解决方案

高压消解-原子荧光光谱法测定大米中的汞

时间：2023-01-16 18:31:24 点击次数：

倪小英1.3 王玉枝1 陈渠玲2.3 刘荣3 黄卫3

（1.湖南大学化学化工学院，湖南长沙410082）

（2.湖南农业大学食品科学学院，湖南长沙410003）

（3.湖南国家粮食质量监测中心，湖南长沙410005）

摘要：本文采用高压消解-原子荧光光谱法测定大米中的重金属汞的含量，选定了大批样品的最佳处理方法，并优化了测定条件。得到回归方程为：A=1055.323*C+0.355，相关系数为:0.9995；检出限为：0.415μg/kg，线性范围为：0~2 ng/mL；回收率为：95%~102%;相对标准偏差为1.0%-6.5%；结果满意。

关键词：高压消解法；原子荧光光谱法；大米；汞

High-pressure digestion-HG-AFS Determination of Hg in Rice

NIXiaoying1.3,WANGYu-zhi1,CHENQu-Ling2.3,LIU Rong3,

HUANG Wei3

（1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Hunan University,Changsha,410082,China）

（2.HunanAgriculturalCollege Food Science Institute,Changsha 410003,China）

（3..Hunan Province country grain quality monitor center,Changsha 410005,China）

Abstract :Rice was digested and treated with high-pressure digestion for Hg determination by HG-AFS. The measurement conditions were optimized and the regression equation is: A=1055.323*C+0.355,with the linear range of 0-2ng/mL.The related coefficient, detection limit, recovery and RSD of the method were 0.9995,0.415ug/kg,95%-102%and 1.0%-6.5%,respectively.This method was simple, accurate and fast.

Key words: High-pressure digestion; HG-AFS; Rice; Hg

由于金属、类金属元素在粮油食品中与有机物结合成稳定而牢固的难溶、难离解的化合物，从而失去其原有的特性，一般不能直接进行测定。如需测定这些无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，释放出待测组分[1]。汞由于容易在人体脑内积蓄而引起神经中毒，而受到广泛的关注，各种样品中的汞研究不时见著于文献中[2~6]。大米样品的前处理方法有高压消解法、微波消解法[7~10]。两种方法各有利弊：前者单个样品消解所需时间较长，但配套成本较低，而且一次性可以大批样处理，适合各种大小实验室的配置要求；后者虽然单个样品消解时间较短，但配套成本较大，对于基层实验室来说，拿出几十万元人民币购置一台微波消解系统，有点不现实。本文基于这一点，特对高压消解条件进行了优化，结果满意。

1实验部分

1.1仪器与试剂

1.1.1主要仪器

钢衬四氟消解罐（南京滨正红）；AFS-2202E双道原子荧光光度计（北京科创海光仪器有限公司）；汞空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；DKQ-3型智能控温电加热器（上海屹尧分析仪器有限公司）；MDS-2002AT微波快速消解系统(上海屹尧分析仪器有限公司)；可调电热板、电炉（长沙市远东电炉厂）；101型电热鼓风干燥箱（北京市永光明医疗仪器厂）；纯化水机，AMF 1-20-P，艾科浦；所用玻璃仪器均用25%硝酸浸泡过夜，用去离子水冲净沥干备用。

1.1.2主要试剂

汞标准储备溶液，1000μg/mL，国家钢铁材料测试中心；硼氢化钾（≥96%），分析纯，天津市化学试剂研究所；氢氧化钠，分析纯，上海化学试剂有限公司；硝酸，优ji纯，上海振兴化工二厂有限公司；实验用水均为二次去离子水。

1.1.2.1溶液配制

15g/L硼氢化钾（KBH4）溶液：称取硼氢化钾15.0g溶于5g/L氢氧化钾溶液1000mL中，混匀，现用现配。100 ng/mL的汞标准使用液：将1000μg/mL的汞标准储备溶液用5%硝酸逐级稀释为100 ng/mL。

1.1.2.2标准系列配制

取50 mL容量瓶6只，依次准确加入100 ng/mL的汞标准使用液0.025 mL、0.05 mL、0.10 mL、0.20mL、0.40 mL、1.00 mL(相当于含汞浓度0.05 ng/mL、0.10 ng/mL、0.20 ng/mL、0.40 ng/mL、0.80 ng/mL、2.00 ng/mL)；用5%硝酸定容，摇匀待测。

1.2样品处理

称取0.50 g大米于聚四氟乙烯内罐中，加7 mLHNO3浸泡过夜，再加3 mL H2O2，盖好内盖，旋紧不锈钢外套，放入恒温干燥箱内120℃保持2.5 h，在箱内自然冷却至室温，转移至25 mL比色管中，用5%硝酸定容待测，同时做试剂kong白实验。

1.3仪器工作参数

用AFS-2202E双道原子荧光光度计测定，仪器最优操作条件如下：负高压：270 V；灯电流：35 mA；原子化高度：9 mm；加热温度：200℃；载气流量：500 mL/min；屏蔽气流量：1000 mL/min；读数时间：10 s；延迟时间：1 s；测量方法：标准曲线法；读数方式：峰面积。

1.4测定方法

开机后设定好仪器工作参数并预热30 min，输入必要的参数。如：标准系列的点数及各点的理论浓度值等。连续用5%的硝酸进样直至读数稳定，转入标准系列测定，记录荧光强度，以汞浓度为横坐标、荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线。标准系列测量后，转入样品测量，用5%的硝酸进样，使读数回零后，开始测量样品kong白和样品的荧光强度。

2结果与讨论

2.1反应介质选择

实验比较了HNO3、HNO3+H2O2、HNO3+HCL做消解剂的效果，结果发现HNO3+H2O2效果好；比较了不同硝酸、过氧化氢用量对测定结果的影响，结果表明当硝酸为7 mL、H2O2为3 mL时消化好。

2.2高压消解样品用量的选择

在实验过程当中，通过反复实验，发现选择样品用量为0.5 g时既能使样品消解完全又能满足元素测定灵敏度的要求。

2.3还原剂硼氢化钾浓度的选择

由图1可看出硼氢化钾作为还原剂对汞氢化物生成速度影响较大，直接影响荧光强度。随着硼氢化钾浓度的增加荧光强度增大，硼氢化钾在1.5%~2.5%范围内荧光强度趋于稳定，其浓度大于2.5%时荧光强度反而下降。硼氢化钾的浓度太低，由于还原能力弱，灵敏度太低，对于含汞量特低的样品则无法检出；如果还原剂浓度太高，由于产生了大量的氢气而产生稀释作用而导致测量重现性差，而且浪费试剂。本实验选定硼氢化钾浓度为2.0%。

图1硼氢化钾浓度对荧光强度的影响

Fig.1 Effect of KBH4 on the fluorescence signal responses

2.4标准曲线线性范围、检出限及标液测量精密度

图2汞标准曲线

Fig.2 Calibration curve of Hg

在工作条件下测定汞标准系列（结果见表1，图2），得到在0~2 ng/mL线性范围内的荧光强度和汞浓度线性关系良好,线性方程：A=1055.323*C+0.355；相关系数为:0.9995；根据本仪器设计的检出限测定功能，连续测定汞标准kong白溶液的荧光信号11次，得本方法最低检出限为0.0083μg/L；由公式MDL=DL×F(其中：DL=0.0083μg/L，F=25mL/0.50g)得出实验方法定量检出限为0.415μg/kg；根据本仪器设计的精密度测定功能，连续测定0.4 ng/mL的汞标准溶液的荧光信号11次，得到本方法的测量精密度为1%。