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高压消解-原子荧光光谱法测定大米中的汞

2019-04-26 10:27:05      点击:

倪小英1.3 王玉枝1 陈渠玲2.3 刘荣3 黄卫3

1.湖南大学化学化工学院,湖南长沙410082

2.湖南农业大学食品科学学院,湖南长沙410003

3.湖南国家粮食质量监测中心,湖南长沙410005

摘 要:本文采用高压消解-原子荧光光谱法测定大米中的重金属汞的含量,选定了大批样品的最佳处理方法,并优化了测定条件。得到回归方程为:A=1055.323*C+0.355,相关系数为:0.9995;检出限为:0.415μg/kg,线性范围为:0~2 ng/mL;回收率为:95%~102%;相对标准偏差为1.0%-6.5%;结果满意。

关键词高压消解法;原子荧光光谱法;大米;汞

High-pressure digestion-HG-AFS Determination of Hg in Rice

NIXiaoying1.3,WANGYu-zhi1,CHENQu-Ling2.3,LIU Rong3,

HUANG Wei3

1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Hunan University,Changsha,410082,China

2.HunanAgriculturalCollege Food Science Institute,Changsha 410003,China

3..Hunan Province country grain quality monitor center,Changsha 410005,China

Abstract :Rice was digested and treated with high-pressure digestion for Hg determination by HG-AFS. The measurement conditions were optimized and the regression equation is: A=1055.323*C+0.355,with the linear range of 0-2ng/mL.The related coefficient, detection limit, recovery and RSD of the method were 0.9995,0.415ug/kg,95%-102%and 1.0%-6.5%,respectively.This method was simple, accurate and fast.

Key words: High-pressure digestion; HG-AFS; Rice; Hg

由于金属、类金属元素在粮油食品中与有机物结合成稳定而牢固的难溶、难离解的化合物,从而失去其原有的特性,一般不能直接进行测定。如需测定这些无机成分的含量,需要在测定前破坏有机结合体,释放出待测组分[1]。汞由于容易在人体脑内积蓄而引起神经中毒,而受到广泛的关注,各种样品中的汞研究不时见著于文献中[2~6]。大米样品的前处理方法有高压消解法、微波消解法[7~10]。两种方法各有利弊:前者单个样品消解所需时间较长,但配套成本较低,而且一次性可以大批样处理,适合各种大小实验室的配置要求;后者虽然单个样品消解时间较短,但配套成本较大,对于基层实验室来说,拿出几十万元人民币购置一台微波消解系统,有点不现实。本文基于这一点,特对高压消解条件进行了优化,结果满意。

1实验部分

1.1仪器与试剂

1.1.1主要仪器

钢衬四氟消解罐(南京滨正红)AFS-2202E双道原子荧光光度计(北京科创海光仪器有限公司);汞空心阴极灯(北京有色金属研究总院);DKQ-3型智能控温电加热器(上海屹尧分析仪器有限公司);MDS-2002AT微波快速消解系统(上海屹尧分析仪器有限公司);可调电热板、电炉(长沙市远东电炉厂);101型电热鼓风干燥箱(北京市永光明医疗仪器厂);纯化水机,AMF 1-20-P,艾科浦;所用玻璃仪器均用25%硝酸浸泡过夜,用去离子水冲净沥干备用。

1.1.2主要试剂

汞标准储备溶液,1000μg/mL,国家钢铁材料测试中心;硼氢化钾(≥96%),分析纯,天津市化学试剂研究所;氢氧化钠,分析纯,上海化学试剂有限公司;硝酸,优ji纯,上海振兴化工二厂有限公司;实验用水均为二次去离子水。

1.1.2.1溶液配制

15g/L硼氢化钾(KBH4)溶液:称取硼氢化钾15.0g溶于5g/L氢氧化钾溶液1000mL中,混匀,现用现配。100 ng/mL的汞标准使用液:将1000μg/mL的汞标准储备溶液用5%硝酸逐级稀释为100 ng/mL

1.1.2.2标准系列配制

50 mL容量瓶6只,依次准确加入100 ng/mL的汞标准使用液0.025 mL0.05 mL0.10 mL0.20mL0.40 mL1.00 mL(相当于含汞浓度0.05 ng/mL0.10 ng/mL0.20 ng/mL0.40 ng/mL0.80 ng/mL2.00 ng/mL);用5%硝酸定容,摇匀待测。

1.2样品处理

称取0.50 g大米于聚四氟乙烯内罐中,加7 mLHNO3浸泡过夜,再加3 mL H2O2,盖好内盖,旋紧不锈钢外套,放入恒温干燥箱内120℃保持2.5 h,在箱内自然冷却至室温,转移至25 mL比色管中,用5%硝酸定容待测,同时做试剂kong白实验。

1.3仪器工作参数

AFS-2202E双道原子荧光光度计测定,仪器最优操作条件如下:负高压:270 V;灯电流:35 mA;原子化高度:9 mm;加热温度:200℃;载气流量:500 mL/min;屏蔽气流量:1000 mL/min;读数时间:10 s;延迟时间:1 s;测量方法:标准曲线法;读数方式:峰面积。

1.4测定方法

开机后设定好仪器工作参数并预热30 min,输入必要的参数。如:标准系列的点数及各点的理论浓度值等。连续用5%的硝酸进样直至读数稳定,转入标准系列测定,记录荧光强度,以汞浓度为横坐标、荧光强度为纵坐标,绘制标准曲线。标准系列测量后,转入样品测量,用5%的硝酸进样,使读数回零后,开始测量样品kong白和样品的荧光强度。

2结果与讨论

2.1反应介质选择

实验比较了HNO3HNO3+H2O2HNO3+HCL做消解剂的效果,结果发现HNO3+H2O2效果好;比较了不同硝酸、过氧化氢用量对测定结果的影响,结果表明当硝酸为7 mLH2O23 mL时消化好。

2.2高压消解样品用量的选择

在实验过程当中,通过反复实验,发现选择样品用量为0.5 g时既能使样品消解完全又能满足元素测定灵敏度的要求。

2.3还原剂硼氢化钾浓度的选择

由图1可看出硼氢化钾作为还原剂对汞氢化物生成速度影响较大,直接影响荧光强度。随着硼氢化钾浓度的增加荧光强度增大,硼氢化钾在1.5%~2.5%范围内荧光强度趋于稳定,其浓度大于2.5%时荧光强度反而下降。硼氢化钾的浓度太低,由于还原能力弱,灵敏度太低,对于含汞量特低的样品则无法检出;如果还原剂浓度太高,由于产生了大量的氢气而产生稀释作用而导致测量重现性差,而且浪费试剂。本实验选定硼氢化钾浓度为2.0%

 

1硼氢化钾浓度对荧光强度的影响

Fig.1 Effect of KBH4 on the fluorescence signal responses

2.4标准曲线线性范围、检出限及标液测量精密度

 

2汞标准曲线

Fig.2 Calibration curve of Hg

在工作条件下测定汞标准系列(结果见表1,图2),得到在0~2 ng/mL线性范围内的荧光强度和汞浓度线性关系良好,线性方程:A=1055.323*C+0.355;相关系数为:0.9995;根据本仪器设计的检出限测定功能,连续测定汞标准kong白溶液的荧光信号11次,得本方法最低检出限为0.0083μg/L;由公式MDL=DL×F(其中:DL=0.0083μg/LF=25mL/0.50g)得出实验方法定量检出限为0.415μg/kg;根据本仪器设计的精密度测定功能,连续测定0.4 ng/mL的汞标准溶液的荧光信号11次,得到本方法的测量精密度为1%

2.5样品测试结果

按绘制标准曲线相同的方法测定高压消解处理过的样品,在大米样品中加入一定量的标准溶液,按上述方法测定,回收率结果见表1。并用高压消解条件处理三种不同大米各9份,测定其中的汞含量,其平均值结果及相对标准偏差见表2

 

1回收率试验结果

Table 1Recovery of the method for Hg detection in rice

 

2样品测试结果

Table 2 RSD of the method for Hg detection in rice

 

3小结

上述研究表明,本法具有分解完全、重现性好、成本低廉的优点;而且检出限低,灵敏度高;操作过程简单,试剂用量少,大大减轻了劳动强度,保护了检验分析人员的身心健康,适合大批样品的检测,更适合基层实验室的普及。

参考文献

[1]国家粮食局人事司.粮油质量检验员.北京:中国农业出版社,2006

[2]杜月凤,沈月华,张坤..湿法消解-原子荧光光谱法同时测定油脂样品中砷和汞[J]中国卫生检验,2005,15,(9)

[3]刘晓松,刘桂明,梁志坚.氢化物发生-原子荧光光度法测定饮用水中微量汞[J]中国卫生检验,2005,15,(7)

[4]刘雪梅.悬浮液进样原子荧光光谱法测定茶叶中的痕量汞食品研究与开发2006,27,(7)

[5]李勋,朱业晋等断续流动-氢化物发生-原子荧光光谱法测定试剂硝酸钾中的痕量汞,分析试验室,2005,24,(12)

[6]张纪满,程良智.湿法消解-原子荧光法测定尿汞[J],中国卫生检验,2006,16,(7)

[7]GB/T 5009.1-2003.食品卫生检验方法理化部分总则[S]

[8]GB/T5009.17-2003食品中总汞及有机汞的测定

[9]GB 2715-2005粮食卫生标准

[10]杨惠芬.食品卫生理化检验标准手册[M].北京:中国标准出版社,1997,144

 

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