干法灰化和微波消解石墨炉原子吸收法对茶叶中铅含量测定的比较

　　摘 要：以茶叶成分分析标准物质为材料，采用干法灰化和微波消解两种不同的前处理方法，进行茶叶中铅含量的测定，对两种方法的准确度、精确度和加标回收率进行了比较。结果表明：采用微波消解的前处理方法测定茶叶中的铅结果更为准确。
　　关键词：干法灰化；微波消解；茶叶；铅
　　中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2014）09-0055-03
　　铅是一种对人体有害的重金属元素，是茶叶卫生标准中的一项重要限量指标。近年来，由于环境的污染，茶叶铅超标率不断提高，引起了生产者、消费者和学者们的广泛关注。因此，对茶叶中的铅进行定量准确测定有着非常重要的意义。目前，对重金属铅进行定量分析时，通常采用石墨炉原子吸收法测定其含量，前处理则一般多采用干法灰化[1]、湿式消解、微波消解[2] 等3种方法。样品前处理是分析化学中最重要的过程之一。为了更准确的测定茶叶中的铅含量，对干法灰化和微波消解石墨炉原子吸收法测定茶叶中的铅进行了比较，以探讨目前测定铅元素的较佳前处理方法。
　　l 材料与方法
　　1.1 材 料
　　1.1.1 供试试剂 茶叶成分分析标准物质（铅含量4.4 mg/kg，GBW07605），中国农业科学院提供；铅标准溶液（浓度1 000 μg/mL，GBW08619），中国计量科学研究院提供；硝酸、高氯酸、过氧化氢均为优级纯；混合酸为高氯酸+硝酸，体积比为1：9；20 g/L磷酸二氢铵溶液；铅标准使用液：每次吸取1.0 mL铅标准储备液于100 mL容量瓶中，加0.5 mol/L硝酸至刻度，如此经多次稀释成浓度为5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 ng/mL 铅的标准使用液。
　　1.1.2 设备仪器 供试仪器为AA-6300C 原子吸收分光光度计（日本岛津公司）、GFA-EX7i石墨炉原子化器（日本岛津公司）、ASC 6100自动进样装置（日本岛津公司）、箱式电阻炉SXZ-8-10（上海一恒科技公司）、DB型数显电热板（北京永光明医疗仪器厂）、MDS-10高通量微波消解仪（上海新仪微波化学科技公司）、AUY120电子天平（日本岛津公司）、万能电炉（北京永光明仪器公司）、瓷坩埚。
　　1.2 试验设计
　　1.2.1 干法灰化 精密称取 1.00～2.00 g 事先粉碎混匀的茶叶试样或茶叶成分分析标准物质（精确到0.001 g，根据试样铅含量而定）于瓷坩埚中，先小火在万能电炉上炭化至无烟，移入马弗炉（500±25）℃灰化6～8 h，冷却。若个别试样灰化不彻底，则加1 mL 混合酸，在可调式DB型数显电热板上小火加热，反复多次直到消化完全，冷却；加0.5 mol/L硝酸10 mL将灰分溶解，于可调式DB型数显电热板上小火加热，赶酸，待瓷坩埚中的液体只剩3～5 mL时，将试样消化液过滤入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀，然后取1 mL定容至10 mL。试剂空白对照。
　　1.2.2 微波消解法 精密称取 1.0 g 事先粉碎混匀茶叶试样或茶叶成分分析标准物质（精确到0.001 g）于聚四氟乙烯内罐杯中，加入10 mL浓硝酸，充分湿润，再缓慢均匀加入1.0 mL过氧化氢溶液，缓慢反应，放置过夜；或放到DB型数显电热板上，温度调至120℃左右，加热30 min，待消化至样品基本溶解，从电热板上取下冷却，缓慢均匀加入1.0 mL过氧化氢。盖好内罐盖，加外罐移入15联体的消解仪中，同时试剂空白对照，并注意主控罐应选择茶叶样品，空白不能装在主控罐位置。按照表1设置的消解程序进行消解。消解完成后，待炉腔内的温度降到约60℃时，打开炉腔取出内罐放到DB型数显电热板上，120℃条件下赶酸约40 min，直至消解液为2～3 mL时，加水2 mL再赶酸几分钟，将消解液移入25 mL容量瓶中，双重蒸馏水定容，再取2.5 mL溶液定容至25 mL。试剂空白对照。
　　1.2.3 分析条件 消解液导入原子吸收分光光度计中，经石墨炉原子化后，吸收283.3 nm的共振线，其吸收量与含量成正比。根据仪器性能调至最佳状态：波长283.3 nm，狭缝0.5 nm，灯电流7.0 mA，干燥温度80℃，持续2 s；再升到130℃，持续15 s；灰化温度800℃，持续10 s；原子化温度1 300℃，持续3 s，除残温度2 500℃，持续3 s；背景校正为氘灯；测定方式，峰高。
　　1.3 试验方法
　　1.3.1 标准曲线的绘制 分别吸取事先配置好的5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 ng/mL铅标准溶液20 μL于石墨炉中，按仪器条件分别进行测定3次，取平均值，得到相应吸光度A，用最小二乘法进行拟合，得到吸光度与浓度的一元线性回归方程和相关系数R。方程为A=a+bc，其中a为截距，b为斜率。
　　1.3.2 精密度、准确度及加标回收率的测定 为了检验干法灰化和微波消解两种方法的精密度与准确度，采用茶叶成分分析标准物质GBW07605进行精密度试验，按照1.2试验设计中的方法制备溶液，连续测定7次。对干法灰化和微波消解两种前处理方法进行茶叶成分分析标准物质加标回收率的测定。
　　2 结果与分析
　　2.1 标准曲线制作
　　绘制工作标准曲线，得到吸光度与浓度的一元线性回归方程（A=a+bc）和相关系数R，结果如表2所示。
　　2.2 精密度与准确度测定
　　如表3所示，茶叶成分分析标准物质中铅含量分析结果表明，两种方法的变异系数均小于11.0%，相对误差在-20%～+10%范围之内，均符合GB/T27404-2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》[3]精密度和准确度要求。但从结果比较可以看出，干法灰化处理试样时，检测结果较标准值明显偏低，检测的相对误差也明显偏大。干法灰化处理由于高温，容易有铅元素的挥发或坩埚吸收从而引起测定值降低，而微波消解处理试样，由于试样在封闭体系中且未蒸干，其结果与标准值更为接近。
　　2.3 加标回收率测定
　　如表4所示，干法灰化的回收率为88.0%～93.3%，微波消解的回收率为98.5%～102.3%。干法灰化的回收率明显偏低，操作误差稍大的话，便会超出GB/T27404-2008对加标回收率的规定方法。
　　3 结 论
　　采用干法灰化和微波消解两种不同的前处理方法处理了茶叶成分分析标准物质，并进行了铅含量的测定，对比了两种方法的准确度、精确度和加标回收率。试验结果表明，采用微波消解的前处理方法测定茶叶中的铅结果更为准确。
　　目前，由于受到试验条件的限制，许多实验室在检测茶叶等物质中铅含量的时候常采用干法灰化进行前处理，虽然这一方法能有效检测铅的含量，但从该研究结果来看，采用微波消解处理样品结果更为准确。同时微波消解处理样品还具有消解速度快、试剂用量少、操作简单安全、减少环境污染、节约前处理时间等优点。
　　参考文献：
　　[1] 王黎瑾. 石墨炉原子吸收法测定茶叶中铅和镉[J]. 广东微量元素科学，2006，13（12）：53-56.
　　[2] 李 琳，王立忠，万萌玲，等. 微波消解-石墨炉原子吸收法测定茶叶中的铅[J]. 中国卫生检验杂志，2007，17（10）：1811-1812.
　　[3] GB/T27404-2008，实验室质量控制规范食品理化检测[s].
　　（责任编辑：石 君）

相关热词搜索：灰化 消解 石墨 测定 原子