石墨爐原子吸收法測(cè)定陶瓷制品中銅的遷移量*

于京令 郭志勇

(1 許昌市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)與研究中心 河南 許昌 461000)

(2 國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(陶瓷制品有害物質(zhì)分析與評(píng)估) 河南 許昌 461000)

陶瓷制品在我們的日常生活中應(yīng)用廣泛,日用陶瓷的使用安全問(wèn)題一直是大家關(guān)注的重點(diǎn),因其在使用時(shí)需要和食物直接接觸,會(huì)有多種元素直接遷移出而被使用者攝入,直接對(duì)人的健康造成影響。其中銅元素含量低時(shí)對(duì)人體有益,含量過(guò)高會(huì)影響人體健康。目前測(cè)定銅的遷移量較多使用ICP-MS,但此設(shè)備價(jià)值高,檢驗(yàn)成本也高,而石墨爐原子吸收法測(cè)定銅具有高靈敏度,操作簡(jiǎn)便,設(shè)備普及率廣等優(yōu)點(diǎn)。所以筆者依據(jù)GB 31604.1-2015食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)通則[1]將對(duì)石墨爐原子吸收法測(cè)定銅的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究探討,給出一種可行的測(cè)試方法和條件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

德國(guó)耶拿-ZEEnit700P型原子吸收光譜儀,銅空心陰極燈(德國(guó)耶拿),1 000μg/mL銅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心),冰醋酸(優(yōu)級(jí)純),硝酸鎂(優(yōu)級(jí)純),硝酸鉛(摩爾溶液),超純水。

1.2 儀器工作條件

波長(zhǎng)324.8 n m,狹縫寬度0.8 n m,元素?zé)綦娏? mA,Zeeman2磁場(chǎng)模式,進(jìn)樣量為20μL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以食物模擬物4%冰醋酸為空白,并用食物模擬物配置成標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。系列濃度為0μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、40μg/L、80μg/L,不使用基體改進(jìn)劑的情況下測(cè)得的吸光度。

校準(zhǔn)曲線方程為:A=0.0094225C+0.0267700,相關(guān)系數(shù)r=0.9991。校準(zhǔn)曲線如圖1所示。

圖1 校準(zhǔn)曲線

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程討論

2.1 基體改進(jìn)劑的選擇

實(shí)驗(yàn)選取了不使用基體改進(jìn)劑和使用5μL 0.1%硝酸鉛和0.05%硝酸鎂混合基體改進(jìn)劑,灰化溫度1 100℃、原子化溫度2 000℃,分別測(cè)試20μg/L 時(shí)的吸光度分別為0.219 3和0.217 4,信號(hào)圖如圖2和圖3所示,由比較可知,使用基體改進(jìn)劑和不使用基體改進(jìn)劑吸光度改變不明顯。

圖2 使用基體改進(jìn)劑信號(hào)圖

圖3 不使用基體改進(jìn)劑信號(hào)圖

2.2 灰化溫度的選擇

灰化階段如果灰化溫度過(guò)高,會(huì)造成灰化損失,灰化溫度過(guò)低,共存物沒(méi)有燃燒盡,會(huì)造成背景校正過(guò)度,實(shí)驗(yàn)中不使用基體改進(jìn)劑,保持原子化溫度2 000℃不變,在800～1 200℃測(cè)定吸光度,進(jìn)行灰化溫度的選擇。

由圖4可以看出,隨著灰化溫度的升高,吸光度增大,當(dāng)溫度超過(guò)1 100℃時(shí),吸光度略微下降,所以實(shí)驗(yàn)選擇1 100℃為灰化溫度。

圖4 灰化溫度對(duì)吸光度的影響

2.3 原子化溫度的選擇

實(shí)驗(yàn)在不使用基體改進(jìn)劑,灰化溫度使用1 100℃,測(cè)試溶液濃度為40μg/L,測(cè)定原子化溫度在1 800～2 200℃的吸光度。

由圖5可得出,原子化溫度在2 000℃之前,隨著溫度的升高吸光度值變大,在2 000℃到達(dá)最大值,然后隨著溫度繼續(xù)升高吸光度值開(kāi)始下降,所以實(shí)驗(yàn)選擇2 000℃為原子化的最佳溫度。

圖5 原子化溫度對(duì)吸光度的影響

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論

不使用基體改進(jìn)劑,用以下石墨爐升溫程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表1),試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)GB/T 27417-2017合格評(píng)定 化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南[2]進(jìn)行談?wù)摗?/p>

表1 石墨爐升溫程序

3.1 檢出限(LOD)和定量限(LOQ)

以4%冰醋酸空白溶液連續(xù)進(jìn)樣11次測(cè)定吸光度,進(jìn)樣量20μL,測(cè)得檢出限(LOD)為0.3μg/L,以3倍的檢出限為定量限(LOQ),結(jié)果為0.9μg/L。

3.2 正確度

實(shí)驗(yàn)選取2種銅紅釉樣品,加入基質(zhì)為食物模擬物(4%冰醋酸)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同樣品的加標(biāo)回收率

由表2 可以看出,本方法的回收率在98.0%～105.0%,符合方法回收率偏差范圍。

3.3 精密度

實(shí)驗(yàn)選取兩種銅紅釉樣品進(jìn)行7次測(cè)試,計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.3%和5.8%,滿足分析測(cè)試要求。

筆者用石墨爐原子吸收法測(cè)試陶瓷制品中銅的遷移量進(jìn)行測(cè)定,實(shí)驗(yàn)條件主要針對(duì)基質(zhì)為4%冰醋酸時(shí)是否需要基體改進(jìn)劑,以及對(duì)灰化溫度和原子化問(wèn)題的探討,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,可知在不需要添加基體改進(jìn)劑,灰化溫度為1 100℃,原子化溫度在2 000℃時(shí),能取得98.0%～105.0%的回收率,測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)(CV)5.8%滿足實(shí)驗(yàn)室內(nèi)變異系數(shù)的要求。本方法對(duì)檢測(cè)設(shè)備要求低,分析結(jié)果令人滿意。