原子熒光和原子吸收測(cè)定飼料中鉛的對(duì)比

柴 剛 煉曉璐 魏洪敏

北京海光儀器有限公司，北京 101312

鉛是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號(hào)為Pb，原子序數(shù)為82，相對(duì)原子質(zhì)量為207.2，鉛屬于有毒有害微量元素。鉛被人體吸收后很難排出體外，積累到一定量會(huì)造成鉛中毒，出現(xiàn)神經(jīng)衰弱和中毒性多發(fā)神經(jīng)炎，引起貧血、影響凝血過(guò)程、損害腎臟、而且也會(huì)損害免疫系統(tǒng)等[1-3]，給身體健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害。對(duì)兒童而言，鉛中毒更是不可小覷，它不僅影響兒童的健康成長(zhǎng)，還會(huì)影響智力發(fā)育。

鉛元素一般是從消化道和呼吸道進(jìn)入人體內(nèi)，鉛元素主要來(lái)源于食物藥品鉛污染、母源性鉛污染、含鉛用品污染、環(huán)境污染。牛、羊等動(dòng)物食用了鉛污染的飼料也會(huì)造成鉛中毒，不僅會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)間接影響人類的身體健康。為了減少鉛對(duì)人類健康的危害，必須控制好飼料中的鉛含量。GB13078-2017 飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中明確了各種不同飼料的鉛限量。測(cè)鉛常用的方法有分光光度法、溶出伏安法[4]、極譜法[5]、化學(xué)發(fā)光法等，本文介紹了用混合酸濕法消解飼料樣品后，分別用原子熒光光譜儀[6]和火焰原子吸收光譜儀[7]測(cè)試飼料中的鉛含量。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

氫化發(fā)生-原子熒光光譜儀AFS-8510、火焰原子吸收光譜儀AAS-810（北京海光儀器有限公司）；原子熒光光譜儀使用鉛空心陰極燈、原子吸收光譜儀使用鉛空心陰極燈（北京有色金屬研究總院）；分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；高純水機(jī)（北京歷元電子儀器有限公司）；EG20A 可調(diào)恒溫電熱板（北京萊伯泰科儀器股份有限公司）；硝酸、優(yōu)級(jí)純，高氯酸、優(yōu)級(jí)純，氫氟酸、優(yōu)級(jí)純，氫氧化鈉、分析純（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；鹽酸（優(yōu)級(jí)純，北京化工廠）；硼氫化鉀（原子熒光專用，天津南開允公合成技術(shù)有限公司）；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）。

1）還原劑（1%硼氫化鉀，w/V）。稱取2.5 g 氫氧化鈉溶于水中，再溶入5.0 g 硼氫化鉀，用水稀釋到500 mL。

2）載流（1.5%鹽酸，V/V）。量取15 mL 濃鹽酸，緩慢加入到約500 mL 水中，再用水稀釋到1 000 mL。

3）鐵氰化鉀溶液（4%，w/V）。稱取4 g 鐵氰化鉀溶于含有少量水的燒杯中，溶解之后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻。

4）標(biāo)準(zhǔn)系列的配制。

①原子熒光使用標(biāo)準(zhǔn)曲線。取含量為100 μg/mL的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL 于100 mL 容量瓶中，加入1.5 mL 鹽酸，用去離子水定容搖勻，配制成鉛含量為1 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。分別吸取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0、0.5、1.0、2.0、3.0 mL，置于100 mL 容量瓶中，加入1.5 mL 鹽酸，10 mL 鐵氰化鉀溶液，用去離子水定容，搖勻，配制成鉛含量為0、5.0、10.0、20.0、30.0 μg/L標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

②原子吸收使用標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別取含量為100 μg/mL 的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.4、0.8、1.2、1.6 mL，置于100 mL 容量瓶中，加入0.5 mL 硝酸溶液，用去離子水定容，搖勻，配置成鉛含量為0、0.4、0.8、1.2、1.6 μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取2.5 g（精確到0.000 1 g，）飼料（某養(yǎng)殖場(chǎng)現(xiàn)用添加劑預(yù)混合飼料）置于聚四氟燒杯中。加入少量水潤(rùn)濕樣品，加入8 mL 硝酸、2 mL 高氯酸、3 mL 氫氟酸（根據(jù)樣品中是否含有硅基質(zhì)來(lái)確定是否添加氫氟酸），搖勻。放置一段時(shí)間（根據(jù)樣品中有機(jī)物含量而定），放電熱板上低溫加熱，防止樣品中有機(jī)物含量過(guò)高造成爆沸使待測(cè)元素?fù)p失，當(dāng)溶液沒(méi)有大量氣泡生成時(shí)再提高消解溫度。消解至冒白煙高氯酸溶液透明無(wú)色，剩余體積約1 mL為止。若消解過(guò)程中溶液變?yōu)楹谏?，需要再加入硝酸消解直至溶液達(dá)到要求為止。取下冷卻，轉(zhuǎn)移至20 mL 容量瓶中，用去離子水定容，同時(shí)做試劑空白。原子吸收可以直接上機(jī)測(cè)試；原子熒光需要分取1 mL 消解于50 mL 容量瓶中，加入0.75 mL 鹽酸，5 mL 鐵氰化鉀溶液，預(yù)還原30 min 后上機(jī)測(cè)試。

1.3 儀器條件

原子熒光儀器和火焰原子吸收儀器條件見(jiàn)表1和表2。

表1 原子熒光儀器條件

表2 火焰原子吸收儀器條件

1.4 測(cè) 定

按照上述儀器工作條件對(duì)鉛的標(biāo)準(zhǔn)系列從低到高依次進(jìn)行測(cè)試，以濃度為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度（或吸光度）為縱坐標(biāo)，得到的濃度-熒光強(qiáng)度（或吸光度）標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 精密度測(cè)試

按照上述消解處理方法平行處理7 個(gè)飼料樣品，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。原子熒光光譜儀測(cè)試結(jié)果為5.735 mg/kg，原子吸收光譜儀測(cè)試結(jié)果為5.838 mg/kg，2 種儀器的測(cè)試結(jié)果一致且＜40 mg/kg，滿足GB13078-2017 飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)飼料中鉛的限量要求。原子熒光光譜儀測(cè)試精密度為4.19%，火焰原子吸收光譜儀測(cè)試精密度為3.91%。

表4 精密度分析試驗(yàn)

2.2 檢出限

檢出限測(cè)試平行測(cè)定11 次空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3 倍空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率得到鉛元素測(cè)定的檢出限，原子熒光檢出限為0.032 μg/kg，火焰原子吸收檢出限為0.098 mg/kg。

2.3 加標(biāo)回收

樣品前處理前梯度加入鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入的標(biāo)液和樣品一同處理，加標(biāo)回收率測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。原子熒光加標(biāo)回收率為86%～105%，火焰原子吸收加標(biāo)回收率為86.8%～103.2%，

表5 加標(biāo)回收分析試驗(yàn)

3 討 論

1）原子熒光測(cè)鉛需將游離態(tài)的鉛轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氫化鉛進(jìn)行測(cè)試，在酸性介質(zhì)中鉛的氫化發(fā)生效率對(duì)酸度要求很苛刻。本文測(cè)試了鹽酸、硝酸、硫酸介質(zhì)對(duì)測(cè)試響應(yīng)值及穩(wěn)定性的影響，相同體積分?jǐn)?shù)下鹽酸的測(cè)試效果均優(yōu)于其他幾種酸，測(cè)試不同體積分?jǐn)?shù)下鹽酸介質(zhì)的響應(yīng)值，當(dāng)鹽酸在1.5%時(shí)響應(yīng)值高，穩(wěn)定性最好。

2）原子熒光測(cè)鉛中鐵氰化鉀有2 個(gè)作用：一是氧化劑，把溶液中的Pb2+氧化為Pb4+；二是掩蔽劑，去除銅等一些干擾元素對(duì)鉛測(cè)定的影響。

4 結(jié) 論

使用硝酸-鹽酸-氫氟酸混合酸濕法消解的前處理方法，應(yīng)用原子熒光光譜儀和火焰原子吸收光譜儀測(cè)定飼料中鉛，對(duì)精密度、回收率等方法評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行考察，結(jié)果表明該測(cè)試試驗(yàn)取得了較好的效果，2 種儀器測(cè)試結(jié)果一致，充分證明這2 種儀器都適用于飼料中鉛的測(cè)定。原子熒光法具備線性范圍寬、基體干擾小、檢出限低等特點(diǎn)，適合檢測(cè)更低含量的樣品，而且儀器購(gòu)置及維護(hù)成本低。原子吸收法在線分析速度快，適合檢測(cè)樣品大、含量相對(duì)較高的樣品，保證試樣的準(zhǔn)確性，避免二次稀釋帶來(lái)的誤差。樣品分析時(shí)可根據(jù)樣品的含量選擇合適的檢測(cè)儀器提高準(zhǔn)確度、檢測(cè)速度，更好地控制飼料中鉛的含量，避免鉛元素過(guò)高帶來(lái)的危害，保證飲食安全。