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微波消解-氢化物原子荧光光度法测定牡蛎中汞

2020-04-15陈克红王敏

水产养殖 2020年3期
关键词:原子荧光牡蛎硝酸

陈克红,王敏

(连云港市海洋环境监测预报中心,江苏 连云港 222001)

牡蛎,俗称蚝,牡蛎肉肥爽滑,味道鲜美,营养丰富,含有丰富的蛋白质和维生素以及钙、磷、铁、镁、铜、硒等微量元素,尤其含锌量非常之高。牡蛎中还含有海洋生物特有的多种活性物质及氨基酸。在我国流传有“南方之牡蛎,北方之熊掌”一说,在西方牡蛎也被称为“神赐魔食”物。

随着工业的发展,海洋环境污染也不断加剧,汞也以各种化学形态排入海洋中,导致对海洋动植物的污染,通过食物链的富集,使鱼体内蓄积的汞达到水体的百倍,甚至万倍以上,而这些被污染的鱼、虾、贝类是人类食物中汞的主要来源,最终富集到人体内。汞(Hg)及其化合物属于剧毒物质,水中的无机汞经过一些列的变化,成为毒性更大的有机汞,由食物链进入人体后,可以引起全身中毒,因此加强水产品中汞的检测对保证食品安全卫生十分重要。

目前,国内普遍采用原子荧光光谱法检测食品、药物和植物样品中的汞,氢化物原子荧光光谱法的基本原理是:样品经消解后,汞被硼氢化钾还原为原子态汞,由载气带入原子化器中,在特制汞空心阴极灯照射下,将产生原子荧光,其强度与被测液中的汞浓度成正比。样品预处理大多采用湿法消解或干式灰化的方法,由于汞的易挥发性,传统的湿法消解会造成被测元素的损失,从而降低检测数据的准确性。本文采用微波消解一氢化物原子荧光光度法测定样品中汞,微波消解由于其密闭性及高压消解,避免了传统湿法消解试剂用量多、污染环境、耗费时间长、被测成分易损失等缺点,并且微波消解处理的样品消解的更完全,加标回收率更高。

1 试验部分

1.1 试验原理

在酸性介质中,汞离子与硼氢化钾反应生成原子态的汞蒸汽,过量氢气和汞蒸汽与载气(氩气)混合,进入原子化器后,氢气和氩气经点火装置形成氩氢火焰,使汞原子化。汞空心阴极灯激发氩氢火焰中的汞原子,基态原子被激发至高能态,汞在由高能态回到基态时,发射出特征波长的原子荧光,其荧光强度与试样中汞的浓度成正比。

1.2 仪器及工作条件

MARS微波消解仪:美国CEM公司,最佳工作条件:160℃消解20 min;AFS-922型双道原子荧光光度计,北京吉天仪器有限公司,选定最佳仪器工作条件:灯电流(mA)30,原子化器高度(mm):8,负高压(V)270,载气流速(mL/min):400,屏蔽气流速(mL/min)800,测量方式:标准曲线法,读数方式:峰面积,读数时间:10.0 s,进样体积:0.5 mL。

1.3 试剂

硝酸,氢氟酸,高氯酸,盐酸,草酸(所用酸均为优级纯),硼氢化钾,氢氧化钾,超纯水。汞标准使用溶液:用汞标准储备液配制成浓度为10.0 μg/L的汞标准使用溶液,用2%的硝酸定容。

1.4 标准物质

国家标准物质Hg储备液:100 mg/L;(国家标准物质中心);国家标准物质大黄鱼标准样品GBW 08573(国家标准物质中心)。

1.5 样品预处理

将牡蛎自依次用自来水、去离子水淋洗干净,沥干水后用干净的粉碎机粉碎,准确称取样品1~3 g,准确至0.0001 g,置于消解罐中,加硝酸5 mL,过氧化氢2 mL,同时做样品空白,轻轻摇动几下使其混合均匀,盖好盖子拧紧安全阀,放人微波消解系统中,调到预先设置的程序,启动微波消解,待密封消解罐冷却后,将消解液全量转移至50 ml比色管中,各加入5 mL盐酸,用1%的草酸溶液定溶到50 mL,混匀,静置20 min后在选定的仪器条件下测定。

1.6 试验方法

于7个100 mL容量瓶中分别加入50 mL去离子水、10 mL硝酸和10 mL盐酸,再分别加入0、0.25、0.5、1.00、2.00、4.00 和 8.00 mL 汞标准使用溶液,用去离子水定容至标线,混匀。在选定的试验条件下测定,上机测定标准曲线,然后测定样品空白溶液和样品溶液中待测元素的含量。结果由测定的样品含量值减去样品空白含量值计算得到。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的选择

负高压的选择:负高压增加,仪器的检测灵敏度增大,但噪音也增大,在仪器有足够灵敏度的情况下,综合考虑选择270(V)。

灯电流的选择:荧光值随灯电流的增大而增强,但灯电流过大有损仪器寿命,综合考虑后灯电流选择 30(mA)。

载气流量的选择:载气流量直接影响汞的灵敏度,测定结果表明,载气流量过大,汞原子荧光强度减小,实验选择载气流量在100 mL/min,屏蔽气流量在600 mL/min,荧光强度基本稳定。

2.2 试验条件的选择

试验用 HNO3+H2O2、HNO3+HCI+H2O2、HF+HNO3,分别做消解剂,结果发现HNO3+H2O2效果最好;试验用不同用量硝酸和过氧化氢对样品消解情况进行比较,结果表明,硝酸用量5.0 mL,过氧化氢用量2.0 mL时,样品消解溶液清澈透亮,消解完全;试验对电热板消解、高压湿热消解和微波消解进行对比,结果表明微波消解缩短了样品处理时间,减少了挥发损失,消解最完全,空白值低。

该试验还原剂选用硼氢化钾浓度1.0%,氢氧化钾浓度为0.5%,载流硝酸的浓度为2%时试验结果最理想。

表1 标准样品试验

表2 加标回收率试验

2.3 标准系列线性范围及检出限

在选定的试验条件下测定,绘制工作曲线和回归线方程,线性范围为0~1.6 μg/L,线性方程为If=156.9141*C+2.3118,相关系数达到0.9997,然后测定预处理样品空白11次,求出该方法检出限为0.0412 μg/kg,重复测试样品空白7次测试结果的3倍标准偏差就为仪器检出限为0.0914 μg/kg。

2.4 精密度及回收率试验

在仪器最佳测定条件下,按表1对标准物质进行测定,相对标准偏差为0.007,按表2对样品进行加标回收试验,回收率均较高。

3 结论

该文采用微波消解氢化物发生原子荧光法测定牡蛎中的汞,避免了传统湿法消解耗费时间长、被测成分易损失等缺点,具有简便、快速、灵敏度高、干扰少、线性范围好等优点,特别是样品经微波消解后消解完全,极大地提高了实验数据的准确性。

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