量和超痕量分析中有著十分廣泛的應(yīng)用，具有可分析元素范圍廣、升溫速度快、用樣量小、檢測(cè)成本低等方面的優(yōu)勢(shì)[4]。因此，本次研究通過(guò)石墨爐原子吸收光譜技術(shù)對(duì)購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的大白菜進(jìn)行檢測(cè)，分析該作物樣本中鉛的含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

鉛空心陰極燈（北京東西分析儀器有限公司）；AS-500 型石墨爐自動(dòng)進(jìn)樣器（北京東西分析儀器有限公司）；AA-7020 型原子吸收分光光度計(jì)（北京東西分析儀器有限公司）。

H2SO4（GR 西安化學(xué)試劑廠）；HNO3（GR 西安化學(xué)試劑廠）；Ni（NO3）2（西安化學(xué)試劑廠）；NH4H2PO4（天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠）；H2O2（30% 天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠）；Pb 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠）。

1.2 儀器參數(shù)的設(shè)定

（1）基本工作條件 石墨爐原子吸收工作條件具體如下：波長(zhǎng)283.3nm；燈電流2mA；帶寬0.4nm；氣體流速80mL·min-1；計(jì)算方式：峰高；進(jìn)樣體積20μL[5]。

石墨爐升溫程序 干燥120℃，斜坡升溫時(shí)間5s，維持時(shí)間30s；灰化時(shí)間待定，斜坡升溫時(shí)間10s，維持時(shí)間30s；原子化時(shí)間待定，斜坡升溫時(shí)間0s，維持時(shí)間 5s；凈化 2300℃，斜坡升溫時(shí)間 0s，維持時(shí)間4s[6]。

（2）灰化溫度的選擇 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，灰化是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的處理步驟，其主要目的在于去除樣品中的共存物質(zhì)并降低分子吸收，避免待分析元素受到損失[7]。若所設(shè)定的灰化溫度過(guò)低，則會(huì)出現(xiàn)基體干擾，若灰化溫度過(guò)高，則會(huì)出現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)原子化的問(wèn)題，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和靈敏度。因此，對(duì)于灰化溫度的設(shè)定，要求在不損失待測(cè)定元素的情況下盡可能提高灰化溫度[8]。本次研究采用濃度為30ng·mL-1的Pb 標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)觀察分析灰化溫度與測(cè)定結(jié)果之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 灰化溫度與吸光度關(guān)系曲線Fig.1 Relation curve between ashing temperature and absorbance

經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度不變的情況下，吸光度會(huì)隨著灰化溫度的變化而變化，Pb 的最佳灰化溫度為700℃。本次研究采用斜坡升溫方式，可以完成復(fù)雜基體的完全逸出。

（3）原子化溫度的選擇 原子化的作用在于，在溫度較高的情況下促進(jìn)樣本中待分析元素的原子化，使其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的基態(tài)原子，盡可能降低氣相物理化學(xué)干擾。若原子化溫度過(guò)低，將會(huì)造成待分析元素原子化不完全，進(jìn)而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度和靈敏度[9]。在原子化溫度過(guò)高的情況下，則會(huì)對(duì)石墨爐的使用壽命造成影響，增加檢測(cè)成本，同時(shí)也會(huì)造成金屬原子的激發(fā)和電離，降低原子化效率，同樣會(huì)影響到測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和靈敏度[10]。因此，本次研究采用濃度為30ng·mL-1的Pb 標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)觀察分析原子化溫度與測(cè)定結(jié)果之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 原子化溫度與吸光度關(guān)系曲線Fig.2 Relation curve between atomization temperature and absorbance

經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度不變的情況下，吸光度會(huì)隨著原子化溫度的變化而變化，Pb 的最佳原子化溫度為2200℃。

1.3 實(shí)驗(yàn)操作流程

用自來(lái)水沖洗當(dāng)?shù)刭?gòu)買的大白菜，將白菜表面的雜質(zhì)和浮灰除凈，再用蒸餾水沖洗干凈，在樣本中取一片菜葉并將其置于75～80℃環(huán)境中烘至恒重，經(jīng)粉碎后置于干燥器中。稱取2g 經(jīng)過(guò)處理后的樣本，放入三角燒瓶中，并放入數(shù)粒玻璃珠，再加入比例為1∶5 的H2SO4-HNO3混合酸30mL，封閉后靜置一夜，在電爐上將其緩慢加熱至淡黃色[11]，加入2mL H2O2繼續(xù)加熱，直至冒出大量白煙[12]，消化液無(wú)色透明。將經(jīng)過(guò)處理后的溶液放冷移入50mL 容量瓶中，用雙蒸水定容至刻度，搖勻。除此之外，還需要建立一份對(duì)照組樣品，利用石墨爐對(duì)樣品中鉛元素的吸光度進(jìn)行測(cè)定，再通過(guò)儀器廠商所提供的軟件對(duì)鉛含量進(jìn)行計(jì)算[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

本次研究稱取4 份大白菜樣本，通過(guò)已經(jīng)確定好的處理方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)8 次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 大白菜樣本中鉛含量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Experimental results of lead content in cabbage samples

經(jīng)計(jì)算，8 份樣本的平均鉛含量為0.0478mg·kg-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD=3.05%，測(cè)量精度符合預(yù)期。

2.2 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

等量稱取3 份大白菜樣本，通過(guò)已經(jīng)確定好的方法對(duì)樣本進(jìn)行處理，分別將其置于50mL 容量瓶中，并加入標(biāo)準(zhǔn)溶液定容，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Experimental results of spiked recovery rate

3 結(jié)論

本次研究，詳細(xì)介紹了石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定蔬菜中微量鉛的具體方法，重點(diǎn)對(duì)灰化溫度和原子化溫度進(jìn)行確定。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，Pb 的最佳灰化溫度為700℃，最佳原子化溫度為2200℃，大白菜樣本中鉛含量約為0.0478mg·kg-1。在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確度檢驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)本次研究所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了112.8%的回收率水平，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD=3.05%（n=8），準(zhǔn)確性水平符合預(yù)期。該檢測(cè)方法靈敏度高，并且具有快速、簡(jiǎn)便、成本低等方面的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用價(jià)值值得推廣。