火焰原子吸收光譜法測定飲用天然礦泉水中鋅、鋰、鍶的方法驗證

呂 慧

（濟南市萊蕪區綜合檢驗檢測中心，山東濟南 271100）

鋰、鍶、鋅均為人體必需的微量元素，鋰能提高人體的免疫能力，改善造血功能；鋅能促進人體生長發育；鍶是人體骨骼生長不可或缺的物質，因此準確測定飲用天然礦泉水中鋅、鋰、鍶的含量具有重要意義。只有對飲用天然礦泉水中的鋰、鍶、鋅進行準確測定才能確保人們的身體健康。火焰原子吸收光譜法因分析速度快、分析成本低、靈敏度高、選擇性好、抗干擾等優點被廣泛應用于食品元素含量的檢測，是實驗室中一種常見的檢驗方法，也是《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水檢驗方法》（GB 8538—2022）中規定的檢驗方法。要確保火焰原子吸收光譜法獲得準確的結果，就必須對其影響因素進行綜合考慮，需從實驗室的人員情況、設備設施以及環境條件出發進行綜合分析，才能確定是否可通過火焰原子吸收光譜法獲得滿意的檢測結果。本研究驗證參照《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水檢驗方法》（GB 8538—2022）[1]中鋅、鋰、鍶的火焰原子吸收光譜測定方法，證實了在本實驗室現有的人員情況、設備設施、環境等條件下能獲得滿意的結果，進而為人們更有針對性地、更科學地選擇飲用天然礦泉水提供一定的指導作用[2-4]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

飲用天然礦泉水；硝酸（優級純，賽默飛）；GBW（E）082783鋰標準物質（1 000 mg·L-1，壇墨）；BW30023-1000-C-50鍶標準物質（1 000 mg·L-1，壇墨）；GBW（E）082778鋅標準物質（1 000 mg·L-1，壇墨）；標準物質均在有效期內；高純水(18.2 MΩ·cm）；乙二胺四乙酸二鈉（分析純）；氯化鈉（分析純）；氯化鉀（分析純）；氫氧化鈉。

1.2 儀器與設備

賽默飛ICE3500原子吸收分光光度計（已經過檢定校準，并且在有效期內）；設備配有鋰、鍶、鋅空心陰極燈，火焰原子化器，空氣壓縮機，高純度乙炔氣。梅特勒-托利多XSE205DU萬分之一電子天平（已經過檢定校準，并且在有效期內）。

1.3 樣品制備

（1）鋅樣品制備。水樣澄清，無需處理，直接進樣。

（2）鍶樣品制備。吸取加硝酸保存的水樣10.0 mL于具塞比色管中，向水樣中加0.4 mL氯化鉀溶液、0.4 mL氯化鈉溶液和0.5 mL氯化鑭溶液，混勻[1]。

（3）鋰樣品制備。取水樣5.00 mL于10 mL容量瓶中，補加氯化鉀溶液和氯化鈉溶液使樣液中鉀、鈉含量均達到2 500 mg·L-1，再用水定容至刻度，搖勻[1]。

1.4 標準溶液的配制

（1）鋰標準溶液的配制。準確稱取47.67 g氯化鉀和63.55 g氯化鈉，用水溶解并定容到1 000 mL，得到每毫升含鈉和鉀均為25 mg的氯化鈉和氯化鉀混合溶液。吸取1 000 mg·L-1的鋰標準溶液10.00 mL，用水定容至200 mL，得到50 mg·L-1的鋰標準中間溶液。吸取10.00 mL鋰標準中間溶液，用水定容到100 mL，得到5 mg·L-1的鋰標準工作溶液。分別吸取鋰標準工作溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL和5.0 mL，添加氯化鈉和氯化鉀混合溶液5 mL，用水定容至50 mL，配制成鋰含量為0 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1和0.50 mg·L-1的系列標準溶液[1]。

（2）鋅標準溶液的配制。吸取1 000 mg·L-1的鋅標準溶液1.00 mL，用水定容至100 mL，得到10 mg·L-1的鋅標準工作溶液。吸取鋅標準工作溶液0 mL、0.25 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL和5.00 mL，用0.15%的硝酸溶液定容至50 mL，配制成鋅含量為0 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.40 mg·L-1、0.80 mg·L-1和1.00 mg·L-1的系列標準溶液[1]。

（3）鍶標準溶液的配制。稱取3.72 g乙二胺四乙酸二鈉和0.4 g氫氧化鈉，溶于水，稀釋至50 mL，即為乙二胺四乙酸二鈉溶液。吸取1 000 mg·L-1的鍶標準溶液1.00 mL，用水定容至100 mL，得到10 mg·L-1的鍶標準工作溶液。吸取鍶標準工作溶液0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL和2.00 mL，用0.15%的硝酸溶液定容至10 mL，配制成鍶含量為0 mg·L-1、0.2 mg·L-1、0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、1.5 mg·L-1和2.0 mg·L-1的系列標準溶液。向標準系列管中各加入2 mL乙二胺四乙酸二鈉溶液，混勻[1]。

2 結果與分析

2.1 標準曲線

標準曲線的線性相關系數是一種反映兩個變量之間線性相關程度的統計量。該系數越接近于1，說明兩個變量之間關系越強，測得數據也越接近于真值。在原子吸收光譜法測定中，一般認為相關系數大于0.995，說明線性關系良好。將系列標準溶液及樣液依次噴入原子吸收光譜火焰中，測定吸光度。以標準系列溶液濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標繪制標準曲線[1]。標準曲線及線性相關系數見表1。鋰、鋅、鍶的線性關系良好，相關系數分別為0.999 6、0.999 1、0.999 4，均大于0.995，符合檢測要求。

表1 標準曲線檢測結果

2.2 方法檢出限和定量限

檢出限是在特定標準分析方法規定的分析條件下，在合理的置信度內能從實際樣品中定性測量的待測組分的最小質量濃度；定量限是指在誤差符合要求的前提下，在選定的標準分析方法下，可以準確定量測定出待測物質的最小質量濃度[2]。根據《原子吸收分光光度計》（JJG 694--2009）檢出限的規定，對標準系列溶液中的標準空白溶液進行11次吸光度值測量，求出其標準偏差[5]，再用3倍標準偏差除以標準曲線的斜率，計算出檢出限（CL），定量限=3×CL，結果見表2。

表2 檢出限和定量限結果表

因GB 8538—2022只規定了定量限標準要求，故只比較定量限是否符合要求。鋰、鋅、鍶的定量限分別為0.02 mg·L-1、0.006 mg·L-1、0.07 mg·L-1結果均小于定量限的標準規定值（0.05 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.1 mg·L-1），符合檢測要求。

2.3 準確度和精密度實驗

準確度是指在選定的符合要求的分析步驟下所獲得的分析結果（單次測得值或多次測定的平均值）與真值間的符合程度[2]。精密度是指選用規定的分析方法在規定受控的分析條件下重復對同一樣品進行測定，所得測定值間的符合程度[6]。在本實驗中，準確度用加標回收率表示，精密度用相對標準偏差表示。根據《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水檢驗方法》（GB 8538—2022）[1]，取飲用天然礦泉水樣品分別加入高、中、低濃度的鋰、鋅、鍶標準溶液，按照1.3步驟操作，配成加標樣品溶液，每個濃度平行測定6次，結果見表3。鋰、鋅、鍶的本底含量分別為0.011 5 mg·L-1、0.011 0 mg·L-1、0.039 8 mg·L-1，均小于0.1 mg·L-1，根據GB/T 27404—2008中附錄F.1要求，回收率應在60%～120%，本實驗測得的加標回收率在97.9%～111.4%，符合要求。實驗結果顯示，精密度在0.8%～2.8%，符合GB/T 27404—2008中附錄F.3精密度要求[7]。

表3 加標回收率與精密度實驗結果

3 結論與討論

火焰原子吸收光譜法測定飲用天然礦泉水中鋅、鋰、鍶對于實驗人員、儀器設備、試劑、環境條件等實驗條件都有著較高的要求。本方法驗證人員均具有5年以上相關工作經驗，可熟練操作原子吸收分光光度計，經過對標準方法的學習和培訓，能獨立完成整個方法驗證過程；方法驗證當天實驗室溫濕度均在儀器設備要求范圍內。本實驗驗證人員、儀器設備、試劑、耗材、環境條件等實驗條件均滿足標準方法要求。驗證結果表明，標準曲線、檢出限與定量限、精密度、準確度等滿足標準方法要求，驗證結果滿足《食品安全國家標準 飲用天然礦泉水檢驗方法》（GB 8538—2022）的各項要求，本實驗室可以開展此項檢測工作。