微波消解_氢化物发生_原子荧光光谱法测定大米中痕量汞

February,2004　

微波消解2氢化物发生2原子荧光光谱法测定大米中痕量汞

牟仁祥,陈铭学,朱智伟,陈　能

农业部稻米及制品质量监督检验测试中心,中国水稻研究所,浙江杭州　310006

摘　要　采用微波消解2氢化物发生2原子荧光光谱法对大米中痕量汞进行了消解、测定。以微波消解为样品

前处理方法,建立了大米微波消解的最佳分析条件。确定了原子荧光光谱仪的参数设置,最佳氢化反应条件以及影响汞测定的相关环境参数。检测限01005ng・mL-1,测定大米中汞成分分析标准物质(GBW08508)中汞的含量,其结果与证书值相吻合,精密度211%,回收率9512%～10614%。主题词　微波消解;氢化物发生;原子荧光光谱法;大米;汞中图分类号:O657131　　文献标识码:A　　　文章编号:100020593(2004)0220236202

　　汞(Mercury,Hg)是一种对人体有害的微量金属元素,是

食品卫生检验的重要指标之一。本法应用微波酸消解克服湿法回流消解费时、费试剂、易玷污的缺点,达到迅速、准确、安全的要求,既可防止汞的挥发损失,又可节省试剂,降低空白值,从而保证结果准确。应用氢化物发生2原子荧光光谱法(HG2AFS)克服氢化物2冷原子吸收光谱法灵敏度低、线性范围窄的缺点,经回收率试验和对标准物质的测定,证明本法准确、简便、灵敏、快速。

2　结果与讨论211　微波消解程序微波消解是近年来新出现的样品制备手段[1],消解程

度的好坏直接影响测定的准确性,针对大米,我们设计了不同的消解程序,实验证明:015g试样,加5mL硝酸,采用斜坡升压消解程序(表1),功率设为自动,效果比较理想。

Table11Programformicrowavedigestion

1　实验部分

111　仪器

MARS5微波消解仪(美国CEM公司);AFS2230原子荧光光谱仪(北京海光仪器公司)。

步骤压力/psi升压时间/min保持时间/min排风量/%

15012100

210012100

3165110100

所有玻璃器皿使用前经硝酸(1+4)浸泡过夜,取出用去离子水冲洗干净、备用。112　试剂

硝酸(优级纯);氢氧化钾(KOH)溶液:5g・L-1;硼氢化钾(KBH4)溶液:5g・L-1,临用时现配。113　仪器工作条件

负高压260V,灯电流30mA,原子化温度200℃,火焰观测高度8mm,载气流速400mL・min-1,屏蔽气流速800mL・min-1,进样时间1010s,进样体积110mL,读数方式为峰面积,读数时间1210s,测量方式为标准曲线法。114　样品处理

称取015g(精确至010001g)过80目筛的粉样于消化罐内,加入5mL硝酸,盖好密封盖,将消化罐放入微波消解体系中,设置大米消解的最佳分析条件,至消解完全,冷却后用水定量转移并定容到25mL,混匀。同时做试剂空白。

收稿日期:2003202216,修订日期:2003205226　

　作者简介:牟仁祥,1976年生,中国水稻研究所实习研究员

212　环境温度和湿度的影响

环境温度和湿度对汞的测定影响很大,在夏天,特别是

南方的梅雨季节,高温高湿会使汞的荧光强度不稳定,我们对此进行了研究,当温度为32℃,相对湿度为80%时,1ng・mL-1的汞溶液荧光强度的相对偏差为1710%(n=11);当环境温度为20℃,相对湿度为47%时,1ng・mL-1的汞溶液荧光强度的相对偏差为118%(n=11)。213　炉温的选择

虽然冷原子荧光法测汞灵敏度较高,但记忆效应严重,精度较差,在800～900℃记忆效应小,精度亦高,但灵敏度下降10倍左右,选择200℃的炉温,不但记忆效应小,而且可以防止水蒸汽的散射干扰,灵敏度也能满足分析要求。214　反应介质及酸度

本法应用硝酸微波消解,故选用硝酸为反应介质。选用

第2期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析

0164,0196,1128,1160,1192,2124,2156mol・L-1硝酸,按仪

237

L-1的硝酸溶液中可以贮存24h,而在0101mol・L-1的硝酸

器工作条件和实验方法测定汞的荧光强度,结果表明:随着酸度的增加,汞的荧光强度反而下降,在0164～1192mol・L-1酸度水平上,Hg的荧光强度有一平台区,考虑到样品消解后硝酸剩余量,本方法选择酸度为1160mol・L-1。215　KBH4流速及浓度

在本仪器上,KBH4溶液的用量是通过泵转速和加液时

溶液中贮存12h就会吸附损失近20%。

218　方法选择性

间来控制的,经调节,泵转速为65r・min-1,加液时间为1010s,KBH4溶液刚好到达反应块。实验表明,KBH4溶液浓度对测定灵敏度有显著影响,如果KBH4溶液浓度太低,还原力弱,灵敏度就低;但是,当KBH4溶液浓度太大时,会产生大量氢气稀释Hg原子浓度,灵敏度也会降低。216　载气流速和成分

载气的流速和成分对荧光强度产生很大的影响。过高的载气流速,会冲淡Hg原子浓度,而过低的流速则难以迅速将氢化物带入石英炉中。如果载气纯度不高,有氧气时,会造成荧光猝灭,Hg的灵敏度下降。217　汞的稳定性211%,而且还对样品进行加标回收试验,回收率在9512%

汞在溶液中很不稳定,极易发生器壁吸附,浓度越低越～10614%之间,实验表明,选用具有代表性的标准物质,用易被吸附,而溶液的酸度、温度和贮存时间又显著影响着汞本法进行大米Hg含量测定,其结果准确可靠。的吸附作用,当温度为5～6℃,011ng・mL-1的汞,在1mol・

Table21Resultsforreferencematerials(n=6)

标准物质名称大米中汞成分分析标准物质

标准物质编号

GBW08508有许多关于氢化物干扰情况的报道[2,3],本文对测定可

能出现的主要干扰元素进行了试验,当Hg浓度在015ng・mL-1,相对偏差小于2%时,下列离子(以ng・mL-1计)不干扰测定:As(5),Se(5),Cd(5),Pb(20),Cu(100),Zn(500),由此表明,大米测定液里其他阳离子不会对Hg测定造成干扰。219　检测限、线性范围和精密度

将空白溶液连续测定11次,按照标准偏差的3倍计算,检测限为01005ng・mL-1;Hg在0～50ng・mL-1范围内线性关系良好,线性相关系数r=019998;对1ng・mL-1的Hg标准溶液测定的相对偏差为118%(n=11)。2110　准确度和回收率

采用大米中汞成分分析标准物质(GBW08508),进行Hg含量测定6次,其结果与证书值相吻合(表2),变异系数为

元素Hg证书值/mg・kg-1

01038±01005

测定值/mg・kg-1

01037

变异系数

/%211

回收率/%

9512～10614

参考文献

[1]　TIANBao2zhenetal(田宝珍等).FoodandFermentationIndustry(食品与发酵工业),2000,26(3):15.

[2]　WEIFu2shengetal(魏复盛等).GuidetoAnalyticalMethodonWaterandWasteWater(theThirdVolume)(水和废水监测分析方法指南(下册)).

Beijing:ChinaEnvironmentalSciencePress(北京:中国环境科学出版社),1997.

[3]　LIGuoetal(李　果等).AtomicFluorescenceSpectralAnalysis(原子荧光光谱分析).Beijing:GeologicalPublishingHouse(北京:地质出版社),

1983.

DeterminationofTraceMercuryinRicebyMicrowaveDigestion2Hydride

Generation2AtomicFluorescenceSpectrometry

MOURen2xiang,CHENMing2xue,ZHUZhi2wei,CHENNeng

RiceProductQualityInspectionandSupervisionTestingCenter,MinistryofAgriculture,ChinaNationalRiceResearchInstitute,Hangzhou　310006,China

Abstract　Itwasreportedinthispaperthattracemercuryinricewasdeterminedbymicrowavedigestion2hydridegeneration2atomicfluores2cencespectrometry.Themicrowavedigestionofsampleswasused,andtheoptimumconditionsforthedigestionweredeveloped.Therelativefactorsofhydridegenerationatomicfluorescencespectrometryforthedeterminationweretestedanddiscussed.Thetemperatureandtherelativehumiditywerediscussedtoo.Thedetectionlimitwas01005ng・mL-1.Mercuryinreferencematerials(riceflour,GBW08508)wasdeter2minedalsobythedescribedmethod.Theresultobtainedwasingoodagreementwithstandardvalue.Therelativestandarddeviation(RSD)was211%,andtherecoveryofmercuryinricesampleswas9512%210614%.

Keywords　Microwavedigestion;Hydridegeneration;Atomicfluorescencespectrometry;Rice;Hg

(ReceivedFeb.16,2003;acceptedMay26,2003)