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不同前处理方法对蔬菜中铅含量测定的影响

作者:未知

  摘要    本文对比了微波消解、湿法消解和干灰化法3种不同前处理方法对蔬菜样品中铅含量测试结果的影响。结果表明,微波消解前处理方法最优,该法具有低检出限、高准确度等优点,极大地提高了实验室的工作效率,节省人力物力。
  关键词    蔬菜;铅含量;微波消解;湿法消解;干灰化法
  中图分类号    TS255.7        文献标识码    A        文章编号   1007-5739(2019)10-0227-01
  Abstract    The effects of three different pretreatment methods,including microwave digestion method,wet digestion method and dry ashing method on lead content determination in vegetable samples were compared.The results showed that the microwave digestion method was the best method for the determination of Pb content.The method had the advantages of low detection limit and high accuracy,could greatly improved the working efficiency in laboratory and saved manpower and material resources.
  Key words    vegetable;Pb content;microwave digestion;wet digestion;dry ashing
  鉛是一种对人体危害性极大的重金属元素,具有很强的神经毒性,可影响神经、造血、消化、泌尿、生殖、骨骼等各类器官,更为严重的是会影响婴幼儿的生长和智力发育,损害认知功能、神经行为和学习记忆等大脑功能,严重者可造成痴呆。若长期摄入被重金属铅污染的食品会对人体健康产生极大威胁,甚至引发癌症,严重危害人类健康[1-2]。
  食品中铅的前处理方法有微波消解、湿法消解、干灰化法、压力消解、罐消解法等,每种方法各有优势和劣势[3]。本文采用微波消解、湿法消解、干灰化3种方法对蔬菜进行前处理,使用石墨炉原子吸收分光光度计测定处理后的样品中铅的含量,通过比较3种不同前处理样品所测结果的精密度、准确度和检出限,以选出最优的前处理方法。
  1    材料与方法
  1.1    试剂与仪器设备
  试验试剂:1 000 μg/mL铅标准溶液(国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院),介质为10%HCl;30%H2O2(广州化学试剂厂),优级纯;65% HNO3(默克股份有限公司)。
  仪器设备:电加热板(莱伯泰科);微波消解仪(美国培安 mars6);马弗炉;原子吸收分光光度计(日立ZA3000)。
  1.2    试样预处理
  样品洗去泥土,用自来水冲洗后,再用去离子水反复冲洗干净,晾干后于食品粉碎机中搅碎,装入密封袋内于 -18 ℃保存备用。
  1.3    试样消解
  1.3.1    微波消解。微波消解罐经20%~30%的HNO3浸泡过夜后用去离子水洗净,烘干后,称取约1.9 g经打碎的新鲜蔬菜,加入8 mL HNO3和H2O2 1.5 mL,上机启动微波消解程序,微波消解参数见表1。消解完成后于智能样品处理仪中,130 ℃赶酸约一滴左右取出,用去离子水定容于10 mL容量瓶,混匀。上机测定铅含量,同时做空白对照。
  1.3.2    湿法消解。锥形瓶和弯颈漏斗经20%~30%的HNO3浸泡过夜后用去离子水洗净,烘干后,称取2 g经打碎的新鲜蔬菜,加入15 mL HNO3,放入弯颈漏斗过夜,于微控数显电热板中逐渐升温至130 ℃进行消解,若消解不完全可加入1 mL H2O2,消解直至液体澄清后,取下漏斗,用少量去离子水冲洗干净后,130 ℃赶酸至1 mL,于10 mL容量瓶定容,混匀,上机测定,同时做空白对照。
  1.3.3    干灰化法。瓷坩埚经20%~30%的HNO3浸泡过夜后用去离子水洗净,烘干后,称取2 g经打碎的新鲜蔬菜于瓷坩埚中,放于电热炉上,小火加热碳化至无烟,移入马弗炉中500 ℃灰化6 h,取出,冷却后加1 mL HNO3溶解灰化成分,用滴管将消化液洗入10 mL容量瓶,用少量水分次洗涤坩埚,最后定容至刻度线,混匀,上机测定,同时做空白对照。
  1.4    测定方法
  采用1% HNO3配制标准溶液,分别配制成5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 μg/L系列的铅标准工作溶液,并用石墨炉原子吸收分光光度计对消解样品进行测定[4-5],根据铅含量的测定结果,对比这3种方法的准确度、精密度和检出限,以便选取最适合的测定方法对蔬菜进行重金属铅含量的测定。
  1.4.1    检出限的测定。分别采用上述微波消解、湿法消解、干灰化法对20个样品空白进行测定[6],计算公式如下:
  式中,IDL为仪器检出限;3为置信水平为95%时,检出限系数;S为吸光度值的标准偏差;b为标准工作曲线的斜率。X为方法检出限;V为定容体积;W为样品称样量。本试验称取样品量为2 g,定容10 mL。   1.4.2    精密度的测定。准确称取18份相同的蔬菜样品各2 g,前处理分别采用上述3种消解方法,定容至10.00 mL,每种前处理方法分别进行6次平行试验,最后采用石墨炉原子吸收分光光度法测定铅的含量,并计算相对标准偏差RSD。
  1.4.3    准确度的测定。选取生物标准物质GSB-6菠菜(GBW 10015)对试验准确度进行质控,每份质控样品称取约0.11 g,分别采用上述的微波消解、湿法消解、干灰化法对生物标准物质进行处理,并用石墨炉原子吸收分光光度法测定重金属铅的含量,在相同条件下进行3次平行试验。
  2    结果与分析
  2.1    检出限测定结果
  由图1可知,3种试样消解方法中,以干灰化法获得的检出限最低,为0.005 37 mg/kg;微波消解法为0.016 90 mg/kg;湿法消解的检出限最高,为0.042 70 mg/kg。
  4.2    精密度测定结果
  由表2可知,3种前处理方法都能获得较好的RSD,其中,微波消解的精密度最好,其次为湿法消解,干灰化法較差,说明微波方法在测定时稳定性最好。
  4.3    准确度测定结果
  由表3可知,GSB-6菠菜(GBW10015)中铅的标称值为(11.1±0.9)mg/kg,3种前处理方法消解标准物质GSB-6菠菜(GBW10015)都能获得较好的精密度,但准确度方面只有微波消解和湿法消解处理样品的测量值在生物成分分析标准物质给定的标称值范围内,干灰化法测定铅元素的测定值远低于标物标称值。
  5    结论与讨论
  (1)微波消解无论在检出限、精密度和准确度都优于湿法消解和干灰化法,较湿法消解具有操作简便、处理时间短等优点,而且过程中样品不易被污染、样品中待测成分损失少,能大大提高试验效率,获得较好的精密度和准确度。
  (2)湿法消解虽然能获得较好的精密度和准确度,但操作过程较复杂,时间长,需要加入较多的酸,容易造成本底值高,铅易受污染的元素,湿法消解容易影响试验结果。
  (3)干灰化法加入的酸较少,所以本底值低,能获得较低的检出限,但是在测定铅含量时不能获得较高的准确度,说明干灰化法在500 ℃高温处理时,容易使铅元素损失,不适合铅的测定。
  综上所述,微波消解方法具有低检出限、高灵敏度、高准确度等优点,极大地节省了人力物力,是测定蔬菜中重金属元素铅含量的最优前处理方法。
  6    参考文献
  [1] 王晓莹,张君岭,高雁茹.微波高压消解石墨炉原子吸收分光光度法测定小麦粉中铅的含量[J].农业与技术,2015,35(21):39-42.
  [2] 刘道银.中国食品中重金属危害现状及检测技术研究[J].中国农学通报,2016(19):194-198.
  [3] 杨雪娇,黄伟,林涛,等.不同前处理方法检测食品中的重金属含量[J].现代食品科技,2008,24(1):1051-1053.
  [4] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准 食品中铅的测定:GB 5009.12-2017 食品中铅的测定[S].北京:中国标准出版社,2017.
  [5] 王晓莹,张君岭,高雁茹.微波高压消解石墨炉原子吸收分光光度法测定小麦粉中铅的含量[J].农业与技术,2015(21):39-42.
  [6] 李海峰.检出限几种常见计算方法的分析和比较[J].光谱实验室,2010,27(6):2465-2469.
  收稿日期   2019-01-24
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