不同前处理方法测定都匀毛尖茶镉含量比较

魏兴江

(六盘水市环境监测站, 贵州 六盘水 553000)

1 引言

根据国家茶叶卫生标准GB 9679—1988要求，按GB/T 5009．15—2003《食品中镉的测定方法》操作，采用石墨炉原子吸收分光光度法进行镉的测定[1]。在原子吸收光谱分析中，茶叶样品必须进行预处理才能进行测定。样品前处理的速度和方法选择直接影响整个分析测定的效率。目前测定茶叶中的镉前预处理方法有干灰化法[2]、硝酸—高氯酸法[2]。干灰化法耗时较长，需要特殊设备马弗炉；硝酸—高氯酸法耗能量大，易蹦溅，同时处理的样品少及过程不易控制，加样回收率偏低[3]。采用盐酸法处理其他样品测定微量元素已有报道，但把这种方法用在处理茶叶，并且和干灰化法、硝酸—高氯酸法相比较还未见报道。本试验采用干灰化法、盐酸法[4]、硝酸—高氯酸法处理茶叶样品测定微量元素镉，进行精密度和准确度实验，探究耗时短、操作方便、环保、低损耗的最佳前处理茶叶样品的方法。

2 实验部分

2.1 主要仪器与试剂

仪器：日本岛津AA-6300石墨炉原子吸收分光光度计；SX-4-10型马弗炉；DL-I-15型封闭式电炉；电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；DZF-6020型真空干燥箱(上海)；电热板(湖北莫山国营无线电元件厂)。

试剂：浓盐酸(GR)、高氯酸(GR)、镉标准溶液、6 mol/LHCL、0.5 mol/LHNO3、1 mol/L HNO3、混酸(4份浓盐酸+1份高氯酸)；所用的水均为去离子水。

2.2 工作曲线的绘制

吸取镉标准储备液(1000 mg/mL)5.00 mL于500 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸稀释至标线，摇匀，得10 mg/mL镉工作液。准确移取5.00 mL镉工作液于500 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸稀释到刻度，摇匀，含镉100 μg/mL，此为镉的标准使用液。准确移取镉标准使用液10.00 mL于100 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸溶液稀释至刻度，摇匀，此溶液镉的浓度为10 ng/mL。进一步稀释成为含镉量为2.0000、4.0000、6.0000、8.0000、10.0000 ng/mL 的标准溶液，各吸取20uL注入石墨炉测定其吸光度，并求出吸光度与浓度关系的一元线性回归方程，待测元素标准曲线方程为(图1)：Y=0.0533X-0.0247，相关系数R2=0.9999。

图1 镉标准曲线

2.3 试样的制备及试验方法

2.3.1 样品的预处理

采集都匀市团山黄皮坡毛尖茶原叶样品，粉碎过80目筛，置于样品袋中备用。

2.3.2 干灰化法

分别称取5份茶样，每份2.0000 g茶样于瓷柑竭中，先小火在可调式电炉上炭化至无烟，移入马弗炉500 ℃灰化7 h时，冷却。如果茶样有未灰化成分，于瓷坩埚中再加2 mL混合酸在可调式电炉上小火加热，直至样品消化完全，放冷，用0.5 mol/L硝酸将灰分溶解，用滴管将试样消化液过滤入(视消化液有无沉淀而定)25 mL容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。

2.3.3 湿式消解法

分别称取5份茶样，每份2.0000 g茶样于250 mL锥形瓶中，放数粒玻璃珠，加10 mL混合酸，加盖浸泡过夜(12 h)，加一小漏斗电炉上消解，变棕黑色，再加混合酸，直至冒白烟，消化液略带黄色，放冷，用滴管将试样消化液过滤人25 mL容量瓶中，用水少量多次洗涤锥形瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。

2.3.4 盐酸消解法

分别称取5份茶样，每份2.0000 g茶样于250 mL锥形瓶中，放数粒玻璃珠，加20 mL 4 mol/L HCL混合酸，加盖浸泡过夜(12 h)，加一小漏斗电炉上消解1 h，变黑色，放冷，用滴管将试样消化液过滤人50 mL容量瓶中，用水少量多次洗涤锥形瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。

3 结果与分析

3.1 精密度实验

采用干灰化法、硝酸—高氯酸法、盐酸法处理样品，分别进样5次测定茶叶中Cd的含量，测定结果见表1。表1中数据表明，本试验的相对标准偏差均在4%以内，说明本实验的重现性好，测定结果可信，微量元素的测定可以采用上述3种方法。干灰化法测定Cd 的相对标准偏差与其他二种前处理方法处理样品测定相应元素的相对标准偏差相近。结果表明，硝酸—高氯酸法、盐酸法能达到国标法前处理水平[4]。

表1 不同前处理方法处理茶样测得的Cd含量及相对标准偏差

3.2 不同前处理方法测定都匀毛尖茶样品结果的比较

用干灰化法、硝酸- 高氯酸法、盐酸法处理样品，分别测茶样中Cd的含量，测定结果见表2。

由表2可见，3种前处理方法处理茶样样品，测得的毛尖茶茶样的结果近似相等。经F检验法检验，各处理方法之间不存在显著性差异，即P>0.05。这表明对于测定毛尖茶中微量元素Cd的含量时，采用硝酸- 高氯酸法、盐酸法二种样品前处理方法，可以达到干灰化法同样的效果。

表2 不同前处理方法处理茶样测得的Cd含量

3.3 准确度实验

准确称取茶样样品2.0000 g进行3种方法的加标回收率实验，测定结果见表3。

由表3数据可知：干灰化法测定Cd元素的回收率分别为79.46%～94.00%, 盐酸法测定Cd元素的回收率为79.80%～97.26%，硝酸- 高氯酸湿法测定值为1.36%～62.76%，从这些结果来看，干灰化法、盐酸法，这两种前处理方法的加标回收率相近，均能达到实验要求。

3.4 不同前处理方法所用时间、试剂量和仪器设备的比较

测定毛尖茶茶样品中Cd含量的4种不同前处理方法所需时间、所用试剂的用量和所利用的主要仪器设备见表4。

表3 毛尖茶加样回收测定结果

注：加标用Cd标准溶液浓度为50 ng/mL

表4 不同前处理方法所用时间、试剂和仪器的比较

由表4可见，干灰化法需高温设备马弗炉，干法耗时长，用电量大。利用硝酸—高氯酸进行消解处理茶样，耗酸量较大，而盐酸溶解法需要的时间短，耗酸量最小，操作简单。从表4中可以看出，干灰化法所需时间最长，其所需酸量较少，作简单，污染小，但干灰化法需马弗炉，耗能大。硝酸—高氯酸法所需时间较短，但需酸量较大，操作比较繁琐，加热易蹦溅，同时处理的样品少及过程不易控制，加样回收率偏低等缺陷，特别是浸泡和加热时产生的气体对环境的污染较严重。过硫酸铵法、盐酸法消解处理茶样所需时间短,耗酸量少，对环境的污染小，环保。

4 讨论与结论

干灰化法、盐酸法、硝酸—高氯酸的消解特点：几种处理方法中, 干灰化法法操作简单，适合于大批量的试样分析，灰化过程产生污染小。但在500 ℃度下灰化所需时间长,并且常有未完全灰化的残渣。有报道灰化时间不宜过长，否则会引起部分元素的损失[5]。与干灰化法相对应的是盐酸法、硝酸—高氯酸，它们在消化过程中不易损失金属元素，所需时间也短，处理方法简单。本研究数据表明，除硝酸—高氯酸法外，盐酸法处理毛尖茶茶样可以得到干灰化法同样的前处理效果，微量元素镉的测定结果可以达到国标干灰化法的准确度和精确度。

在进行毛尖茶中微量元素Cd的测定时，盐酸法与国标法的测定结果无显著差异，表明可用盐酸法代替国标法。3种方法都能对毛尖茶中微量元素Cd进行测定，但各有利弊。国标干灰化法污染小，但耗时较长。盐酸溶解法耗时最短，节能环保，简单易行，值得推广。