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磷酸二氢铵在稀酸提取-石墨炉原子吸收光谱法测定稻谷中铅的应用

2021-12-14

粮食储藏 2021年4期
关键词:光度基体溶液

王 颖

(张家港市粮食质量监测站 215600)

铅是收购及出入库稻谷食品安全检测中必检项目,其限量为≤0.2 mg/kg[1]。国标方法为GB 5009.12-2017《食品安全国家标准 食品中铅的测定》[2],但该方法前处理较复杂,操作繁琐。2018年粮食行业发布LS/T 6135-2018《粮油检验 粮食中铅的快速测定 稀酸提取-石墨炉原子吸收光谱法》[3],该方法利用稀酸提取粮食中的铅,再通过石墨炉原子吸收光谱进行测定。实验表明该方法简便、快速、结果准确,适用于稻谷中铅的测定。但该方法中,在基体改进剂的选择上,选用的是价格较高的硝酸钯溶液。左正运[4-5]等人的研究中,表明磷酸二氢铵在石墨炉原子吸收法测定铅的方法中效果良好。本实验探索应用较为广泛,且用价格较低的磷酸二氢铵作为该方法的基体改进剂,并对应用条件进行优化选择。

1 材料

PE-900T原子吸收光谱仪(美国产);多管路旋涡振荡器(常州产);BSA224S万分之一电子天平(北京产);硝酸(优级纯)(北京产);糙米粉中As、Cd、Pb成分分析标准物质GBW(E)100377(铅含量0.220 mg/kg);铅液体标准溶液1000 μg·mL-1(国家有色金属及电子材料分析测试中心);磷酸二氢铵(上海产);锤式旋风磨(瑞典产);纯水机,纯水实验室自制,符合二级水要求。

2 方法

2.1 样品制备

稻谷样品经混合均匀后,分取约300 g,砻谷后,用锤式旋风磨磨粉,过40目样品筛。称取混合均匀的糙米粉0.2 g于10 mL离心管中,加5%硝酸2.0 mL,经旋涡振荡45 min后,以水稀释5倍,再充分混匀后,3000 r/min离心5 min后取上清液上机检测,同时做试剂空白实验[3]。

2.2 溶液配制

2.2.1 铅标准储备液(100 μg/L) 将铅标准溶液以1%硝酸溶液逐级稀释至100 μg/L。

2.2.2 镉标准曲线工作液 将铅标准储备液以1%硝酸溶液逐级稀释,制备40.0 ng/mL铅标准曲线工作液。

2.3 仪器条件优化与选择

铅波长:283.31 nm,狭缝:0.7 nm,灯电流10 mA,进样体积20 μL。

通过改变灰化温度、原子化温度以及基体改进剂磷酸二氢铵浓度,选择优化条件,对国家标准质控样进行测定。

2.4 铅含量的测定

优化仪器条件下,待GFAAS稳定后,以40.0 ng/mL 为母液自动稀释绘制标准曲线。编辑仪器序列,设置样品信息,通过外标法,测定样液中铅的含量并计算最终结果。

3 结果与分析

3.1 磷酸二氢铵浓度的选择

分别配制浓度为6 g/L、8 g/L、10 g/L、12 g/L、14 g/L磷酸二氢铵溶液作为基体改进剂,在样品测定时加入5 μL。原子化温度1600℃下,改变灰化温度与基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度,进行样品提取液吸光度测定。

图1 基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度对校正吸光度值的影响

由图1可知,在同一原子化温度下,不同灰化温度500℃~900℃基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度6 g/L~14 g/L,进样体积5 μL条件下,样品溶液吸光度值随基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度的增加,先增加后降低,在磷酸二氢铵溶液浓度为10 g/L 时达到最高。

3.2 灰化温度的选择

在同一原子化温度下,基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度10 g/L,进样体积5 μL,改变灰化温度500℃~900℃条件下,进行样品提取液吸光度测定。

图2 灰化温度对校正吸光度值的影响

图3 不同灰化温度下原子吸收峰型图

由图2可知,随着灰化温度的升高,样品溶液的吸光度值在不断升高,结合图3查看原子吸收峰型图,灰化温度在900℃可得到最大吸光度值,且峰型良好,出峰时间在0.5 s~1.5 s。灰化温度过高,易导致出峰过早,不利于样品测定的准确性。

3.3 原子化温度的选择

在固定灰化温度下,基体改进剂磷酸二氢铵溶液浓度10 g/L,进样体积5 μL,改变原子化温度1400℃~1600℃条件下,进行样品提取液吸光度测定。

图4 不同原子化温度下对校正吸光度值的影响

图5 不同原子化温度下原子吸收峰型图

如图4所示,随着原子化温度的升高,样品溶液的吸光度值在不断下降,在较低原子化温度时,能够得到较高的吸光度值,查看图5可知,原子化温度在选择1400℃或1500℃时,峰型良好,故原子化温度可选择1400℃或1500℃。

3.4 测定结果

本实验选择灰化温度900℃、原子化温度1500℃,对稻谷样品进行检测。利用仪器自动进样器,通过稀释40 ng/mL母液绘制0 ng/mL、8 ng/mL、16 ng/mL、24 ng/mL、32 ng/mL、40 ng/mL标准曲线点,得到线性回归方程y=0.00238x+0.00020,R=0.999913,标准曲线相关性好,截距小。

3.5 精密度及回收率

对质控样品重复测定7次,计算相对标准偏差为4.67%,回收率为86.8%~99.1%。

4 结论

利用稀酸对稻谷中铅进行提取,并通过对比不同灰化温度、原子化温度及基体改进剂磷酸二氢铵的浓度,探索磷酸二氢铵作为基体改进剂在稀酸提取-石墨炉原子吸收光谱法测定稻谷中铅的应用条件,发现灰化温度900℃,原子化温度1500℃,磷酸二氢铵浓度10 g/L,进样量5 μL时,测定标准曲线相关性好,测定结果精密度较高。实验过程中发现,对质控样的测定前应按照使用说明进行,需用85℃干燥4 h后的样品质量。

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