大米中铅含量快速检测方法的研究

鲍会梅（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安223003）



大米中铅含量快速检测方法的研究

鲍会梅
（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安223003）

摘要：为了探究大米中铅含量检测的最优方法。研究石墨炉原子吸收光谱法检测大米中铅的含量。大米中铅含量为0.0175mg/kg，RSD为1.28%，回收率为98.05%。探究了石墨炉原子吸收光谱法的最优条件为：最佳波长为260 nm，硝酸最优浓度为0.5 mol/L，最优基本改进剂为磷酸二氢铵，灰化温度为1 000℃，石墨炉清除温度2 800℃，采用90、110℃二级干燥法是最优的。该方法简便可行，可以满足检测需要。

关键词：大米；铅含量；石墨炉原子吸收光谱法

铅是一种化学元素，化学符号为Pb，原子序数为82，金属铅是蓝白色重金属，质柔软，延性弱，展性强。空气中表面易氧化而失去光泽[1]。

目前，铅在粮食中的危害问题日益突出，严重影响了粮食的品质。世界许多国家和组织都对食品、药品、化妆品中的限量均做出了严格的规定[2]。在我国粮食组织中铅残留量最大限值为0.2 mg/kg。因此，加快对粮食中铅含量的检测与研究，已经成为我国粮食科学与食品安全的重要任务[3]。

国家标准中铅的测定方法有：石墨炉原子吸收光谱法测定，方波阳极溶出伏安法、碳纳米管法、火焰原子吸收光谱等[4]。相对其他的研究方法，石墨炉原子吸收光谱法具有效率更高，试样用量小，分析试样范围广的这些优点，所以本文运用国标第一法石墨炉原子吸收光谱法测定对大米中铅的最佳检测条件和影响进行探讨，从而证明该方法准确、快捷，是测定铅的理想方法。

1材料与方法

1.1主要仪器

日立Z一8000型原子吸收分光光度计、铅空心阴极灯：日立公司制；热解石墨炉：甘肃省拓普化工总公司。

石墨炉操作程序条件为：波长260 nm，读数方式为峰面积积分。石墨炉操作程序条件见表1。

表1石墨炉操作程序条件Table 1 Operating procedure of graphite furnace

1.2试剂与材料

硝酸；磷酸；高氯酸，过氧化氢（30 %）；基体改进剂为磷酸二氢铵溶液（10 g/L）；

铅标准使用液（此溶液每毫升含10 mg铅）。以上试验用的试剂均为分析纯。

大米：购于淮安城南农贸市场。

1.3方法

样品消化：将采购来的大米样品用研钵磨成粉末状，过60目筛，用80℃干燥4 h，稍冷却置于干燥器中备用，准确称取大米粉1.000 0 g，放置于高压釜内，加入5 mL浓硝酸，套上消化器外套，拧紧，放入室温的远红外干燥箱内，1小时升温到150℃，恒温30 min，取出冷至室温，将消化罐内消化液移入已加2.5 mL、1 %磷酸二氢铵的25 mL硬质刻度试管中，用去离子水稀释至刻度，移入聚乙烯瓶中，保存备测试用。

1.3.1标准曲线的绘制

采用0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mg/mL浓度的铅标准溶液，进行对铅的吸光度的测定。

1.3.2试样的测定

分别吸取样液和试剂空白液10 mL注入石墨炉分别测得其吸光值，带入标准曲线求得样液中铅的含量。

式中：X为样品中铅的含量，mg/kg；A1为测定用样品消化液中铅的含量，mg；A2为试剂空白液中铅的含量，mg；m为样品质量，g；V1为样品消化液的总体积，mL；V2为测定用样品消化液体积，mL。

1.4石墨炉原子吸收光谱法中影响因素的探讨

1.4.1最佳波长的选择

吸光度受测定波长的影响，本文探讨了测定波长在235、242、249、255、264、273 nm时对吸光度的影响。

1.4.2硝酸浓度的选择

硝酸浓度对铅吸收信号的大小影响显著，本文探讨了硝酸浓度在0.1、0.3、0.5、0.7 mol/L对吸光度的影响。

1.4.3基体改进剂的选择

测定结果受溶液温度的影响，吸光度随测定液温度升高而减少。铅属较易挥发的元素，实验选择磷酸二氢铵为基体改进剂。

1.4.4灰化温度的选择

吸光度受灰化温度的的影响，本文讨论了在500、600、700、800、900、1 000、1 100、1 200、1 300℃的温度和吸光度之间的关系，测定不同灰化温度下铅的吸光度值。

1.4.5石墨炉清除温度的选择

吸光度受石墨炉清除温度的影响，本文讨论了石墨炉最优温度的影响。

1.4.6最优干燥温度

吸光度受干燥温度的影响，本文讨论了90、110℃两个干燥温度的影响。

2结果与分析

2.1标准曲线的制作

利用自动取样器，对标准的工作溶液进行稀释之后进样，绘制铅的标准曲线。

表2铅标准使用液浓度与吸光度Table 2 Lead standard concentration and absorbance

图1铅的标准曲线Fig.1 Standard curve of lead

由图1可知道，回归方程为y=0.196x+0.012，相关系数为R2= 0.998 0带入实验方法中公式，经计算得样品中铅浓度为0.017 5 mg/kg。

2.2方法的精密度和准确度

2.2.1精密度实验

为了考察分析结果的可靠性，按照实验处理方法重复测定6次做精密度实验，数据结果见表3。

由表3可知，6次测定的标准偏差是0.001 5，平均值是0.1176，得出石墨炉原子吸收光谱法RSD为1.28 %。

2.2.2回收率实验

以空白样品为基底，添加不同浓度的标准溶液，在样品中重复6次加标样，对石墨炉原子吸收光谱法回收率进行检测，得到数据见表4。

表3方法精密度实验Table 3 Method precision experiment

表4回收率测定实验结果Table 4 Experimental results of recovery rate

由表4可知，石墨炉原子吸收光谱法回收率为98.05 %，回收效果很好。

2.3石墨炉原子吸收光谱法最佳实验条件的选择

2.3.1最佳波长的选择

含铅溶液的吸收曲线。如图2所示。

图2波长与吸光度关系曲线图Fig.2 Curve of wavelength and absorbance

由图2可知，在235 nm波长到260 nm波长是呈上升趋势，在260 nm波长到273 nm波长呈下降趋势，由图还可以看出，石墨炉原子吸收光谱法最佳波长是260 nm。

2.3.2硝酸浓度的选择

本文探讨了硝酸浓度在0.1、0.3、0.5、0.7 mol/L对回收率影响。得到数据见表5。

表5硝酸浓度对回收率的影响Table 5 Effect of nitrate concentration on recovery rate

由表5可知，硝酸浓度最优选择是0.5 mol/L，它的回收率最接近100 %。因此本文选用0.5 mol/L的硝酸。

2.3.3基体改进剂的选择

铅属较易挥发的元素。在不加基体改进剂的情况下，铅在600℃有灰化损失，加入合适的基体改进剂可适当提高灰化温度，有利于原子灰化，同时也克服或降低待测元素的挥发损失，而提高灰化温度，从而达到消除干扰的目的。试验选择磷酸二氢铵作为铅的基体改进剂，将铅的灰化温度分别提高到800℃，而铅无损失，故实验选择磷酸二氢铵为基体改进剂。

2.3.4灰化温度的选择

在500℃～1 300℃温度范围内，测定不同灰化温度下铅的吸光度值。图3是在不同灰化温度下测定的曲线图。

由图3可见，吸光度在灰化温度是1 000℃时最大，1 000℃灰化温度之后吸光值呈下降趋势，灰化温度提高到1 000℃，可以降低基体组分对被测元素的干扰。因此本文选用了最优灰化温度为1 000℃。

2.3.5石墨炉清除温度的选择

铅元素属于易挥发元素，当石墨炉清除温度高于2 800℃时即可以造成铅的一些挥发损失，但是在2 800℃的石墨炉清除温度以下时，仍然不能完全有效的去除基体的干扰，背景吸收仍较高。因此，本文选择石墨炉清除温度为2 800℃。

2.3.6石墨炉干燥温度的选择

石墨炉干燥温度的选择与样品粘滞性、基体成分进样量有关。采用90、110℃两个温度的干燥法。找到最佳干燥温度的依据是：石墨炉升温程序中干燥步骤开始的5 s~10 s期间，将观察镜放到石墨管进样口的上方，如果镜面上出现一些水珠，则表明溶剂已被蒸出；升温程序中干燥步骤结束前10 s内，以同样方法观察，若镜面上不出现水珠，就表明溶剂已被蒸干。采用90、110℃二级干燥法是最优的。

3　结论

石墨炉原子吸收光谱法测定样品中的铅含量为0.017 5 mg/kg，测定结果在国家标准允许范围内。该法测定储粮中铅含量的回收率为98.05 %，回收率高；测定结果的RSD为1.28 %，精确度高，因此本文选用石墨炉原子吸收光谱法。本文进一步对石墨炉原子吸收光谱法中最佳波长、硝酸浓度、基体改进剂、灰化温度等影响实验条件的因素进行讨论，得出最佳实验条件：最佳波长为260 nm，硝酸最优浓度为0.5 mol/L，最优基本改进剂为磷酸二氢铵，灰化温度为1 000℃，石墨炉清除温度2 800℃，采用90、110℃二级干燥法是最优的。

通过以上的实验得出：石墨炉原子吸收光谱法回收率高、精确度高，技术水平相对来讲要求不高，操作简单，价格便宜。石墨炉原子吸收光谱法检测相对快捷、有效，且同时达到定量的目的，可靠性好，能精确检测出大米中铅含量。

参考文献：

[1]张昆仑,陈晓明,杨彦国,等.石墨炉原子吸收法测定全血中铅含量的应用[J].大家健康报,2014,8(4):70-70

[2]季梅.铅测定方法的研究进展[J].预防医学论坛,2010,16(6):551

[3]罗艳玲.石墨炉原子吸收测定大米中的铅不确定度评定[J].粮油食品科技,2014,22(1):76-77

[4]殷贺峰,赵建庄,路锦绣.原子吸收分光光度计石墨炉方法测定出口大米中铅、镉的含量[J].宁夏医学院学报,1996,18(2):22-26

官评价。结果得出不进行灭菌处理的对照组样品在贮藏20 d后已经腐败变质，不能够成为商品。经过超高压处理的样品60 d后总酸0.59 g/100 g、食盐5.46 g/100 g、还原糖4.23 g/100 g、亚硝酸盐2.96 g/kg、氨基酸态氮0.25 g/100 g理化指标均符合酱腌菜卫生标准和大肠菌群数量≤30（MPN/100 g），并且色泽鲜亮，组织脆嫩，滋气味良好，感官评分达到70分，保持了酱腌菜的色、香、味和营养元素，延长了酱腌菜的保质期和货架期。

Study on Detection Method of Lead Content in Rice

BAO Hui-mei
（Jiangsu Food Pharmaceutical Science College，Huai'an 223003，Jiangsu，China）

Abstract：To explore the optimal method for determination of lead content in rice，the content of graphite furnace atomic absorption spectrometry determination of lead in rice was studied. Lead content in rice was 0.017 5 mg/kg，RSD was 1.28 %，the recovery rate was 98.05 %. This paper explored the optimal conditions by graphite furnace atomic absorption spectrometry was：the best wavelength was 260 nm，the optimum concentration of nitric acid for 0.5 mol/L，optimal modifier for two ammonium hydrogen phosphate，ashing temperature was 1 000℃，graphite furnace cleaning temperature 2 800℃，the optimum drying temperature to a temperature of 90，two- 110℃. The method was simple and feasible，and can meet the test requirements.

Key words：rice；lead；graphite furnace atomic absorption spectrometry

收稿日期：2014-08-09

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.02.041

作者简介：鲍会梅（1974—），女（汉），副教授，硕士，主要从事食品理化检验教学工作。