高压消解-石墨炉原子吸收光谱法测定八角和桂皮中镉、铅含量

高压消解-石墨炉原子吸收光谱法测定八角和桂皮中镉、铅含
量
冯绍平;刘卫;黄兆龙;李自静;姜艳
【摘要】八角或桂皮样品经硝酸-过氧化氢(5+3)混合液高压密闭消解后,以20 g·L-1磷酸氢二铵作基体改进剂,采用石墨炉原子吸收光谱法测定其中镉和铅的含量.镉和铅的灰化温度分别为400℃,600 ℃;镉和铅的原子化温度分别为1 800℃,2 100℃.镉和铅的线性范围分别为10,50 μg·L-1以内,检出限(3s/k)分别为0.42,0.98 μg·L-1.加标回收率在96.0％～103％之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在
0.24％～1.7％之间.
【期刊名称】《理化检验-化学分册》
【年(卷),期】2015(051)006
【总页数】4页(P855-858)
【关键词】石墨炉原子吸收光谱法;八角;桂皮;镉;铅
【作者】冯绍平;刘卫;黄兆龙;李自静;姜艳
【作者单位】红河学院理学院云南省天然药物与化学生物学重点实验室,蒙自661100;红河学院理学院云南省天然药物与化学生物学重点实验室,蒙自661100;红河学院理学院云南省天然药物与化学生物学重点实验室,蒙自661100;红河学院理学院云南省天然药物与化学生物学重点实验室,蒙自661100;红河学院理学院云南省天然药物与化学生物学重点实验室,蒙自661100
【正文语种】中文
【中图分类】O657.31
八角和桂皮是人们日常生活中必需的调料品,其中所含微量元素的高低既对产品的
质量、用途和销售价格有影响,亦对食品安全和质量控制起到重要作用。

随着人民
生活水平的提高,特别是随着人们健康理念的不断提高,对与人体健康关系密切的有
毒元素(如镉、铅等)分析方法的研究日益受到人们的重视[1-5]。

所以,镉、铅等有
毒元素的测定对于评价八角和桂皮的食用安全性有重要意义。

目前,有关各种食品、药品中营养元素含量的检测方法很多,主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、
原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等[6-9],原子吸收光谱法因选择性好、
精确度高、分析成本低而被广泛使用。

本工作比较了不同的溶样方法,采用石墨炉原子吸收光谱法对八角和桂皮样品中镉、铅的含量进行了测定。

1．1 仪器与试剂
SpectrAA-220型原子吸收光谱仪,GTA110型自动进样器,KH-100型高压消解罐,9140型电热鼓风干燥箱,F 2004型天平,镉、铅空心阴极灯。

镉、铅标准储备溶液:1 000 mg·L-1,使用时用硝酸(1+99)溶液稀释至所需质量浓度。

试验所用试剂均为分析纯。

1．2 仪器工作条件
镉、铅的测定波长分别为228.8,283.3 nm;光谱通带宽度均为0.5 nm;灯电流分别
为4,5 mA;测量方式为峰高;进样量均为20 μL,以20 g·L-1磷酸氢二铵溶液为基体改进剂,其进样量为5 μL,以氩气(纯度为99.9%)作为保护气,氩气流量为3.0 L·min-1,氘灯方式扣除背景。

石墨炉升温程序见表1。

1．3 样品前处理
1．3．1 湿法消解
称取八角或桂皮试样1.000 0 g置于100 mL烧杯中,加入硝酸20 mL,在电热板上
加热蒸至近干,取下放冷后,补加硝酸4.0 mL及高氯酸1.0 mL,加热,重复多次,直至消解液澄清透明,用硝酸(1+99)溶液移至100 mL容量瓶中定容,摇匀。

同时做空白试验。

1．3．2 高压密闭消解
称取八角或桂皮试样0.200 0 g于100 mL高压消解罐中,加入硝酸5.0 mL,浸泡12 h,加入30%(质量分数)过氧化氢溶液3.0 mL,并置于180 ℃烘箱中高压消解3 h,至消解液澄清透明,消解液经赶酸后,用硝酸(1+99)溶液移至25 mL容量瓶中定容,摇匀。

同时做空白试验。

1．4 试验方法
按仪器工作条件测定空白、系列标准溶液和样品溶液,以所测吸光度为纵坐标,样品的质量浓度为横坐标,绘制标准工作曲线。

扣除空白值后,求出试样中镉、铅元素的含量。

2．1 样品的消解方式
用石墨炉原子吸收光谱法分析样品中金属元素的含量时,样品的制备影响是分析结果的准确度。

样品的处理可采用干灰化法、湿法消解、高压密闭消解和微波消解等方法。

其中,干灰化法消解容易引起样品中金属元素的损失,微波消解虽然简便、快速,但微波消解仪价格较高不易普及[10]。

试验比较了高压密闭消解、湿法消解(硝酸-高氯酸体系)对样品测定的影响,结果见表2。

由表2可知:高压密闭消解法所得样品中镉、铅的含量均高于湿法消解,说明在湿法消解的过程中有部分金属元素损失,高压密闭消解可有效避免易挥发元素的挥发损失,且酸用量少,消解得到的样品溶液清亮透明,样品消解完全。

因此,试验选择高压密闭消解法消解处理八角和桂皮样品。

2．2 灰化温度与原子化温度选择
较高的灰化温度有助于共存物质的蒸发,减少基体组分对测定的干扰,降低背景吸收,
提高灵敏度。

通常是在保证吸光度不降低的情况下,选择较低的原子化温度,这样不但能排除干扰,而且可以延长石墨管的使用寿命。

以4 μg·L-1镉溶液和30 μg·L-1铅溶液进行灰化温度和原子化温度的选择,试验考察了灰化温度在300 ℃～800 ℃之间,原子化温度在1 400 ℃～2 200 ℃之间时对测定的影响,结果表明:当灰化温度为400 ℃时,镉的吸光度达到最大;当灰化温度为600 ℃时,铅的吸光度达到最大;试验选择分别400 ℃和600 ℃作为测定镉、铅的灰化温度。

当原子化温度超过1 800 ℃时,镉的吸光度上升不大;原子化温度超过2 100 ℃时,铅的吸光度上升不大。

因此,试验选择测定镉、铅的原子化温度为分别1 800 ℃,2 100 ℃。

2．3 基体改进剂的选择
基体改进剂能有效提高被测物的热稳定性,采用相对较高的灰化温度能除去基体化合物,减轻基体干扰。

设定基体改进剂的体积为5 μL,试验考察了20 g·L-1的磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和10 g·L-1硝酸镁基体改进剂对测定的影响,结果见表3。

由表3可知:基体改进剂的添加可有效防止元素的挥发损失,并且以磷酸氢二铵作为基体改进剂时效果最明显,试验选用20 g·L-1磷酸氢二铵溶液作为基体改进剂。

2．4 干扰试验
按试验方法分别对2.0 μg·L-1镉溶液,30 μg·L-1铅溶液进行干扰测定,结果表明:当相对误差在±5%范围内时,下列离子(以倍数计)不干扰测定:K+、Ca2+(400 000),Cu2+、Fe3+、Na+、Mn2+(200 000),Zn2+(100 000),Al3+(40 000)对2.0 μg·L-1镉溶液无干扰。

Na+、K+(10 000),Al3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+(2 000)对30 μg·L-1铅无干扰。

2．5 标准曲线和检出限
按试验方法对镉、铅标准溶液系列进行测定,结果表明:镉、铅的质量浓度分别在
10,50 μg·L-1以内与吸光度呈线性关系,线性回归方程分别为ACd=0.109 6
ρ+0.037 9,APb=0.013 ρ+0.010 8,相关系数分别为0.998 0,0.997 6。

按仪器工作条件对空白溶液连续测定11次,镉、铅的检出限(3s/k)分别为
0.42,0.98 μg·L-1。

2．6 回收试验
按试验方法对八角、桂皮样品进行处理,并在样品溶液中加入一定量的标准溶液进行加标回收试验,结果见表4。

由表4结果可知:镉、铅的加标回收率在96.0%～103%之间,说明用高压密闭消解法消解样品,并用石墨炉原子吸收光谱法测定镉、铅的方法准确可靠,可用于八角、桂皮中镉、铅含量的测定。

2．7 样品分析
八角、桂皮样品经高压密闭消解法消解处理后,用石墨炉原子吸收光谱法测定其中镉、铅的含量,平行测定6份,结果见表5。

表4 回收试验结果(n=6)Tab. 4 Results of test for recovery样品元素测定值ρ/(μg·L-1)加标量ρ/(μg·L-1)测定总量ρ/(μg·L-1)回收率/%八角
Cd1.321.002.2997.05.006.43102Pb6.875.0012.0110310.0017.21103桂皮Cd1.411.002.3796.05.006.4099.8Pb7.165.0011.9696.010.0017.0298.6
表5 样品测定结果(n=6)Tab. 5 Determination results of samples元素八角桂皮测定值ρ/(μg·L-1)RSD/%测定值ρ/(μg·L-
1)RSD/%Cd1.290.241.420.98Pb6.971.77.210.47
由表5可知:镉、铅测定值的相对标准偏差在0.24%～1.7%之间,表明测定结果具有比较好的精密度。

本工作将八角和桂皮样品用高压密闭消解法消解消化处理后,用石墨炉原子吸收光谱法测定镉、铅元素的含量。

该方法成本低、灵敏度及准确度高、方法简单快速,
是目前检测样品中镉、铅含量较好的方法之一。

Determination of Cadmium and Lead in Star Anise and Cinnamon by GF-AAS Combined with High-Pressure Digestion
FENG Shao-ping, LIU Wei*, HUANG Zhao-long, LI Zi-jing, JIANG Yan (Key Loboratory of Natural Pharmaceutical and Chemical Biology of Yunnan Province, School of Science,Honghe University, Mengzi 661100, China)
Abstract：Samples of star anise or cinnamon were digested with a mixture of HNO3 and H2O2(5+3) with high-pressure digestion, then cadmium and lead were measured by GFAAS with 20 g·L-1 (NH4)2HPO4 as matrix modifier. The ashing temperatures for cadmium and lead were 400 ℃ and 600 ℃, respecti vely; the atomization temperatures for cadmium and lead were 1 800 ℃ and 2 100 ℃, respectively. Linearity ranges for cadmium and lead were within 10 and 50 μg·L-1, respectively, with detection limits (3s/k) of 0.42, 0.98 μg·L-1, respectively. Values of recovery measured by standard addition method were in the range of 96.0%-103%, with RSD′s (n=6) of 0.24%-1.7%.
Keywords：GF-AAS; Star anise; Cinnamon; Cadmium; Lead
DOI：10.11973/lhjy-hx201506030
收稿日期：2014-05-16
基金项目：国家公益性行业科研专项(200810998);云南省应用基础研究计划自筹项目(2013FZ121)
作者简介：冯绍平(1984-),男,云南大理人,讲师,硕士,主要从事样品中痕量重金属
的分析。

* 联系人。

E-mail:********************
中图分类号：O657.31
文献标志码：A
文章编号：1001-4020(2015)06-0855-04
2．4 干扰试验
按试验方法分别对2.0 μg·L-1镉溶液,30 μg·L-1铅溶液进行干扰测定,结果表明:当相对误差在±5%范围内时,下列离子(以倍数计)不干扰测定:K+、Ca2+(400 000),Cu2+、Fe3+、Na+、Mn2+(200 000),Zn2+(100 000),Al3+(40 000)对2.0 μg·L-1镉溶液无干扰。

Na+、K+(10 000),Al3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+(2 000)对30 μg·L-1铅无干扰。

2．5 标准曲线和检出限
按试验方法对镉、铅标准溶液系列进行测定,结果表明:镉、铅的质量浓度分别在10,50 μg·L-1以内与吸光度呈线性关系,线性回归方程分别为ACd=0.109 6
ρ+0.037 9,APb=0.013 ρ+0.010 8,相关系数分别为0.998 0,0.997 6。

按仪器工作条件对空白溶液连续测定11次,镉、铅的检出限(3s/k)分别为
0.42,0.98 μg·L-1。

2．6 回收试验
按试验方法对八角、桂皮样品进行处理,并在样品溶液中加入一定量的标准溶液进行加标回收试验,结果见表4。

由表4结果可知:镉、铅的加标回收率在96.0%～103%之间,说明用高压密闭消解法消解样品,并用石墨炉原子吸收光谱法测定镉、铅的方法准确可靠,可用于八角、桂皮中镉、铅含量的测定。

2．7 样品分析
八角、桂皮样品经高压密闭消解法消解处理后,用石墨炉原子吸收光谱法测定其中镉、铅的含量,平行测定6份,结果见表5。

由表5可知:镉、铅测定值的相对标准偏差在0.24%～1.7%之间,表明测定结果具有比较好的精密度。

本工作将八角和桂皮样品用高压密闭消解法消解消化处理后,用石墨炉原子吸收光谱法测定镉、铅元素的含量。

该方法成本低、灵敏度及准确度高、方法简单快速,是目前检测样品中镉、铅含量较好的方法之一。

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