1、石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定 水產(chǎn)加工品中鋁的方法研究張志勝 * 張淑玲韓春菊北京市朝陽(yáng)區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所,100022摘要:本文著重研究了利用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定水產(chǎn)加工品中鋁,對(duì)測(cè)定條件進(jìn)行優(yōu)化選擇,達(dá)到快速、準(zhǔn)確,彌補(bǔ)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法中沒(méi)有水產(chǎn)加工品檢測(cè)方法的不足。利用混合酸硝酸-高氯酸對(duì)樣品進(jìn)行消化處理,無(wú)基體改進(jìn)劑,在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下,鋁含量在0.0-50.0g /L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到r=0.9991,最低檢出限為0.35ng/mL,鋁的特征質(zhì)量為2.0pg。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.70%-4.86%,水產(chǎn)加工品中鋁含量測(cè)定回收率為92.7%-103.7%。本法方便準(zhǔn)確,靈敏

2、度高,并有較高的回收率,可作為日常檢測(cè)使用。關(guān)鍵詞:石墨爐原子吸收光譜法;水產(chǎn)加工品;鋁1.前言鋁是地殼中含量最高的金屬元素,廣泛存在于自然界中,而鋁又不是人體必需的微量元素,過(guò)量的鋁可干擾人腦的記憶功能,使長(zhǎng)期記憶減退,嚴(yán)重者可造成老年癡呆癥、唐氏綜合癥等疾病,近幾年有鋁對(duì)生殖系統(tǒng)、胚胎生長(zhǎng)發(fā)育的毒性報(bào)道1-2。食品在加工過(guò)程中, 受到諸多因素的影響(如配方、工藝等,鋁含量可能超過(guò)國(guó)家有關(guān)食品標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在關(guān)于食品中鋁含量超標(biāo)的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮,目前我國(guó)在GB2760-86中規(guī)定水產(chǎn)加工品中使用食品添加劑,鋁的限量為小于100mg/kg,而在相應(yīng)的食品標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法中,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法只有面制食品中鋁的檢

3、測(cè)方法(GB/T5009.182-2003,為鉻天青S分光光度法,該法存在著靈敏度低、空白值高、顯色反應(yīng)選擇性差等弊端3,而對(duì)于水產(chǎn)加工品中鋁的測(cè)定方法還未見(jiàn)提出。目前,文獻(xiàn)報(bào)道的食品中鋁的測(cè)定方法主要有分光光度法、火焰原子吸收光譜法、ICP-OES法、ICP-MS法。分光光度法費(fèi)工耗時(shí),操作復(fù)雜,靈敏度偏低,分析歷程長(zhǎng),而ICP-OES法和ICP-MS法雖然操作簡(jiǎn)便,靈敏度和準(zhǔn)確度高,但所使用的儀器價(jià)格昂貴,一般的質(zhì)檢所都不具備,不易推廣,目前原子吸收儀器在質(zhì)檢行業(yè)已成為通用或必備的檢測(cè)儀器,操作較簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確度高。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇條件,采用塞曼扣除背景,建立了石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定水產(chǎn)加工

4、品中鋁。2.材料與方法2.1儀器和試劑Varian220Z原子吸收光譜儀,熱解涂層石墨管;100g/mL鋁標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心GBW(E080219鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液;鋁標(biāo)準(zhǔn)工作液,1000g/L;黃魚(yú)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW08057;雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10018;硝酸,高氯酸,硫酸,均為優(yōu)級(jí)純;硝酸+高氯酸混合酸(5:1。所用水均為超純水。2.2儀器工作條件測(cè)定波長(zhǎng)309.3nm,燈電流5mA,狹縫寬度0.5nm,進(jìn)樣體積10L,石墨爐升溫程序見(jiàn)表1。表1石墨爐升溫程序步驟溫度( 時(shí)間(s 氣體流量(L/min1 85 5.0 3.02 120 15.0 3.03 1000 3.0 3

5、.04 1000 3.0 0.05 2400 0.6 0.06 2400 2.0 0.07 2500 2.0 3.02.3樣品的預(yù)處理精確稱(chēng)取85干燥4小時(shí)后樣品0.5g左右于100mL的三角燒瓶中,加幾粒玻璃珠,加入硝酸高氯酸混合酸15mL和硫酸0.5mL,加表面皿放置過(guò)夜,放在電熱板上低溫緩慢加熱,等待劇烈作用后,稍加大電流,至消化液呈無(wú)色透明,用低溫加熱至出現(xiàn)大量白煙,繼續(xù)加熱至液體剩余約1mL左右,冷卻后用高純?nèi)ルx子水定容100mL備用。同時(shí)做試劑空白。2.4標(biāo)準(zhǔn)系列的配制與測(cè)定吸取1000g/L鋁標(biāo)準(zhǔn)工作液0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5ml于10mL容量瓶中,用

6、(1+99硝酸溶液定容,分別配制成0.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0g/L的鋁標(biāo)準(zhǔn)系列,按照儀器工作條件依次注入石墨爐中,測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。2.5樣品的測(cè)定吸取消解后的備用樣品0.505.0mL于50mL容量瓶中,用(1+99硝酸溶液定容,混勻。在儀器相同工作條件下將空白、樣品依次注入石墨爐中測(cè)定。3.結(jié)果與討論3.1消化方法的選擇樣品的消化前處理是準(zhǔn)確測(cè)定鋁的關(guān)鍵。分別用高溫馬福爐灰化法、微波消解法和濕式消解法測(cè)定黃魚(yú)和雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。結(jié)果見(jiàn)表2。表2不同消解方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品中鋁含量的測(cè)定結(jié)果(mg/kg標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)值高溫馬福爐灰化法微波消解法濕式消解法黃魚(yú)

7、1660±60 1322 1648 1623 雞肉 160±30 118 152 144 由表2可見(jiàn),高溫馬福爐灰化法結(jié)果明顯偏低,而微波消解法和濕式消解法的結(jié)果接近標(biāo)準(zhǔn)值,這是因?yàn)樵诟邷貤l件下鋁容易轉(zhuǎn)化成難溶性的氧化鋁異構(gòu)體,影響測(cè)定結(jié)果4。微波消解法雖然準(zhǔn)確,精密度好,但難以同時(shí)處理大批量樣品,且儀器價(jià)格昂貴,不適宜平時(shí)大批量樣品檢驗(yàn),而濕式消解法簡(jiǎn)單方便,容易控制,回收率也達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,因此本文采用傳統(tǒng)的高氯酸-硝酸濕式消解法。3.2試驗(yàn)條件的選擇灰化溫度的升高,可以在原子化之前趕走大部分的干擾物質(zhì),但溫度過(guò)高會(huì)造成鋁的損失,溫度過(guò)低,干擾成分不可能除去,所以灰化參數(shù)

8、的選擇與控制,是十分重要的步驟,參數(shù)控制得當(dāng),將會(huì)得到最佳分析結(jié)果。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),灰化曲線如圖1,由于水產(chǎn)加工品基體比較復(fù)雜,本實(shí)驗(yàn)采用800、900、1000三步斜坡升溫,時(shí)間為20s,保證樣品的灰化,既趕走了大部分干擾元素,又保證了鋁沒(méi)有損失,完全滿足測(cè)定的要求。原子化溫度取決于元素的性質(zhì),鋁屬于高溫元素,原子化溫度較高,但過(guò)高的溫度會(huì)造成石墨管的壽命縮短,從而在沒(méi)有完成檢驗(yàn)任務(wù)前就必須更換石墨管,對(duì)實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性很不利,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)熱解涂層石墨管采用2700的原子化溫度,使用100次左右時(shí),就已經(jīng)產(chǎn)生石墨顆粒隨氬氣飛出而干擾測(cè)定,本文根據(jù)原子化曲線選擇了略低的原子化溫度2400。時(shí)間為

9、2.8s。原子化曲線如圖2。 圖1.灰化曲線 圖2.原子化曲線據(jù)文獻(xiàn)6報(bào)道,在硝酸鎂、磷酸二氫銨、抗壞血酸和氯化鈀幾種基體改進(jìn)劑中,選擇硝酸鎂做基體改進(jìn)劑最好,可以增強(qiáng)石墨爐內(nèi)氣氛的還原能力,降低背景吸收,從而導(dǎo)致鋁化合物更完全的原子化,比不加基體改進(jìn)劑靈敏度增加4倍。本文選擇添加硝酸鎂(50g/L1mL 作為基體改進(jìn)劑和不添加基體改進(jìn)劑,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示兩種方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率變化不大,這可能是因?yàn)樗a(chǎn)加工品中鎂的含量較高,不需要特別添加鎂,另外采用基體改進(jìn)劑反而會(huì)增加污染的可能性,故本方法不采用基體改進(jìn)劑。3.3方法的精密度和加標(biāo)回收率對(duì)雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、精選海米、甲級(jí)蝦皮、天然蝦皮平行測(cè)

10、定6次,結(jié)果見(jiàn)表3。表3.方法精密度(n=6雞肉145.2 5.71 3.93精選海米86.3 2.33 2.70天然蝦皮23.9 1.09 4.59對(duì)精選海米、甲級(jí)蝦皮、天然蝦皮樣品進(jìn)行梯度加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),取平行樣,加入適量鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果見(jiàn)表4。表4.加標(biāo)回收率樣品名稱(chēng)本底值(mg/kg 稱(chēng)樣量(g加標(biāo)濃度(g/mL加標(biāo)體積(mL測(cè)定值(mg/kg 回收率(%0.5026 10 0.5 95.6 93.5精選海米86.30.5045 10 2 127.4 103.70.5038 10 0.5 24.5 92.7甲級(jí)蝦皮15.30.5064 10 2 52.9 95.20.5021

11、10 0.5 33.8 99.4天然蝦皮23.90.5009 10 2 62.7 97.2由表3、表4可知,樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.70%4.86%,加標(biāo)回收率在92.7%103.7%,說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)方法有可靠的精密度和準(zhǔn)確度,可用于水產(chǎn)加工品中鋁的測(cè)定。3.4工作曲線、方法的檢出限和特征質(zhì)量按照上述的儀器條件和實(shí)驗(yàn)方法,當(dāng)鋁的測(cè)定液濃度在0.050.0g/L時(shí),標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好,線性回歸方程為Abs=0.0132×C+0.0694,曲線相關(guān)系數(shù)為r=0.9991。特征質(zhì)量為2.0pg,空白連續(xù)測(cè)定11次,按3倍空白標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法的檢出限為0.35ng/mL。3.5共存元素的干擾在本文

12、試驗(yàn)樣品中,常見(jiàn)離子主要有K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Fe3+,Cu2+,PO43+,Cl- 等,在20.0g/L鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別加入上述各種可能產(chǎn)生干擾的離子,測(cè)定其吸光值。當(dāng)吸光值改變±10%時(shí),共存干擾物質(zhì)的允許量為4000mg/L,表明采用石墨爐原子吸收法測(cè)定水產(chǎn)加工品中鋁的含量有良好的選擇性。4.結(jié)論與建議鋁現(xiàn)在已經(jīng)被明確定為食品污染物,國(guó)家已明確規(guī)定了食品中添加限量和殘留限量,但是現(xiàn)在對(duì)鋁的監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)還是沒(méi)有被引起足夠重視,檢驗(yàn)方法還比較陳舊,鉻天青S分光光度法費(fèi)時(shí)耗工,準(zhǔn)確性差,火焰原子吸收光譜法因鋁易形成難離解的氧化物而需要溫度較高的氧化亞氮乙炔火焰,操作要求嚴(yán)

13、格,比較危險(xiǎn),難以普及,且測(cè)定干擾嚴(yán)重。ICP-OES或ICP-MS法準(zhǔn)確度高,但儀器價(jià)格昂貴,目前還無(wú)法在所有的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)推廣。本文采用的石墨爐原子吸收光譜法的精密度和準(zhǔn)確度均符合分析要求,簡(jiǎn)單快捷,可以應(yīng)用于水產(chǎn)加工品中鋁的檢測(cè)。參考文獻(xiàn)1龔迎昆,鄭懷禮,環(huán)境樣品中痕量鋁的現(xiàn)代光度分析研究新進(jìn)展,光譜學(xué)與光譜分析,24(2:200-203,Jan.2004.2盛明純,鋁對(duì)人體健康影響的研究進(jìn)展綜述,安徽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,12(1:46-48,Jan.2006.3 陳夏芳,胡浩軍,面制食品中鋁的測(cè)定探討,中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,16(9:1067-1068,Jan.2006.4鄧勃,應(yīng)用原子吸收與原子熒

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15、Shu-ling HAN Chun-ju (Beijing Chaoyang Institute of Product Quality Supervision and Examination,100022AbstractThis thesis investigation determination of Aluminium in aquatic products by graphite furnace atomic-absorption spectrometry, optimizing term of determination. The method is fast and accuracy

16、, replenishing blank of national standard. Pretest sample using mixed acid (nitric acid and perchloric acid, and nothing was adopted as matrix modifier to determined. When the content of the standard Aluminium solution is from 0.050.0g /L, there is good linearity, correlation coefficient r=0.9991. The lowest detection limit of the method was 0.35ng/mL, the Aluminium characteristic mass was 2.0pg, the relative standard dev