不同前處理方法測定都勻毛尖茶鎘含量比較

魏興江

(六盤水市環境監測站, 貴州 六盤水 553000)

1 引言

根據國家茶葉衛生標準GB 9679—1988要求，按GB/T 5009．15—2003《食品中鎘的測定方法》操作，采用石墨爐原子吸收分光光度法進行鎘的測定[1]。在原子吸收光譜分析中，茶葉樣品必須進行預處理才能進行測定。樣品前處理的速度和方法選擇直接影響整個分析測定的效率。目前測定茶葉中的鎘前預處理方法有干灰化法[2]、硝酸—高氯酸法[2]。干灰化法耗時較長，需要特殊設備馬弗爐；硝酸—高氯酸法耗能量大，易蹦濺，同時處理的樣品少及過程不易控制，加樣回收率偏低[3]。采用鹽酸法處理其他樣品測定微量元素已有報道，但把這種方法用在處理茶葉，并且和干灰化法、硝酸—高氯酸法相比較還未見報道。本試驗采用干灰化法、鹽酸法[4]、硝酸—高氯酸法處理茶葉樣品測定微量元素鎘，進行精密度和準確度實驗，探究耗時短、操作方便、環保、低損耗的最佳前處理茶葉樣品的方法。

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試劑

儀器：日本島津AA-6300石墨爐原子吸收分光光度計；SX-4-10型馬弗爐；DL-I-15型封閉式電爐；電子天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)；DZF-6020型真空干燥箱(上海)；電熱板(湖北莫山國營無線電元件廠)。

試劑：濃鹽酸(GR)、高氯酸(GR)、鎘標準溶液、6 mol/LHCL、0.5 mol/LHNO3、1 mol/L HNO3、混酸(4份濃鹽酸+1份高氯酸)；所用的水均為去離子水。

2.2 工作曲線的繪制

吸取鎘標準儲備液(1000 mg/mL)5.00 mL于500 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸稀釋至標線，搖勻，得10 mg/mL鎘工作液。準確移取5.00 mL鎘工作液于500 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸稀釋到刻度，搖勻，含鎘100 μg/mL，此為鎘的標準使用液。準確移取鎘標準使用液10.00 mL于100 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，此溶液鎘的濃度為10 ng/mL。進一步稀釋成為含鎘量為2.0000、4.0000、6.0000、8.0000、10.0000 ng/mL 的標準溶液，各吸取20uL注入石墨爐測定其吸光度，并求出吸光度與濃度關系的一元線性回歸方程，待測元素標準曲線方程為(圖1)：Y=0.0533X-0.0247，相關系數R2=0.9999。

圖1 鎘標準曲線

2.3 試樣的制備及試驗方法

2.3.1 樣品的預處理

采集都勻市團山黃皮坡毛尖茶原葉樣品，粉碎過80目篩，置于樣品袋中備用。

2.3.2 干灰化法

分別稱取5份茶樣，每份2.0000 g茶樣于瓷柑竭中，先小火在可調式電爐上炭化至無煙，移入馬弗爐500 ℃灰化7 h時，冷卻。如果茶樣有未灰化成分，于瓷坩堝中再加2 mL混合酸在可調式電爐上小火加熱，直至樣品消化完全，放冷，用0.5 mol/L硝酸將灰分溶解，用滴管將試樣消化液過濾入(視消化液有無沉淀而定)25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌瓷坩堝，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。

2.3.3 濕式消解法

分別稱取5份茶樣，每份2.0000 g茶樣于250 mL錐形瓶中，放數粒玻璃珠，加10 mL混合酸，加蓋浸泡過夜(12 h)，加一小漏斗電爐上消解，變棕黑色，再加混合酸，直至冒白煙，消化液略帶黃色，放冷，用滴管將試樣消化液過濾人25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。

2.3.4 鹽酸消解法

分別稱取5份茶樣，每份2.0000 g茶樣于250 mL錐形瓶中，放數粒玻璃珠，加20 mL 4 mol/L HCL混合酸，加蓋浸泡過夜(12 h)，加一小漏斗電爐上消解1 h，變黑色，放冷，用滴管將試樣消化液過濾人50 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。

3 結果與分析

3.1 精密度實驗

采用干灰化法、硝酸—高氯酸法、鹽酸法處理樣品，分別進樣5次測定茶葉中Cd的含量，測定結果見表1。表1中數據表明，本試驗的相對標準偏差均在4%以內，說明本實驗的重現性好，測定結果可信，微量元素的測定可以采用上述3種方法。干灰化法測定Cd 的相對標準偏差與其他二種前處理方法處理樣品測定相應元素的相對標準偏差相近。結果表明，硝酸—高氯酸法、鹽酸法能達到國標法前處理水平[4]。

表1 不同前處理方法處理茶樣測得的Cd含量及相對標準偏差

3.2 不同前處理方法測定都勻毛尖茶樣品結果的比較

用干灰化法、硝酸- 高氯酸法、鹽酸法處理樣品，分別測茶樣中Cd的含量，測定結果見表2。

由表2可見，3種前處理方法處理茶樣樣品，測得的毛尖茶茶樣的結果近似相等。經F檢驗法檢驗，各處理方法之間不存在顯著性差異，即P>0.05。這表明對于測定毛尖茶中微量元素Cd的含量時，采用硝酸- 高氯酸法、鹽酸法二種樣品前處理方法，可以達到干灰化法同樣的效果。

表2 不同前處理方法處理茶樣測得的Cd含量

3.3 準確度實驗

準確稱取茶樣樣品2.0000 g進行3種方法的加標回收率實驗，測定結果見表3。

由表3數據可知：干灰化法測定Cd元素的回收率分別為79.46%～94.00%, 鹽酸法測定Cd元素的回收率為79.80%～97.26%，硝酸- 高氯酸濕法測定值為1.36%～62.76%，從這些結果來看，干灰化法、鹽酸法，這兩種前處理方法的加標回收率相近，均能達到實驗要求。

3.4 不同前處理方法所用時間、試劑量和儀器設備的比較

測定毛尖茶茶樣品中Cd含量的4種不同前處理方法所需時間、所用試劑的用量和所利用的主要儀器設備見表4。

表3 毛尖茶加樣回收測定結果

注：加標用Cd標準溶液濃度為50 ng/mL

表4 不同前處理方法所用時間、試劑和儀器的比較

由表4可見，干灰化法需高溫設備馬弗爐，干法耗時長，用電量大。利用硝酸—高氯酸進行消解處理茶樣，耗酸量較大，而鹽酸溶解法需要的時間短，耗酸量最小，操作簡單。從表4中可以看出，干灰化法所需時間最長，其所需酸量較少，作簡單，污染小，但干灰化法需馬弗爐，耗能大。硝酸—高氯酸法所需時間較短，但需酸量較大，操作比較繁瑣，加熱易蹦濺，同時處理的樣品少及過程不易控制，加樣回收率偏低等缺陷，特別是浸泡和加熱時產生的氣體對環境的污染較嚴重。過硫酸銨法、鹽酸法消解處理茶樣所需時間短,耗酸量少，對環境的污染小，環保。

4 討論與結論

干灰化法、鹽酸法、硝酸—高氯酸的消解特點：幾種處理方法中, 干灰化法法操作簡單，適合于大批量的試樣分析，灰化過程產生污染小。但在500 ℃度下灰化所需時間長,并且常有未完全灰化的殘渣。有報道灰化時間不宜過長，否則會引起部分元素的損失[5]。與干灰化法相對應的是鹽酸法、硝酸—高氯酸，它們在消化過程中不易損失金屬元素，所需時間也短，處理方法簡單。本研究數據表明，除硝酸—高氯酸法外，鹽酸法處理毛尖茶茶樣可以得到干灰化法同樣的前處理效果，微量元素鎘的測定結果可以達到國標干灰化法的準確度和精確度。

在進行毛尖茶中微量元素Cd的測定時，鹽酸法與國標法的測定結果無顯著差異，表明可用鹽酸法代替國標法。3種方法都能對毛尖茶中微量元素Cd進行測定，但各有利弊。國標干灰化法污染小，但耗時較長。鹽酸溶解法耗時最短，節能環保，簡單易行，值得推廣。