微波消解－石墨爐原子吸收光譜法測定紙質(zhì)食品接觸材料中的鉛含量

胡麗霞 周樣元

鉛是一種具有蓄積性的重金屬有害物質(zhì)，如果長期攝入并停留在人體不能被分解，就會影響人的神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致智力下降，還會對肝腎功能產(chǎn)生嚴(yán)重危害。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)《GB 4806.8-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品接觸用紙和紙板材料及制品》中規(guī)定，鉛含量不得超過3.0mg/kg。

對于鉛的測定，目前有GB 31604.34-2016規(guī)定的干法灰化-原子吸收光譜法，以及GB 31604.49-2016規(guī)定的微波消解、濕法高壓消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。相比干法灰化，微波消解具有消解速度快、消解能力強(qiáng)、溶劑用量少、回收率高、能批量消解等優(yōu)點(diǎn)，電感耦合等離子體質(zhì)譜法雖然能夠同時測定多種重金屬，但是其設(shè)備價格昂貴，并非所有機(jī)構(gòu)都能購買，因此本實(shí)驗(yàn)采用的是微波消解-石墨爐原子吸收法，該方法消解效率高、結(jié)果回收率高。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.儀器與試劑。（1）儀器。微波消解儀（CME USA，MARS 240/50），原子吸收光譜儀（thermo，ICE 3500），超純水系統(tǒng)（MERKCK MILIPORE Milli-Q）。（2）試劑。硝酸（優(yōu)級純EMSURE，65%），過氧化氫（30%，優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBS 04-1742-2004，20A002-3，1000ug/mL，國家有色金屬及電子材料化學(xué)試劑分析測試中心），紙樣購于當(dāng)?shù)厥袌觥?/p>

2.樣品處理。將樣品剪成約0.5×0.5cm大小，混合均勻，準(zhǔn)確稱取0.3000g（精確到0.1mg）于消解罐中，再加入濃硝酸6mL和30%過氧化氫2mL，浸泡10min后放入微波消解儀內(nèi)進(jìn)行消解，微波消解程序詳見表1。消解結(jié)束后冷卻至室溫，打開蓋子用少量超純水清洗內(nèi)蓋并將洗液流入消解罐中，然后將消解罐放到趕酸儀上進(jìn)行趕酸，直至消解罐中殘留液剩余1mL左右。冷卻后用超純水將消解液轉(zhuǎn)移到25mL容量瓶中定容，備用，同時做空白試驗(yàn)。

3.實(shí)驗(yàn)方法。樣品經(jīng)微波消解后，用鉛元素的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液配制系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，用原子吸收分光光度計(jì)測定標(biāo)準(zhǔn)工作溶液、試樣及試樣空白的吸光度。以鉛元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，并計(jì)算出試樣中鉛的含量。

二、結(jié)果與討論

1.消解體系的優(yōu)化。按照標(biāo)準(zhǔn)GB 31604.49-2016中要求，消解液為8mL的硝酸，采用微波消解儀廠家推薦的消解程序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些樣品很難消解完全。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)顯示，在硝酸中加入過氧化氫能大大提高硝酸的氧化能力，從而增加消解程度。本實(shí)驗(yàn)考察了在消解液8mL總量不變的條件下，硝酸和過氧化氫不同配比下紙樣的消解程度，觀察消解后消解液的情況。結(jié)果顯示，硝酸和過氧化氫的體積比為6︰2時，消解后沉淀量最少、消解情況最好，因此選擇硝酸與過氧化氫的最佳體積比為6︰2。

2.稱樣量的選擇。按照標(biāo)準(zhǔn)稱樣量，將0.5g左右的樣品進(jìn)行消解后定容至50mL，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)紙質(zhì)制品接觸材料的種類比較多，有些樣品淋膜，有些外表面會有印刷，8mL的消解液很難把0.5g樣品都消解完全。本實(shí)驗(yàn)在確保樣品完全消解的前提下，將樣品量定為0.3g，在最佳消解液和消解程序下，所有的樣品都能消解完全。同時對照標(biāo)準(zhǔn)，將定容體積定為25mL。

3.消解程序的優(yōu)化。微波程序的優(yōu)化主要由儀器的功率和升溫以及溫度保持時間有關(guān)。（1）本實(shí)驗(yàn)選擇的消解儀功率主要是根據(jù)消解罐的數(shù)量，一般實(shí)驗(yàn)肯定會超過8個消解罐，因此本實(shí)驗(yàn)采用功率1600W。（2）消解溫度包括升溫程序以及溫度保持時間兩部分，升溫程序按照儀器廠商推薦的升溫程序，最后的消解溫度為185℃，在保持時間20min的條件下，并非所有的樣品都能消解完全。經(jīng)過不斷優(yōu)化，當(dāng)消解溫度為220℃、保持時間為20min時，所有樣品都能消解完全，本實(shí)驗(yàn)的最佳消解條件詳見表1。

4.線性范圍。在測定條件下，利用1%硝酸介質(zhì)將鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成濃度為50ug/L的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，再利用石墨爐自動稀釋成0.5ug/L、2ug/L、10ug/L、20ug/L、50ug/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，采集空白及標(biāo)準(zhǔn)溶液，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9982。

5.樣品檢測。按照上述建立的檢測方法，采用石墨爐對紙吸管、漢堡紙、月餅包裝紙等7個紙樣的鉛含量進(jìn)行了測定，結(jié)果詳見表2。結(jié)果顯示，7種紙質(zhì)食品接觸材料的鉛含量都符合國家對食品接觸紙質(zhì)材料的限量要求。

三、結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了微波消解-石墨爐原子吸收法測定紙質(zhì)食品接觸材料中鉛含量的測定方法，并對消解體系、消解程序等進(jìn)行了優(yōu)化。該方法簡便可靠，回收率是88%-104%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差是3.34%-4.75%。通過對實(shí)際樣品進(jìn)行測定，結(jié)果顯示均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，可為相關(guān)部門進(jìn)行監(jiān)管提供相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。