濕法消解原子熒光光譜法測(cè)定雪菜及土壤中的鉛含量

陳平 陳建國(guó) 彭錦峰 李亞萍

(寧波出入境檢驗(yàn)檢疫局 浙江寧波 315012)

1 前言

雪菜是我國(guó)長(zhǎng)江流域普遍栽培的冬春兩季重要蔬菜，在種植過(guò)程中較容易吸收環(huán)境中的鉛(Pb)，檢驗(yàn)中曾發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)雪菜中Pb含量超標(biāo)。為保證出口雪菜質(zhì)量，檢驗(yàn)檢疫部門應(yīng)該提高種植環(huán)境的安全保證，從而從源頭對(duì)Pb進(jìn)行控制。迄今為止，食品中Pb含量測(cè)定的典型方法有原子吸收光譜法(AAS)［1－3］、原子熒光光譜法(AFS)［4，5］和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP－MS)［6］等方法，其中AFS具有快速可靠、檢測(cè)成本低廉和應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)食品分析行業(yè)中應(yīng)用廣泛。土壤與蔬菜重金屬污染的相關(guān)性研究已有部分文獻(xiàn)報(bào)道［7－9］，但是未見(jiàn)雪菜中Pb污染情況的報(bào)道。本研究對(duì)化工生產(chǎn)區(qū)域和公路旁以及遠(yuǎn)離上述兩地區(qū)域種植的雪菜及土壤中的Pb含量進(jìn)行了檢測(cè)分析。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 樣品

實(shí)驗(yàn)用新鮮雪菜:種植地現(xiàn)場(chǎng)采集;土壤:不同區(qū)域雪菜種植地采集。

2.1.2 試劑

硝酸+高氯酸混合酸(9+1);鹽酸(1+1);草酸溶液(10 g/L);氫氧化鈉溶液(2 g/L);鐵氰化鉀［K3Fe(CN)6］溶液(100 g/L):稱取 10.0 g 鐵氰化鉀，加水溶解并稀釋至100 mL;硼氫化鈉(NaBH4)溶液(10 g/L):稱取5.0 g硼氫化鈉溶于500 mL氫氧化鈉溶液(2 g/L)中，混勻，臨用前配制;氫氟酸。所有試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液

Pb標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(1.0 mg/mL);Pb標(biāo)準(zhǔn)使用液(1.0μg/mL):精確吸取Pb標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液以超純水逐級(jí)稀釋而成。

2.1.4 儀器

原子熒光光譜儀:北京吉天儀器公司;鉛空心陰極燈:負(fù)高壓300 V，燈電流75 mA;原子化器:爐溫200℃，爐高8 mm;載氣流量:400 mL/min(Ar);屏蔽氣:1000 mL/min(Ar)。

2.2 方法

2.2.1 雪菜樣品處理

取新鮮雪菜用粉碎機(jī)攪碎均勻。稱取雪菜試樣1g－2g置于100 mL石英燒杯中，然后加入硝酸+高氯酸混合酸(9+1)10 mL，搖勻，浸泡1h;置于電熱板上加熱消解，至消化液呈淡黃色或無(wú)色(如消解過(guò)程色澤較深，稍冷補(bǔ)加少量硝酸，繼續(xù)消解);稍冷加入20 mL水再繼續(xù)加熱趕酸至近干;冷卻后用少量水轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶中，加入鹽酸(1+1)0.5 mL，草酸溶液(10 g/L)0.5 mL，搖勻，再加入鐵氰化鉀溶液(100 g/L)1 mL，用水準(zhǔn)確稀釋定容至25 mL，搖勻，放置30 min后測(cè)定。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

2.2.2 土壤樣品處理

稱取經(jīng)風(fēng)干、研磨并過(guò)0.149 mm孔徑篩的土壤樣品0.2 g－0.5 g于25 mL聚四氟乙烯坩堝中，用少許水濕潤(rùn)樣品，加入5 mL鹽酸、2 mL硝酸搖勻，蓋上坩堝蓋，浸泡過(guò)夜;然后置于電熱板上加熱消解，溫度控制在100℃左右，至殘余酸量較少時(shí)(約2 mL－3 mL)，取下坩堝稍冷后加入2 mL氫氟酸，繼續(xù)低溫加熱至殘余酸液為1 mL－2 mL時(shí)取下;冷卻后加入2 mL－3 mL硝酸+高氯酸混合酸(9+1)，將電熱板溫度升至200℃左右，繼續(xù)消解至白煙冒凈為止;加少許鹽酸(1+1)淋洗坩堝壁，加熱溶解殘?jiān)瑢Ⅺ}酸趕凈，加入15 mL鹽酸(1+1)于坩堝中，在電熱板上低溫加熱，溶解至溶液清澈為止;取下冷卻后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度;搖勻后取5 mL溶液于50 mL容量瓶中，加入2 mL草酸(10 g/L)溶液、2 mL鐵氰化鉀溶液(100 g/L)，然后用水稀釋至刻度，搖勻，放置30 min待測(cè)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品前處理

與文獻(xiàn)報(bào)道相同［10］，實(shí)驗(yàn)表明介質(zhì)酸度對(duì)Pb測(cè)定結(jié)果影響顯著。溶液中的Pb離子經(jīng)氧化至Pb(IV)后在酸性介質(zhì)下與還原劑硼氫化鉀反應(yīng)生成PbH4，反應(yīng)的產(chǎn)率直接與參與反應(yīng)的氫離子濃度相關(guān)。因此，在用混酸消解樣品時(shí)應(yīng)盡量將酸趕凈，蒸至近干，以便在測(cè)定時(shí)使標(biāo)準(zhǔn)溶液及各樣品溶液間氫化物生成的條件相似。

3.2 載流的影響

以鹽酸為載流，試驗(yàn)了不同濃度對(duì)10μg/L Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1顯示，當(dāng)鹽酸濃度在2.0%時(shí)，Pb的熒光強(qiáng)度最大;繼續(xù)增大鹽酸濃度，Pb信號(hào)強(qiáng)度保持穩(wěn)定。因此，實(shí)驗(yàn)選擇鹽酸濃度為2.0%。

3.3 還原劑濃度的影響

試驗(yàn)了不同硼氫化鉀溶液對(duì)10μg/L Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 鹽酸載流濃度對(duì)熒光響應(yīng)值的影響

圖2 硼氫化鉀濃度對(duì)熒光響應(yīng)值的影響

圖2 顯示，還原劑硼氫化鉀溶液濃度低，熒光強(qiáng)度不夠;相反，當(dāng)硼氫化鉀濃度過(guò)高時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣量太大，同樣降低熒光信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)硼氫化鉀溶液濃度在20 g/L時(shí)，Pb的熒光強(qiáng)度最大，信號(hào)穩(wěn)定。因此，實(shí)驗(yàn)選擇硼氫化鉀溶液濃度為20 g/L。

3.4 載氣流量、屏蔽氣流量的影響

實(shí)驗(yàn)用氬氣作為載氣和屏蔽氣。載氣流量過(guò)大，會(huì)稀釋原子化器中Pb蒸氣濃度，導(dǎo)致熒光值降低;載氣流量過(guò)低，載氣則難以將原子化器中的Pb有效傳輸，并有記憶效應(yīng)。當(dāng)載氣流量在400 mL/min時(shí)，Pb的熒光強(qiáng)度最大，信號(hào)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)選擇載氣流量為400 mL/min。

屏蔽氣可有效防止周圍空氣進(jìn)入，保證原子化器火焰形狀穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，屏蔽氣流量對(duì)熒光值測(cè)定影響不大。因此，選擇屏蔽氣流量為1000 mL/min。

3.5 環(huán)境對(duì)雪菜中Pb含量的影響

汽車尾氣的排放或化工生產(chǎn)區(qū)域易導(dǎo)致土壤Pb含量升高。分別采取公路旁和化工生產(chǎn)區(qū)等受污染區(qū)域與遠(yuǎn)離公路和綠色農(nóng)莊等未受污染區(qū)域各7個(gè)點(diǎn)的土壤及種植的雪菜進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1顯示，公路旁和化工生產(chǎn)區(qū)等受污染區(qū)域的土壤Pb含量相對(duì)較高，其種植的雪菜中Pb含量也較高，但并不是所有公路旁均會(huì)有嚴(yán)重的污染，如3號(hào)取樣點(diǎn)的Pb含量與未受污染區(qū)域接近，與之相對(duì)應(yīng)的是雪菜中Pb含量也相對(duì)較低;而遠(yuǎn)離公路和綠色農(nóng)莊等未受污染區(qū)域的土壤Pb含量較低，其種植的雪菜中Pb含量也較低?？梢?jiàn)雪菜中Pb含量與其種植的土壤中Pb含量明顯相關(guān)，雪菜種植前應(yīng)充分考慮土壤環(huán)境中Pb的污染。

表1 不同環(huán)境土壤和種植雪菜中的Pb含量

4 結(jié)論

濕法消解原子熒光光譜法測(cè)定Pb的方法具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速等優(yōu)點(diǎn)，能滿足雪菜中Pb的分析要求?；^(qū)或公路旁土壤中Pb含量與該地種植的雪菜中Pb含量呈明顯相關(guān)。為防止雪菜中Pb含量超標(biāo)，應(yīng)控制環(huán)境Pb污染，選擇低污染區(qū)域種植。

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