石墨爐原子吸收法測定酒類中重金屬的峰形分析探討

蔣新雨

摘 要：本研究旨在探討石墨爐原子吸收法測定酒類中重金屬時(shí)遇到的峰形問題及解決經(jīng)驗(yàn)、方法總結(jié)，以期為酒類行業(yè)重金屬檢測提供實(shí)踐理論。

關(guān)鍵詞：酒類；石墨爐原子吸收法；峰形探討

中圖分類號：TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0088-02

酒作為一種重要的飲品，其產(chǎn)品質(zhì)量備受消費(fèi)者和企業(yè)的關(guān)注。根據(jù)我國2012年的食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)[1]，五糧液公司結(jié)合質(zhì)量管理要求，制定了更為嚴(yán)格的企業(yè)限量標(biāo)準(zhǔn)，其中對酒類中重金屬元素的檢測十分重視。石墨爐原子吸收光譜法以其靈敏度高、進(jìn)樣體積少、檢出限低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為酒類行業(yè)測定痕量金屬元素的方法首選，在具體的分析過程中，由于不同元素測定時(shí)儀器狀態(tài)的不同和白酒中有機(jī)成分復(fù)雜等因素，導(dǎo)致運(yùn)用石墨爐原子吸收法測量白酒中不同的重金屬元素時(shí)，出現(xiàn)了各種原子吸收峰形不正常的情況。然而，原子吸收峰形可以在一定程度上反應(yīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，所以原子吸收峰形是一個(gè)重要的衡量檢測結(jié)果的依據(jù)。本文將對酒類中出現(xiàn)的常見原子吸收異常峰形形成的原理進(jìn)行探討，總結(jié)在平時(shí)的檢測過程中積累的問題解決經(jīng)驗(yàn)和方法。

1 理想的圖

理想的峰形是呈正態(tài)分布，在原子化后0.5-1.5S后出現(xiàn)，上升沿陡直，下降能迅速回到基線，原子吸收基線與背景吸收基線基本重合（圖1所示）。

2 基線下降的峰形

在檢測酒類重金屬含量過程中，出現(xiàn)基線下降峰形（圖2所示）情況可能是：（1）石墨管管腔與光路沒有形成同心圓的正確關(guān)系，石墨管加熱時(shí)候位置發(fā)生了變化導(dǎo)致光強(qiáng)增大，根據(jù)比爾定律：吸光度A=-lgT=lg1/T，T=I/I0，I與I0分別是出射光強(qiáng)度和入射光強(qiáng)度，石墨爐未升溫前，石墨管管腔與光路沒有形成同心圓的正確關(guān)系，這時(shí)候儀器自動(dòng)調(diào)零，掩蓋了物理擋光的現(xiàn)象，當(dāng)儀器原子化時(shí)石墨管受熱膨脹，導(dǎo)致石墨管管腔變大，從而根據(jù)T=I/I0得出T增大，T增大導(dǎo)致1/T減小，從而產(chǎn)生吸光度A變小基線下降的情況?？梢酝ㄟ^檢查和清洗石墨管來處理。（2）當(dāng)更換石墨管后仍出現(xiàn)此現(xiàn)象，可考慮清洗或更換石墨錐來解決。

3 拖尾的峰形

引起拖尾峰形現(xiàn)象（圖3所示）原因：（1）原子化溫度過低所致，待測元素不能在原子化階段完全原子化，以適當(dāng)?shù)臏囟忍荻雀淖冊踊瘻囟鹊玫綗o拖峰峰形，以原子化程度最高的最低溫度為宜[2]。（2）檢測樣品未來得及完全原子化，致使原子化階段末端仍有待測元素進(jìn)行原子化。如果酒類中某種待測元素濃度過大也會出現(xiàn)此現(xiàn)象，可以通過在檢測濃度范圍內(nèi)稀釋樣品解決。（3）當(dāng)測量酒類中如鉻、鎳等高溫元素時(shí)，由于儀器原子化最高溫度條件的限制，導(dǎo)致出此峰形，可以增長原子化時(shí)間，由普遍的3-5s變?yōu)?-6s。

4 扁平峰形

引起扁平峰形（圖4所示）的原因：酒類分析中，如果待測元素在原子化階段溫度過低就會導(dǎo)致元素在原子化階段原子化效率偏低，峰形因而扁平，可通過增加原子化溫度提高原子化效率使峰形尖銳消除扁平峰。

5 雙峰峰形

引起雙峰峰形（圖5所示）原因：（1）某些酒類中的元素在灰化階段可與其基體成分形成兩種擁不同的原子化顯現(xiàn)溫度的化合物，導(dǎo)致出現(xiàn)吸收信號的時(shí)間不一樣，從而呈現(xiàn)雙峰峰形，可降低灰化溫度使其中一種化合物達(dá)不到合成溫度使雙峰消失，或者添加基體改進(jìn)劑并提高灰化溫度，讓基體改進(jìn)劑與酒類中的基體充分反應(yīng)，在灰化階段變成一種化合物進(jìn)入原子化階段而使雙峰消失。值得注意的是，在調(diào)整灰化溫度使雙峰變成單峰過程中應(yīng)該觀察變化后的吸光度是否正常，因?yàn)樘岣呋一瘻囟瓤赡軙?dǎo)致該元素部分損失而不能原子化，影響結(jié)果準(zhǔn)確性。（2）進(jìn)樣針在石墨管中的位置沒有調(diào)整正確，讓待測溶液一部分落在石墨管壁上，另一部分落在石墨管的平臺上，導(dǎo)致在石墨管中原子化階段升溫步調(diào)不一致而呈現(xiàn)雙峰峰形，調(diào)整進(jìn)樣針即可解決[3]。

6 背景峰先于樣品峰出現(xiàn)的峰形

引起背景峰先于樣品峰出現(xiàn)的峰形（圖6所示）原因：在灰化階段沒有盡可能的除去酒類基體干擾成分，從而導(dǎo)致在進(jìn)入原子化階段的時(shí)候，這些殘存的基體組分被釋放出來，就形成了背景峰先于樣品峰出現(xiàn)的情況。解決此現(xiàn)象可以首先從樣品前處理著手，通過稀釋或者消解處理樣品降低基體復(fù)雜程度，其次是加入基體改進(jìn)劑提高灰化溫度，讓樣品進(jìn)去原子化階段前最大程度去除基體干擾，避免出現(xiàn)背景峰先于樣品峰的現(xiàn)象[4]。這個(gè)過程中著重注意如酒類中砷、錫等低溫元素，在提高灰化溫度后極易造成元素?fù)p失，使原子化時(shí)吸光度大大降低影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

7 負(fù)峰峰形

引起負(fù)峰峰形（圖7所示）原因：待測酒中組分與基體改進(jìn)劑可能發(fā)生反應(yīng)生成新的化合物，致使原子化階段產(chǎn)生了背景校正誤差形成負(fù)峰如在原子吸收石墨爐法檢測一些葡萄酒鉛含量時(shí)常加入磷酸二氫銨作為基體改進(jìn)劑，但加入基體改進(jìn)劑磷酸二氫銨后有些酒樣品會形成負(fù)峰，去除基體改進(jìn)劑后這種峰形消失[5-6]。因此在遇到酒類重金屬檢測出現(xiàn)負(fù)峰時(shí)建議先試驗(yàn)去掉或者更換合適的基體改進(jìn)劑，優(yōu)化灰化溫度和原子化溫度，其次可以將樣品進(jìn)行消化前處理，再稀釋到合適的倍數(shù)，讓基體干擾減少到最小來去負(fù)峰。

在日常檢測過程中，原子吸收峰形能更直觀、更詳細(xì)、更具體的判斷分析過程中存在的問題，所以利用好峰形給出的信息，結(jié)合樣品本身的特性，優(yōu)化檢測方法，才能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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