食品中总汞含量的测定

　2012年12月内蒙古科技与经济December2012　第24期总第274期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.24T o tal N o.274

食品中总汞含量的测定

刘　晔,张　园

(乌海市产品质量计量检测所,内蒙古乌海　016000)

摘　要:对应用原子荧光光谱分析法对于食品中总汞含量的测定方法,及其实验过程中的技术要点进行浅析,综合大量实践经验,提高汞元素测定的灵敏度、准确度等,以便在实际工作应用中降低实验误差,提高工作效率。

关键词:微波消解;总汞;测定;食品;汞元素

中图分类号:R155.5+1 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)24—0056—02

众所周知,重金属元素对人体的毒害作用是巨大的,汞元素作为俗称五毒(汞、镉、铅、铬和砷)之一的重金属元素,在自然界中由于其性质活泼易于蒸发而造成对环境、生物及食品等的污染,在食品安全上历来受到人们的极大重视,因此,对于食品中微量汞的测定直接关系到人们的食品安全问题。

国家标准GB/T5009.17-2003《食品中总汞及有机汞的测定》中规定的方法一:原子荧光光谱分析法,此方法应用较广,测定原理为:试样经酸加热微波消解之后,在酸性介质中,还原剂硼氢化钾(钠)将试样中的汞元素还原为原子态汞,由载气(氩气)带入原子化器中,在特定的汞空心阴极灯照射下,将基态汞原子激发至高能态,在去活化回到基态时,发射出特征波长的荧光,其荧光强度与汞含量成正比,之后与标准系列比较定量,代入公式计算出样品中总汞的实际含量。

从国家标准方法中可以看出,影响实验结果准确性的关键技术要点大致为:样品的前处理消解方法,酸性介质的选择,载气流量的确定等方面,笔者将就以上原子荧光光谱法测定食物中汞含量的技术要点及一些操作技术问题进行探讨,浅析综述如下。1　样品消解方法的选择

要准确测定样品中的总汞含量,关键点之一便是样品的前处理方法,即样品的消解方法,直接影响着实验结果的准确性。在国家标准方法中,对于原子荧光光谱分析方法中消解方法分为高压消解法和微波消解法两种,在实际检测工作中,笔者发现高压消解法存在诸如:操作步骤繁多、耗时耗电、成本高、操作过程中易出现损失汞元素,带入干扰等许多不足之处;而采用微波消解则在很大程度上避免了高压消解法存在的弊端,微波消解应用高频率微波辐射引起的内外同时加热和吸收极化作用所达到的高温高压的原理,加快了样品的消解速度,消解过程只需几分钟至十几分钟;且减少了氧化剂的用量,一般所需酸用量不超过10mL,本实验室只需5mL;同时在密闭的消解罐中避免了汞元素的挥发损失,因此,微波消解法避免了药品的浪费和汞元素回收率低的问题,提高了测定的准确性;消解过程不会对仪器造成损害,可实现自动化控制,提高操作人员的安全性及工作效率。

虽然微波消解具有上述诸多优点,但是在操作过程中也需注意以下问题: 为避免消解罐等样品处理器具对样品的汞元素污染,使用之前均需用浓硝酸中浸泡至少24h,去离子水冲洗干净,烘干备用; 一般食品样品取样量不宜过大,以不超过0.5g 为宜; 若食品样品中油脂含量较大,不易完全消解,可采用较大消解压力、增加消解时间或加入几滴H2O2等方法以确保样品的完全消解,鲁丹(1999)等认为加入5mL硝酸和2m L过氧化氢时消解效果最好; 由于食物样品中大部分为有机物,消解过程中会产生大量CO2气体及硝酸的还原产物NO2,将导致消解反应体系的内压强迅速增加,因此,在消解时需控制微波辐射的功率及各温度档的持续时间,防止发生危险。

2　载气的选择

原子荧光光谱分析仪选用载气为氩气,纯度为99.999%,若载气纯度不高,氧气会使荧光猝灭,从而造成H g灵敏度的下降;载气流量过低时不足以将待检物带入仪器,过高时则会冲淡待检物降低仪器的灵敏度,因此,经由实验得出选择载气流量300 m l/min为最佳流速。

3　还原剂硼氢化钾(钠)浓度的选择

还原剂硼氢化钾(钠)的浓度对汞元素的测定会有较大的影响,若浓度过高,发生的大量氢气对汞原子产生稀释作用而使灵敏度降低;若浓度过低,氢化反应不完全而使灵敏度降低。由于硼氢化钾(钠)的水溶液不稳定,易水解,且浓度越稀越不稳定,因此必须加入氢氧化钠以提高其稳定性,碱性条件可抑制其水解,但须控制适宜氢氧化钠的浓度,因为过多氢氧化钠将降低反应时的酸度,影响仪器的灵敏度;硼氢化钾(钠)溶液最好现用现配。综上,适宜的硼氢化钾(钠)溶液浓度对实验结果至关重要,本实验室一般选择1.5%或1%的硼氢化钾(钠)与0.5%的氢氧化钾配制还原剂。

4　载液盐酸浓度的选择

氢化物的反应宜在酸性介质中进行,介质不同,还原效率不一样,因此,酸性介质的浓度对荧光强度以及测定的灵敏度也是至关重要的,通常以盐酸为介质,本实验室采用的适宜盐酸浓度为2%,有的实验室也用5%的盐酸作为介质。

5　标准曲线的绘制

按照国标第一法中汞元素的测定方法原子荧光光谱分析法中推荐两条标准系列,分别为低质量浓度标准系列:1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ng/m l;高质量浓度标准系列:5.00、10.00、20.00、30.00、40.00ng/m l。但在实际工作中,存在一定的问题:

对于粮食试样中汞元素的测定,在国家标准中规定,粮食中汞的限量指标为0.02m g/m l,样品进

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　刘晔,等・食品中总汞含量的测定2012年第24期

行消解称取样品0.4g,经消解后定容至50m l可计算得出消解液中汞含量为0.16ng/ml,低于国标方法中的低浓度标准系列的最低点,因此超出了标准系列的测量范围,由大量实验表明没有被污染粮食中的汞含量一般都远低于限量指标。所以,国标中这两条标准系列的浓度范围均不适用于粮食中汞含量的测定,根据实际工作经验得出较适合粮食中汞元素测定的标准系列为:0.10、0.20、0.50、0.80、1.00 ng/m l。

考虑到汞元素的沉积作用,当测定汞含量相对较高的试样时,应注意高浓度污染仪器管路的问题,需要大量空白载液和高纯水进行冲洗,为了避免汞沉积作用影响后面较低浓度汞元素试样的测定,标准溶液的梯度质量浓度最高不超过4.00ng/ml,所以,对于被污染的粮食样品或者汞含量相对较高的样品消解定容后,质量浓度高于1.00ng/ml时,适宜标准溶液系列为0.50、1.00、2.00、3.00、4.00ng/ ml。

6　实验中应注意的事项

因玻璃仪器对汞元素的吸附力较强,汞标准溶液应储于聚乙烯塑料瓶中。实验用玻璃器皿使用前必须用硝酸浸泡洗涤,之后再用高纯水冲洗烘干备用,以彻底消除器皿中可能带来的汞元素的污染。

若试剂污染,一般是酸污染,多数是由于所用酸纯度不够,可通过分别配置2%和4%两种浓度的酸上机测量,比较这两种不同浓度酸所出的荧光值,若成倍或是更高则此酸被污染,此时则需要更换新瓶酸或其他正规厂家的酸。若仪器本身受到污染,可配制10%硝酸+0.04%重铬酸钾混合溶液作为载液清洗仪器,若达不到清洗效果时,此时则需要更换管路,因此,养成每次做完实验及时用去离子水清洗的习惯至关重要。

记忆效应的消除:实际工作中发现汞元素有较强的记忆效应,在测量高浓度汞样品之后,应多次测量空白载液,直至讯号值稳定后再继续做标准曲线或样品。对未知样品进行测定时,首先可对其进行实验性测定得到其大致含量,以确定用以测量的标准系列的浓度范围或改变样品取样量或样品消解定容体积,使待测样品消解定容浓度落于标准系列测量的范围之内,最佳方案是检测值落于标准溶液系列的中间部位即有效的线性范围以内,以确保样品中汞元素测定的灵敏度与准确度。对于含量较高的样品,应减少称样量或扩大定容体积的方法来降低消解液汞元素的含量,不宜对消解液进行多次稀释,以避免扩大实验误差导致结果的偏离。

7　结束语

用密闭高压微波消解-氢化物原子荧光法测定食品中的总汞,具有灵敏度高、线形范围宽、操作简单、快速、基体干扰少、节省试剂等特点,适合食品中总汞的测定。

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