大米中鉛含量快速檢測(cè)方法的研究

鮑會(huì)梅（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安223003）

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大米中鉛含量快速檢測(cè)方法的研究

鮑會(huì)梅
（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安223003）

摘要：為了探究大米中鉛含量檢測(cè)的最優(yōu)方法。研究石墨爐原子吸收光譜法檢測(cè)大米中鉛的含量。大米中鉛含量為0.0175mg/kg，RSD為1.28%，回收率為98.05%。探究了石墨爐原子吸收光譜法的最優(yōu)條件為：最佳波長(zhǎng)為260 nm，硝酸最優(yōu)濃度為0.5 mol/L，最優(yōu)基本改進(jìn)劑為磷酸二氫銨，灰化溫度為1 000℃，石墨爐清除溫度2 800℃，采用90、110℃二級(jí)干燥法是最優(yōu)的。該方法簡(jiǎn)便可行，可以滿足檢測(cè)需要。

關(guān)鍵詞：大米；鉛含量；石墨爐原子吸收光譜法

鉛是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號(hào)為Pb，原子序數(shù)為82，金屬鉛是藍(lán)白色重金屬，質(zhì)柔軟，延性弱，展性強(qiáng)。空氣中表面易氧化而失去光澤[1]。

目前，鉛在糧食中的危害問題日益突出，嚴(yán)重影響了糧食的品質(zhì)。世界許多國(guó)家和組織都對(duì)食品、藥品、化妝品中的限量均做出了嚴(yán)格的規(guī)定[2]。在我國(guó)糧食組織中鉛殘留量最大限值為0.2 mg/kg。因此，加快對(duì)糧食中鉛含量的檢測(cè)與研究，已經(jīng)成為我國(guó)糧食科學(xué)與食品安全的重要任務(wù)[3]。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中鉛的測(cè)定方法有：石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定，方波陽(yáng)極溶出伏安法、碳納米管法、火焰原子吸收光譜等[4]。相對(duì)其他的研究方法，石墨爐原子吸收光譜法具有效率更高，試樣用量小，分析試樣范圍廣的這些優(yōu)點(diǎn)，所以本文運(yùn)用國(guó)標(biāo)第一法石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定對(duì)大米中鉛的最佳檢測(cè)條件和影響進(jìn)行探討，從而證明該方法準(zhǔn)確、快捷，是測(cè)定鉛的理想方法。

1材料與方法

1.1主要儀器

日立Z一8000型原子吸收分光光度計(jì)、鉛空心陰極燈：日立公司制；熱解石墨爐：甘肅省拓普化工總公司。

石墨爐操作程序條件為：波長(zhǎng)260 nm，讀數(shù)方式為峰面積積分。石墨爐操作程序條件見表1。

表1石墨爐操作程序條件Table 1 Operating procedure of graphite furnace

1.2試劑與材料

硝酸；磷酸；高氯酸，過氧化氫（30 %）；基體改進(jìn)劑為磷酸二氫銨溶液（10 g/L）；

鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液（此溶液每毫升含10 mg鉛）。以上試驗(yàn)用的試劑均為分析純。

大米：購(gòu)于淮安城南農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.3方法

樣品消化：將采購(gòu)來的大米樣品用研缽磨成粉末狀，過60目篩，用80℃干燥4 h，稍冷卻置于干燥器中備用，準(zhǔn)確稱取大米粉1.000 0 g，放置于高壓釜內(nèi)，加入5 mL濃硝酸，套上消化器外套，擰緊，放入室溫的遠(yuǎn)紅外干燥箱內(nèi)，1小時(shí)升溫到150℃，恒溫30 min，取出冷至室溫，將消化罐內(nèi)消化液移入已加2.5 mL、1 %磷酸二氫銨的25 mL硬質(zhì)刻度試管中，用去離子水稀釋至刻度，移入聚乙烯瓶中，保存?zhèn)錅y(cè)試用。

1.3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

采用0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mg/mL濃度的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行對(duì)鉛的吸光度的測(cè)定。

1.3.2試樣的測(cè)定

分別吸取樣液和試劑空白液10 mL注入石墨爐分別測(cè)得其吸光值，帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣液中鉛的含量。

式中：X為樣品中鉛的含量，mg/kg；A1為測(cè)定用樣品消化液中鉛的含量，mg；A2為試劑空白液中鉛的含量，mg；m為樣品質(zhì)量，g；V1為樣品消化液的總體積，mL；V2為測(cè)定用樣品消化液體積，mL。

1.4石墨爐原子吸收光譜法中影響因素的探討

1.4.1最佳波長(zhǎng)的選擇

吸光度受測(cè)定波長(zhǎng)的影響，本文探討了測(cè)定波長(zhǎng)在235、242、249、255、264、273 nm時(shí)對(duì)吸光度的影響。

1.4.2硝酸濃度的選擇

硝酸濃度對(duì)鉛吸收信號(hào)的大小影響顯著，本文探討了硝酸濃度在0.1、0.3、0.5、0.7 mol/L對(duì)吸光度的影響。

1.4.3基體改進(jìn)劑的選擇

測(cè)定結(jié)果受溶液溫度的影響，吸光度隨測(cè)定液溫度升高而減少。鉛屬較易揮發(fā)的元素，實(shí)驗(yàn)選擇磷酸二氫銨為基體改進(jìn)劑。

1.4.4灰化溫度的選擇

吸光度受灰化溫度的的影響，本文討論了在500、600、700、800、900、1 000、1 100、1 200、1 300℃的溫度和吸光度之間的關(guān)系，測(cè)定不同灰化溫度下鉛的吸光度值。

1.4.5石墨爐清除溫度的選擇

吸光度受石墨爐清除溫度的影響，本文討論了石墨爐最優(yōu)溫度的影響。

1.4.6最優(yōu)干燥溫度

吸光度受干燥溫度的影響，本文討論了90、110℃兩個(gè)干燥溫度的影響。

2結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

利用自動(dòng)取樣器，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的工作溶液進(jìn)行稀釋之后進(jìn)樣，繪制鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表2鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度與吸光度Table 2 Lead standard concentration and absorbance

圖1鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of lead

由圖1可知道，回歸方程為y=0.196x+0.012，相關(guān)系數(shù)為R2= 0.998 0帶入實(shí)驗(yàn)方法中公式，經(jīng)計(jì)算得樣品中鉛濃度為0.017 5 mg/kg。

2.2方法的精密度和準(zhǔn)確度

2.2.1精密度實(shí)驗(yàn)

為了考察分析結(jié)果的可靠性，按照實(shí)驗(yàn)處理方法重復(fù)測(cè)定6次做精密度實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果見表3。

由表3可知，6次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.001 5，平均值是0.1176，得出石墨爐原子吸收光譜法RSD為1.28 %。

2.2.2回收率實(shí)驗(yàn)

以空白樣品為基底，添加不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在樣品中重復(fù)6次加標(biāo)樣，對(duì)石墨爐原子吸收光譜法回收率進(jìn)行檢測(cè)，得到數(shù)據(jù)見表4。

表3方法精密度實(shí)驗(yàn)Table 3 Method precision experiment

表4回收率測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Experimental results of recovery rate

由表4可知，石墨爐原子吸收光譜法回收率為98.05 %，回收效果很好。

2.3石墨爐原子吸收光譜法最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇

2.3.1最佳波長(zhǎng)的選擇

含鉛溶液的吸收曲線。如圖2所示。

圖2波長(zhǎng)與吸光度關(guān)系曲線圖Fig.2 Curve of wavelength and absorbance

由圖2可知，在235 nm波長(zhǎng)到260 nm波長(zhǎng)是呈上升趨勢(shì)，在260 nm波長(zhǎng)到273 nm波長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，由圖還可以看出，石墨爐原子吸收光譜法最佳波長(zhǎng)是260 nm。

2.3.2硝酸濃度的選擇

本文探討了硝酸濃度在0.1、0.3、0.5、0.7 mol/L對(duì)回收率影響。得到數(shù)據(jù)見表5。

表5硝酸濃度對(duì)回收率的影響Table 5 Effect of nitrate concentration on recovery rate

由表5可知，硝酸濃度最優(yōu)選擇是0.5 mol/L，它的回收率最接近100 %。因此本文選用0.5 mol/L的硝酸。

2.3.3基體改進(jìn)劑的選擇

鉛屬較易揮發(fā)的元素。在不加基體改進(jìn)劑的情況下，鉛在600℃有灰化損失，加入合適的基體改進(jìn)劑可適當(dāng)提高灰化溫度，有利于原子灰化，同時(shí)也克服或降低待測(cè)元素的揮發(fā)損失，而提高灰化溫度，從而達(dá)到消除干擾的目的。試驗(yàn)選擇磷酸二氫銨作為鉛的基體改進(jìn)劑，將鉛的灰化溫度分別提高到800℃，而鉛無(wú)損失，故實(shí)驗(yàn)選擇磷酸二氫銨為基體改進(jìn)劑。

2.3.4灰化溫度的選擇

在500℃～1 300℃溫度范圍內(nèi)，測(cè)定不同灰化溫度下鉛的吸光度值。圖3是在不同灰化溫度下測(cè)定的曲線圖。

由圖3可見，吸光度在灰化溫度是1 000℃時(shí)最大，1 000℃灰化溫度之后吸光值呈下降趨勢(shì)，灰化溫度提高到1 000℃，可以降低基體組分對(duì)被測(cè)元素的干擾。因此本文選用了最優(yōu)灰化溫度為1 000℃。

2.3.5石墨爐清除溫度的選擇

鉛元素屬于易揮發(fā)元素，當(dāng)石墨爐清除溫度高于2 800℃時(shí)即可以造成鉛的一些揮發(fā)損失，但是在2 800℃的石墨爐清除溫度以下時(shí)，仍然不能完全有效的去除基體的干擾，背景吸收仍較高。因此，本文選擇石墨爐清除溫度為2 800℃。

2.3.6石墨爐干燥溫度的選擇

石墨爐干燥溫度的選擇與樣品粘滯性、基體成分進(jìn)樣量有關(guān)。采用90、110℃兩個(gè)溫度的干燥法。找到最佳干燥溫度的依據(jù)是：石墨爐升溫程序中干燥步驟開始的5 s~10 s期間，將觀察鏡放到石墨管進(jìn)樣口的上方，如果鏡面上出現(xiàn)一些水珠，則表明溶劑已被蒸出；升溫程序中干燥步驟結(jié)束前10 s內(nèi)，以同樣方法觀察，若鏡面上不出現(xiàn)水珠，就表明溶劑已被蒸干。采用90、110℃二級(jí)干燥法是最優(yōu)的。

3　結(jié)論

石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定樣品中的鉛含量為0.017 5 mg/kg，測(cè)定結(jié)果在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。該法測(cè)定儲(chǔ)糧中鉛含量的回收率為98.05 %，回收率高；測(cè)定結(jié)果的RSD為1.28 %，精確度高，因此本文選用石墨爐原子吸收光譜法。本文進(jìn)一步對(duì)石墨爐原子吸收光譜法中最佳波長(zhǎng)、硝酸濃度、基體改進(jìn)劑、灰化溫度等影響實(shí)驗(yàn)條件的因素進(jìn)行討論，得出最佳實(shí)驗(yàn)條件：最佳波長(zhǎng)為260 nm，硝酸最優(yōu)濃度為0.5 mol/L，最優(yōu)基本改進(jìn)劑為磷酸二氫銨，灰化溫度為1 000℃，石墨爐清除溫度2 800℃，采用90、110℃二級(jí)干燥法是最優(yōu)的。

通過以上的實(shí)驗(yàn)得出：石墨爐原子吸收光譜法回收率高、精確度高，技術(shù)水平相對(duì)來講要求不高，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。石墨爐原子吸收光譜法檢測(cè)相對(duì)快捷、有效，且同時(shí)達(dá)到定量的目的，可靠性好，能精確檢測(cè)出大米中鉛含量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張昆侖,陳曉明,楊彥國(guó),等.石墨爐原子吸收法測(cè)定全血中鉛含量的應(yīng)用[J].大家健康報(bào),2014,8(4):70-70

[2]季梅.鉛測(cè)定方法的研究進(jìn)展[J].預(yù)防醫(yī)學(xué)論壇,2010,16(6):551

[3]羅艷玲.石墨爐原子吸收測(cè)定大米中的鉛不確定度評(píng)定[J].糧油食品科技,2014,22(1):76-77

[4]殷賀峰,趙建莊,路錦繡.原子吸收分光光度計(jì)石墨爐方法測(cè)定出口大米中鉛、鎘的含量[J].寧夏醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),1996,18(2):22-26

官評(píng)價(jià)。結(jié)果得出不進(jìn)行滅菌處理的對(duì)照組樣品在貯藏20 d后已經(jīng)腐敗變質(zhì)，不能夠成為商品。經(jīng)過超高壓處理的樣品60 d后總酸0.59 g/100 g、食鹽5.46 g/100 g、還原糖4.23 g/100 g、亞硝酸鹽2.96 g/kg、氨基酸態(tài)氮0.25 g/100 g理化指標(biāo)均符合醬腌菜衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和大腸菌群數(shù)量≤30（MPN/100 g），并且色澤鮮亮，組織脆嫩，滋氣味良好，感官評(píng)分達(dá)到70分，保持了醬腌菜的色、香、味和營(yíng)養(yǎng)元素，延長(zhǎng)了醬腌菜的保質(zhì)期和貨架期。

Study on Detection Method of Lead Content in Rice

BAO Hui-mei
（Jiangsu Food Pharmaceutical Science College，Huai'an 223003，Jiangsu，China）

Abstract：To explore the optimal method for determination of lead content in rice，the content of graphite furnace atomic absorption spectrometry determination of lead in rice was studied. Lead content in rice was 0.017 5 mg/kg，RSD was 1.28 %，the recovery rate was 98.05 %. This paper explored the optimal conditions by graphite furnace atomic absorption spectrometry was：the best wavelength was 260 nm，the optimum concentration of nitric acid for 0.5 mol/L，optimal modifier for two ammonium hydrogen phosphate，ashing temperature was 1 000℃，graphite furnace cleaning temperature 2 800℃，the optimum drying temperature to a temperature of 90，two- 110℃. The method was simple and feasible，and can meet the test requirements.

Key words：rice；lead；graphite furnace atomic absorption spectrometry

收稿日期：2014-08-09

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.02.041

作者簡(jiǎn)介：鮑會(huì)梅（1974—），女（漢），副教授，碩士，主要從事食品理化檢驗(yàn)教學(xué)工作。