冷原子吸收光谱法 1.原理 样品经过硝酸-硫酸、硝酸-硫酸-五氧化二钒或硝酸-过氧化氢高压消解,使样品中的汞转为离子状态,在强酸性中以氯化亚锡为还原剂,将离子状态的汞定量的还原为汞原子。在常温下易蒸发为汞原子蒸气,以氮气或干燥清洁空气为载气,将汞吹出。而汞原子对波长253.7nm的共振线具有强烈的吸收作用,在一定浓度范围其吸收大小与汞原子浓度的关系符合比尔定律,与标准系列比较定量。zui低检出浓度为0.11-0.30ng/ml,zui低检出量为0.002mg/kg。该方法适用于各类食品中总汞的测定。 2.试剂 除特别注明外,本标准所用试剂均为分析纯试剂,水均为去离子水。 玻璃对汞有吸附作用,因此测汞所用一切器皿需用硝酸溶液(1+3)浸泡,洗净后备用。 (1) 硝酸(优极纯) (2) 硫酸(优极纯) (3) 30过氧化氢 (4) 300g/L氯化亚锡溶液:称取30g氯化亚锡(SnCl2·2H2O),加少量水,再加2ml硫酸使溶解后,加水稀释至100ml,放置冰箱保存。 (5) 变色硅胶:干燥用。 (6) 硫酸+硝酸+水混合酸液(1+1+8):量取10ml硫酸,再加入10ml硝酸,慢慢倒入80ml水中,混匀后冷却。 (7) 五氧化二钒。 (8) 50g/L高锰酸钾溶液:配好后煮沸10min,静置过夜,过滤,贮于棕色瓶中。 (9) 200g/L盐酸羟胺溶液。 (10) 汞标准储备溶液:精密称取0.1354g于干燥器干燥过的二氯化汞,加混合酸(1+1+8)溶解后移入100ml容量瓶中,并稀释至刻度,混匀,此溶液每毫升相当于1mg汞。 **为了避免在配制稀汞标准溶液时玻璃对汞的吸附,先在容量瓶内加进部分底液,再加入汞贮备液。 为保证汞贮备液稳定性,通常在溶液中加少量重铬酸钾。配制方法:取0.5g重铬酸钾,用水溶解,加50ml优极纯硝酸,加水至1L。用此保存液来配制汞标准贮备溶液(1ml含10μg汞)可保存2年不变,若配制汞标准应用液(1ml含0.1μg汞),置于冰箱中保存10天不变。 (11) 标准使用液:吸取1.0ml汞标准溶液,置于100ml容量瓶中,加混合酸(1+1+8)稀释至刻度,此溶液每毫升相当于10μg汞。再吸取此液1.0ml,置于100ml容量瓶中,加混合酸(1+1+8)稀释至刻度,此溶液每毫升相当于0.1μg汞,临用时现配。 3.仪器 (1) 消化装置。 (2) 压力消解器(或压力消解罐或压力溶弹)100ml容量。 (3) 微波消解装置。 (4) 测汞仪。 (5) 汞蒸气发生器或25ml布氏吸收管代替。 4.操作方法 实验前先做试剂空白实验,检查所用试剂、实验用水及器皿是否符合要求,如空白值过高,实验用水、试剂须提高纯度,仪器再次清洗,必要时用稀硝酸煮沸热洗。 4.1样品消化 (1)回流消化法 A. 粮食或水分少的食品:称取10.00g样品,置于消化装置锥形瓶中,加玻璃珠数粒,加45ml硝酸、10ml硫酸,转动锥形瓶,防止局部炭化。装上冷凝管后,小火加热,待开始发泡即停止加热,发泡停止后,加热回流2h。如加热过程中溶液变棕色,再加5ml硝酸,继续回流2h,放冷后从冷凝管上端小心加20ml水,继续加热回流10min,放冷,用适量水冲洗冷凝管,洗液并入消化液中,将消化液经玻璃棉过滤于100ml容量瓶内,用少量水洗锥形瓶、滤器,洗液并入容量瓶内,加水至刻度,混匀。取与消化样品相同量的硝酸、硫酸,按同一方法做试剂空白试验,待测。 B. 植物油及动物油脂:称取5.0g样品,置于消化装置锥形瓶中,加玻璃珠数粒,加入7ml硫酸,小心混匀至溶液颜色变为棕色,然后加40ml硝酸,装上冷凝管后,以下按4.1.1.1自"小火加热"起依法操作。 **含油脂较多的食品,消化时易发泡外溅,可在消化前在样品中先加少量硫酸,变成棕色(轻微炭化),然后加硝酸可减轻发泡外溅现象,但避免严重炭化。 C. 薯类、豆制品:称取20.00g捣碎混匀的样品(薯类须预先洗净晾干),置于消化装置锥形瓶中,加玻璃珠数粒及30ml硝酸、5ml硫酸,转动锥形瓶,防止局部炭化。装上冷凝管后,以下按4.1.1.1自"小火加热"起依法操作。 D. 肉、蛋类:称取10.00g捣碎混匀的样品,置于消化装置锥形瓶中,加玻璃珠数粒及30ml硝酸、5ml硫酸,转动锥形瓶,防止局部炭化。装上冷凝管后,以下按4.1.1.1自"小火加热"起依法操作。 E. 牛乳及乳制品:称取20.00g牛乳或酸牛乳,或相当于20.00g牛乳的乳制品(2.4g全脂乳粉,8g甜炼乳,5g淡炼乳),置于消化装置锥形瓶中,加玻璃珠数粒及30ml硝酸,牛乳或酸牛乳加10ml硫酸,乳制品加5ml硫酸,转动锥形瓶,防止局部炭化。装上冷凝管后,以下按4.1.1.1自"小火加热"起依法操作。 **在消化过程中,由于残余在消化液中的氮氧化物对测定有严重干扰,使结果偏高。尤其硝酸-硫酸回流法,硝酸用量大,消化后需加水继续加热回流10min,使剩余二氧化氮排出,消解液趁热进行吹气驱赶液面上的氮氧化物,冷却后滤去样品中蜡质等不易消化物质,避免干扰。 (2)五氧化二钒消化法 本法适用于水产品、蔬菜、水果中总汞的测定。 取可食部分,洗净,晾干,切碎,混匀。取2.50g水产品或10.00g蔬菜、水果,置于50~100ml锥形瓶中,加50mg五氧化二钒粉末,再加8ml硝酸,振摇,放置4h,加5ml硫酸,混匀,然后移至140℃砂浴上加热,开始作用较猛烈,以后渐渐缓慢,待瓶口基本上无棕色气体逸出时,用少量水清洗瓶口,再加热5min,放冷,加5ml 50g/L高锰酸钾溶液,放置4h(或过夜),滴加200g/L盐酸羟胺溶液使紫色褪去,振摇,放置数分钟,移入容量瓶中,并稀释至刻度。蔬菜、水果为25ml,水产品为100ml。待测。 取与消化样品相同量的五氧化二钒、硝酸、硫酸,按同一方法进行试剂空白试验。 (3)高压消解法:本方法适用于粮食、豆类、蔬菜、水果、瘦肉类、鱼类、蛋类及乳与乳制品类食品中总汞的测定。 A. 粮食及豆类等干样:称取1.00g经粉碎混合均匀后过40目筛孔的样品,置于聚四氟乙烯塑料内罐内,加5ml硝酸放置过夜,再加3ml过氧化氢,盖上内盖放入不锈钢外套中,将不锈钢外盖和外套旋紧密封,然后将消解器放入普通干燥箱(烘箱)隔板上,关好箱门,通电加热,温升至120℃后保持恒温2~3h,至消解完成,关断电源,自然冷至室温,开启消解罐,将消解液用玻璃棉过滤至25ml容量瓶中,用少量去离子水淋洗内罐,经玻璃棉滤入容量瓶内,定容至25ml,摇匀。同时做试剂空白试验,待测。 B. 蔬菜、瘦肉、鱼类及蛋类水分含量高的鲜样:将鲜样用捣碎机打成匀浆,称取匀浆3.00g置于聚四氟乙烯塑料罐内,加盖留缝,于65℃烘箱中鼓风干燥或一般烘箱至近干,取出,加5ml硝酸放置过夜,以下按4.1.3.1自"再加3ml过氧化氢"起依法操作。 (4)微波消解法:称取0.10~0.50g样品于消解罐中,加入1~5ml硝酸、1~2ml过氧化氢,盖好安全阀后,将消解罐放入微波炉消解系统中,按照预先设定的程序(表1)进行升温消化,至消解*,冷却后用硝酸溶液(1+9)定量转移并定容至25ml(低含量样品可定容至10ml),混匀待测。 微波消化升温程序 步 骤 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 功率, | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 压力,Psi | 20 | 40 | 85 | 135 | 175 | 升压时间,min | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 保压时间,min | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 排风量, | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
注:1Psi=6.89kPa(Psi:磅力每平方英寸,是进口仪器常用非法定压力单位,为便于使用,本方法不再换算成法定压力单位)。 4.2测定: 按仪器要求调整好,备用。 测汞仪中的光道管、气路管道均要保持干燥、光亮、平滑、无水气凝集,否则应分段拆下,用无汞水煮,再烘干备用。 从汞蒸气发生瓶至测汞仪的连接管道不宜过长,宜用不吸附汞的氯乙烯塑料管。测定时应注意水气的干扰,从汞蒸气发生器产生的汞原子蒸气,通常带有水汽,进仪器前如不经干燥,会被带进光道管,产生汞吸附,降低检测灵敏度。因此通常汞原子蒸气必须先经干燥管吸水后再进入仪器检测。常用的干燥剂以变色硅胶为好,当干燥管硅胶吸水变色后,提示需更换干燥剂,以保证仪器光道管的干燥。 (1) 吸取10.0ml样品消化液,置于汞蒸气发生器内,连接抽气装置,沿壁迅速加入1ml 300g/L氯化亚锡溶液,立即通入流速为1.5L/min 的氮气或经活性炭处理的空气,使汞蒸气经过硅胶干燥管进入测汞仪中,读取测汞仪上zui大读数,同时做试剂空白试验。 (2) 标准曲线的绘制:吸取0.00,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50ml汞标准使用液(相当0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05μg汞),置于试管中,各加3.4mol/L混合酸至10ml,以下按4.2.1自"置于汞蒸气发生器内"起依法操作,绘制标准曲线。 (3) 五氧化二钒消化法标准曲线的绘制:吸取0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0ml汞标准使用液(相当0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5μg汞),置于6个50mL容量瓶中,各加1ml硫酸1+1、1mL 50g/L 高锰酸钾溶液,加20ml水,混匀,滴加(200g/L)盐酸羟胺溶液使紫色褪去,加水至刻度混匀,分别吸取10.00ml(相当0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10μg汞),以下按4.2.1自"置于汞蒸气发生器内"起依法操作,绘制标准曲线。 5.计算 (A1-A2)× 1000 X = ---------------------------------------- M × V2/V1 ×1000 式中:X -样品中汞的含量,mg/kg或mg/L; A1-测定用样品消化液中汞的质量,μg; A2-试剂空白液中汞的质量,μg; M -样品的质量或体积,g或ml; V1-样品消化液总体积,ml; V2-测定用样品消化液体积,ml。 6. 注意事项 (1)本方法在不同实验室zui低检出浓度为0.11~0.30ng/ml,标准曲线相关系数范围为0.9994~0.9999;在各类食品中的回收率为90.1~102.2,油样回收偏低;相对标准偏差为9.5~12.2;用标准参考样品NBS1570核对结果的准确性,在五个实验室进行准确度试验均获得好的结果。 (2)用五氧化二钒消解可直接在50~100ml锥形瓶中进行,不需要回流装置,适宜大批样品的消解,如在锥形瓶口加一个长颈漏斗效果更好(回流作用),但注意不能加热时间过长,更不能烧干,如能按照上述条件控制,用五氧化二钒消解与回流法消解,经统计t检验,二者无显著差别。 高压消解法消化样品具有快速、简便、防污染的特点。但使用高压消解器时必须按使用说明操作,应注意控温、消解器内罐容量和取样量等方面。为了防止在消解反应中产生过高的压力,将样品先冷消化放置过夜是必须的。 微波消解法是目前汞测定中消化样品的*方法,它具有消解时间zui短,污染可能性zui小,方法简便安全的优点。如果条件允许,推荐使用此方法。 |