湿法消解原子荧光光谱法测定雪菜及土壤中的铅含量

陈平 陈建国 彭锦峰 李亚萍

(宁波出入境检验检疫局 浙江宁波 315012)

1 前言

雪菜是我国长江流域普遍栽培的冬春两季重要蔬菜，在种植过程中较容易吸收环境中的铅(Pb)，检验中曾发现部分地区雪菜中Pb含量超标。为保证出口雪菜质量，检验检疫部门应该提高种植环境的安全保证，从而从源头对Pb进行控制。迄今为止，食品中Pb含量测定的典型方法有原子吸收光谱法(AAS)［1－3］、原子荧光光谱法(AFS)［4，5］和电感耦合等离子体质谱法(ICP－MS)［6］等方法，其中AFS具有快速可靠、检测成本低廉和应用范围广泛等优点，在我国食品分析行业中应用广泛。土壤与蔬菜重金属污染的相关性研究已有部分文献报道［7－9］，但是未见雪菜中Pb污染情况的报道。本研究对化工生产区域和公路旁以及远离上述两地区域种植的雪菜及土壤中的Pb含量进行了检测分析。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 样品

实验用新鲜雪菜:种植地现场采集;土壤:不同区域雪菜种植地采集。

2.1.2 试剂

硝酸+高氯酸混合酸(9+1);盐酸(1+1);草酸溶液(10 g/L);氢氧化钠溶液(2 g/L);铁氰化钾［K3Fe(CN)6］溶液(100 g/L):称取 10.0 g 铁氰化钾，加水溶解并稀释至100 mL;硼氢化钠(NaBH4)溶液(10 g/L):称取5.0 g硼氢化钠溶于500 mL氢氧化钠溶液(2 g/L)中，混匀，临用前配制;氢氟酸。所有试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。

2.1.3 标准溶液

Pb标准储备液(1.0 mg/mL);Pb标准使用液(1.0μg/mL):精确吸取Pb标准储备液以超纯水逐级稀释而成。

2.1.4 仪器

原子荧光光谱仪:北京吉天仪器公司;铅空心阴极灯:负高压300 V，灯电流75 mA;原子化器:炉温200℃，炉高8 mm;载气流量:400 mL/min(Ar);屏蔽气:1000 mL/min(Ar)。

2.2 方法

2.2.1 雪菜样品处理

取新鲜雪菜用粉碎机搅碎均匀。称取雪菜试样1g－2g置于100 mL石英烧杯中，然后加入硝酸+高氯酸混合酸(9+1)10 mL，摇匀，浸泡1h;置于电热板上加热消解，至消化液呈淡黄色或无色(如消解过程色泽较深，稍冷补加少量硝酸，继续消解);稍冷加入20 mL水再继续加热赶酸至近干;冷却后用少量水转入25 mL容量瓶中，加入盐酸(1+1)0.5 mL，草酸溶液(10 g/L)0.5 mL，摇匀，再加入铁氰化钾溶液(100 g/L)1 mL，用水准确稀释定容至25 mL，摇匀，放置30 min后测定。同时做空白试验。

2.2.2 土壤样品处理

称取经风干、研磨并过0.149 mm孔径筛的土壤样品0.2 g－0.5 g于25 mL聚四氟乙烯坩埚中，用少许水湿润样品，加入5 mL盐酸、2 mL硝酸摇匀，盖上坩埚盖，浸泡过夜;然后置于电热板上加热消解，温度控制在100℃左右，至残余酸量较少时(约2 mL－3 mL)，取下坩埚稍冷后加入2 mL氢氟酸，继续低温加热至残余酸液为1 mL－2 mL时取下;冷却后加入2 mL－3 mL硝酸+高氯酸混合酸(9+1)，将电热板温度升至200℃左右，继续消解至白烟冒净为止;加少许盐酸(1+1)淋洗坩埚壁，加热溶解残渣，将盐酸赶净，加入15 mL盐酸(1+1)于坩埚中，在电热板上低温加热，溶解至溶液清澈为止;取下冷却后转移至50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度;摇匀后取5 mL溶液于50 mL容量瓶中，加入2 mL草酸(10 g/L)溶液、2 mL铁氰化钾溶液(100 g/L)，然后用水稀释至刻度，摇匀，放置30 min待测。同时做空白试验。

3 结果与讨论

3.1 样品前处理

与文献报道相同［10］，实验表明介质酸度对Pb测定结果影响显著。溶液中的Pb离子经氧化至Pb(IV)后在酸性介质下与还原剂硼氢化钾反应生成PbH4，反应的产率直接与参与反应的氢离子浓度相关。因此，在用混酸消解样品时应尽量将酸赶净，蒸至近干，以便在测定时使标准溶液及各样品溶液间氢化物生成的条件相似。

3.2 载流的影响

以盐酸为载流，试验了不同浓度对10μg/L Pb标准溶液测定的影响，结果见图1。

图1显示，当盐酸浓度在2.0%时，Pb的荧光强度最大;继续增大盐酸浓度，Pb信号强度保持稳定。因此，实验选择盐酸浓度为2.0%。

3.3 还原剂浓度的影响

试验了不同硼氢化钾溶液对10μg/L Pb标准溶液测定的影响，结果见图2。

图1 盐酸载流浓度对荧光响应值的影响

图2 硼氢化钾浓度对荧光响应值的影响

图2 显示，还原剂硼氢化钾溶液浓度低，荧光强度不够;相反，当硼氢化钾浓度过高时，反应产生的氢气量太大，同样降低荧光信号强度。当硼氢化钾溶液浓度在20 g/L时，Pb的荧光强度最大，信号稳定。因此，实验选择硼氢化钾溶液浓度为20 g/L。

3.4 载气流量、屏蔽气流量的影响

实验用氩气作为载气和屏蔽气。载气流量过大，会稀释原子化器中Pb蒸气浓度，导致荧光值降低;载气流量过低，载气则难以将原子化器中的Pb有效传输，并有记忆效应。当载气流量在400 mL/min时，Pb的荧光强度最大，信号稳定，实验选择载气流量为400 mL/min。

屏蔽气可有效防止周围空气进入，保证原子化器火焰形状稳定。实验结果表明，屏蔽气流量对荧光值测定影响不大。因此，选择屏蔽气流量为1000 mL/min。

3.5 环境对雪菜中Pb含量的影响

汽车尾气的排放或化工生产区域易导致土壤Pb含量升高。分别采取公路旁和化工生产区等受污染区域与远离公路和绿色农庄等未受污染区域各7个点的土壤及种植的雪菜进行检测，结果见表1。

表1显示，公路旁和化工生产区等受污染区域的土壤Pb含量相对较高，其种植的雪菜中Pb含量也较高，但并不是所有公路旁均会有严重的污染，如3号取样点的Pb含量与未受污染区域接近，与之相对应的是雪菜中Pb含量也相对较低;而远离公路和绿色农庄等未受污染区域的土壤Pb含量较低，其种植的雪菜中Pb含量也较低。可见雪菜中Pb含量与其种植的土壤中Pb含量明显相关，雪菜种植前应充分考虑土壤环境中Pb的污染。

表1 不同环境土壤和种植雪菜中的Pb含量

4 结论

湿法消解原子荧光光谱法测定Pb的方法具有准确、简便、快速等优点，能满足雪菜中Pb的分析要求。化工区或公路旁土壤中Pb含量与该地种植的雪菜中Pb含量呈明显相关。为防止雪菜中Pb含量超标，应控制环境Pb污染，选择低污染区域种植。

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