全谱直读等离子体光谱法

微波消解—全谱直读等离子体光谱法

测定面包改良剂中总溴的研究

项目完成单位：中国广州分析测试中心广东省化学危害应急检测技术重点实验室项目完成人：张燕子舒永红陈建平区红吴凌涛司徒伟强何丽琼

摘要采用微波消解样品、全谱直读等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定面包改良剂中的溴含量。通过试验，优化了微波消解的条件和仪器的最佳工作参数。154.065 nm 波长处溴的检出限为0.015 mg/L (3δ)，线性范围为0～100 mg/L，样品分析结果的相对标准偏差小于5 % (n=7)，加标回收率在93%~105 %之间，样品分析结果与分光光度法相一致。该法简便、快速、灵敏、准确、线性范围宽。

关键词全谱直读等离子体光谱法；微波消解；面包改良剂；溴

溴酸钾是面粉的品质改良剂，被允许使用于面包、饼干的生产。它能改善面团的加工性能、内部结构质量以及增大制作的面包体积，其分解产物作为溴化物而残留。FAD／WHD联合残留农药专家委员会的报告认为，人体每日允许的溴摄入量是1.0 mg／kg [1]。美国在面团中许可的溴酸钾的最大用量为75 mg／kg。我国GB2760—86对面包中溴酸钾的允许使用量是50 mg／kg。目前，测定面包及粮食中溴酸钾或总溴的方法主要有离子色谱法[2, 3]和气相色谱法[4, 5]。这些方法均存在预处理过程繁琐、需要预先除去基体中常见高含量阴离子、回收率低等缺陷。溴属于熔点低、易挥发的非金属元素，在传统的干灰化预处理过程中容易损失。微波消解是一种利用微波能加热、快速分解样品的新技术，与传统消解方法相比，具有速度快、待测元素不易损失、溶剂消耗少、空白值低等特点，特别适应于测定易挥发元素的样品分解。电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)具有基体效应小、精密度好、检出限低、工作曲线线性范围宽等优点，已用于样品中氯[6]、碘[7~9]等卤素的测定，但未见测溴的报道。本文首次采用微波消解、ICP-AES测定面包改良剂中的总溴，优化了仪器参数，比较了样品预处理方法，该方法操作简便、分析快速、准确度高，并与分光光度法对比，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器及工作条件

SPECTRO CIROS CCD全谱直读等离子体发射光谱仪（德国SPECTRO公司），CCD检测器，进样装置：蠕动泵、交叉型气动雾化器、Scott双层雾化室、固定式水平石英炬管。

仪器工作条件：工作频率27.12 MHz，入射功率1.6 kW，载气流量0.60 L/min，

辅助气流量1.0 L/min，冷却气流量14.4 L/min，积分时间12s。

上海新科压力微波消解系统，微波消解条件：3 min (1档)，5 min (2档)，10 min (3档)。

721分光光度计（上海分析仪器厂），波长：590 nm，比色池：1 cm。

1.2 试剂及标准溶液

HNO

3优级纯，30%(φ)H

2

O

2

分析纯。

300g/L K

2CO

3

溶液：称30 g 分析纯K

2

CO

3

，用二次水稀释至100 mL。

Br标准储备液： BW3036 (Br) 100mg/L（国家标准物质研究中心），用二次亚沸水逐级稀释，配制5.0，10.0，20.0mg/L的Br工作溶液。

实验用水为二次亚沸水。

1.3 分析步骤

1.3.1 试样的预处理准确称取0.2 g面包改良剂样品(称准至0.000 1g)置于消解罐

中，加入5 mL HNO

3、0.5 mL H

2

O

2

，盖上塞子，放入密封罐，旋紧密封盖，再置于微波消

解炉中，按微波消解条件进行消解。将试液转移至50 mL容量瓶中，再用水定容。酸度尽可能与Br标准溶液的酸度一致，以消除酸度对分析结果的影响。同时做试剂空白。1.3.2 测定方法在仪器最佳工作条件下，测定0.0、0.5、5.0、10.0、100.0mg/L Br 标准溶液，仪器自动建立校准曲线，然后在同一工作条件下测定试样溶液和空白溶液，计算试样中的Br含量。

2 结果与讨论

2.1 样品预处理方法的选择

由于溴为易挥发元素，不能采用一般的湿法消解或干灰化分解样品，传统的方法是加碱干灰化，此方法比较费时，而且易受污染。我们采用微波消解，考察了压力、加热时间等因素对样品分解的影响，结果表明，以下程序为微波消解最佳条件：3 min (1档)，5 min (2档)，10 min (3档)。获得的样品溶液清亮、透明，表明样品分解完全。溴测定结果与加碱干灰化测定结果一致。

2.2 仪器工作参数的优化

背景等效浓度(BEC)是指在一定分析线下，背景信号的强度所对应的待测元素的浓度，相当于信噪比，是衡量ICP-AES仪器工作条件优越与否的主要因素，理论上背景等

效浓度越小越好。本实验以溴的背景等效浓度(BrBEC)作为优化仪器工作参数的指标。

2.2.1 入射功率的选择溴属难电离元素，其第一电离能为11.84 eV。因此，入射功率(P)将是影响溴测定的主要因素。固定其他条件不变，考察了入射功率对BrBEC的影响，如图1所示。

由图1可见，入射功率越大，BrBEC越小，本仪器最大入射功率为1 700W，考虑到安全性，选用 1 600W作为测定溴的入射功率，此时仪器自动调节冷却气流量为14.4 L/min。

2.2.2 载气流量的选择载气流量对BrBEC的影响见图2，结果表明，载气流量(N)为0.60 L/min时，Br的BEC最小。此时，辅助气流量(A)为1.0 L/min。

2.2.2 辅助气流量的选择固定其他条件不变，考察辅助气流量对BrBEC的影响，如图3所示。

可见，辅助气流量为1.0 L/min时，BrBEC最低。

图1 入射功率对溴背景等效浓度的影响 (波长154.065nm)

N = 0.60 L·min-1, A = 1.0 L·min-1