食盐是人们日常生活中不可替代的特殊调味品,但如果食盐中含有砷、锑、铋、汞等重金属,便会危害人们的身体健康。GB2762-2017《食品安全标准 食品中污染物限量》中明确规定了食盐中砷、汞、铅、镉等元素的限量指标,并且指明了砷和汞的检验方法,按GB 5009.11和GB 5009.17规定的方法测定。
目前,砷、锑和汞的测定方法主要有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法等。其中,原子荧光光谱法因其灵敏度好、重复性好、准确度高等优点而被广泛使用。国标采用原子荧光光谱法测食品中砷、锑、铋和汞元素均单独检测。本研究参考GB5009,采用微波消解前处理,原子荧光光谱法四通道同时测定食盐中砷、锑、铋和汞四种元素。该方法操作简单,准确可靠,且检测效率高,为食盐中重金属元素含量的测定提供了较好的参考方法。
表1:实验所用仪器/设备/耗材/试剂
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# |
仪器/设备/耗材 |
# |
试剂 |
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1 |
3通道双光束原子荧光光度计 |
1 |
砷标准溶液(GBW(E)080117) |
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2 |
微波消解仪 |
2 |
锑标准溶液(GBW(E)080545) |
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3 |
智能控温电加热器 |
3 |
铋标准溶液(GBW(E)080271) |
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4 |
分析天平(万分之一) |
4 |
汞标准溶液(GBW(E)080124) |
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5 |
超纯水仪 |
5 |
硝酸(优级纯) |
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6 |
氩气(纯度≥99.99%) |
6 |
盐suan(优级纯) |
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7 |
容量瓶 |
7 |
氢氧化钾(优级纯) |
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8 |
比色管 |
8 |
硼氢化钠(分析纯) |
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9 |
离心管 |
9 |
liu脲(分析纯) |
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|
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10 |
抗坏血酸(分析纯) |
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11 |
30%过氧化氢(分析纯) |
样品经微波消解后,加入liu脲使五价砷和五价锑预还原为三价砷和三价锑,再加入硼氢化钾(或硼氢化钠)使其进一步还原生成砷化氢和锑化氢,铋被还原为铋化氢,汞被直接还原为原子态汞,由氩气载入石英原子化器中分解为原子态砷、锑和铋。在高强度砷、锑、铋和汞空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光,其荧光强度在固定条件下与被测溶液中砷、锑、铋和汞的浓度成正比,与标准系列比较定量。多道原子荧光同时检测砷、锑、铋和汞元素的含量。
4 分析方法4.1.1 试剂溶液
yan酸溶液(1+1):量取50mL酸,缓缓加入到50mL去离子水中。
5%yan酸(V/V):量取50mL酸,用去离子水定容至1000mL。
1.05%硼氢化钠(W/V,或1.5%硼氢化钾,溶于0.5%氢氧化钾溶液):先称取5g氢氧化钾,放入1000mL去离子水中,待完全溶解后,再加入称好的10.5g硼氢化钾,溶解后摇匀。
10%liu脲+10%抗坏血酸混合溶液(W/V):称取10gliu脲和10g抗坏血酸,加去离子水定容至100mL,搅拌、超声或加热,使其溶解。
4.1.2 标准品溶液
砷标准使用溶液(1μg/mL):吸取100μg/mL砷标准贮备液1mL至100mL容量瓶中,用5%酸稀释至刻度。
锑标准使用溶液(1μg/mL):吸取100μg/mL砷标准贮备液1mL至100mL容量瓶中,用5%酸稀释至刻度。
铋标准使用溶液(1μg/mL):吸取100μg/mL砷标准贮备液1mL至100mL容量瓶中,用5%酸稀释至刻度
汞标准使用溶液(1μg/mL):吸取100μg/mL汞标准贮备液1mL至100mL容量瓶中,用5%酸稀释至刻度。
测定用砷、锑、铋和汞混合标准溶液: 准确吸取砷标准使用液1mL、锑标准使用液1mL、铋标准使用液1mL、汞标准使用液0.1mL于100mL容量瓶中, 加入5mL浓yan酸,加入10mL 10%的liu脲+10%的抗坏血酸混合溶液,用去离子水定容至刻度(混合标准溶液中砷、锑和铋的浓度为10.0 ng/mL、汞的浓度为1.0 ng/mL)。
4.1.3 样品溶液
称取样品1g,至0.0001g,置于消解罐中,加入硝酸和过氧化氢,按照微波消解条件(表2)进行微波消解。消解完毕,待消解罐冷却后打开,用少量去离子水将消解罐的盖子进行冲洗,并入到消解罐内罐中。将消解罐内罐放入智能电加热器中,130℃加热赶酸至约2~4mL。用少量去离子水分三次冲消解罐内罐,将溶液移至25mL比色管,加入2.5mL酸溶液(1+1),加入2.5mL10%的liu脲+10%的抗坏血酸混合溶液,用去离子水稀释定容,摇匀,预还原30min后上机测定As、Sb、Bi和Hg元素的含量。同时做试剂空白试验和样品加标实验。
表2:微波消解条件
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步骤 |
温度/℃ |
保温时间/min |
压力/atm |
|
1 |
120 |
5 |
20 |
|
2 |
150 |
5 |
35 |
|
3 |
180 |
5 |
40 |
|
4 |
200 |
25 |
40 |
4.2 仪器工作条件
表 3:仪器工作条件
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仪器 |
原子荧光光度计 |
|||
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通道 |
A道(As) |
B道(Sb) |
C道(Bi) |
D道(Hg) |
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灯电流(主阴极/辅阴极) |
80/40 mA |
80/40 mA |
60/30mA |
35/0 mA |
|
负高压 |
280V |
|||
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灯双光束扣漂移 |
是 |
|||
|
载气 |
400 mL/min |
|||
|
屏bi气 |
800 mL/min |
|||
|
原子化器温度 |
200 ℃ |
|||
|
原子化器温度高度 |
12 mm |
连续进样7次测定用混合标准溶液1.0 mL,重复性统计见表4。
表4:砷、锑、铋和汞四种元素的重复性
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# |
信号值 |
|
|||
|
A道(As) |
B道(Sb) |
C道(Bi) |
D道(Hg) |
||
|
1 |
3398.09 |
3581.32 |
4146.19 |
2106.46 |
|
|
2 |
3382.68 |
3597.36 |
4129.80 |
2108.99 |
|
|
3 |
3402.69 |
3601.06 |
4164.76 |
2118.93 |
|
|
4 |
3359.80 |
3572.50 |
4177.61 |
2086.25 |
|
|
5 |
3359.87 |
3582.68 |
4185.08 |
2098.30 |
|
|
6 |
3361.89 |
3590.25 |
4128.90 |
2078.05 |
|
|
7 |
3364.46 |
3575.62 |
4151.21 |
2095.27 |
|
|
RSD |
0.55% |
0.30% |
0.53% |
0.66% |
|
将混合标准溶液依次进样0.1 mL,0.2 mL,0.4mL,0.8 mL和1.0mL,以元素浓度为横坐标,信号值为纵坐标绘制标准曲线,砷、锑、铋和汞的线性见图1、图2、图3和图4,线性及相关系数见表5。连续进11次标准空白溶液,计算方法检出限,结果见表6。
表5:线性范围、线性回归方程及相关系数
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元素 |
线性范围(ng/mL) |
线性方程 |
相关系数r |
|
A道(As) |
1.0~10.0 |
Y=319.66X+1.26 |
0.9998 |
|
B道(Sb) |
1.0~10.0 |
Y=356.71X-21.78 |
0.9995 |
|
C道(Bi) |
1.0~10.0 |
Y=410.20X-11.51 |
0.9999 |
|
D道(Hg) |
0.1~1.0 |
Y=2071.6X-23.08 |
0.9998 |
表6:方法检出限
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元素 |
11次空白信号值 |
方法检出限(μg/g) |
|
A道(As) |
1.77,3.26,0.39,2.16,4.31,1.85,0.49,-0.51,3.53,1.74,-1.20 |
0.0004 |
|
B道(Sb) |
3.73,5.79,1.59,3.72,6.24,2.71,0.19,4.22,1.08,1.02,-0.06 |
0.0005 |
|
C道(Bi) |
-2.15,-3.01,-1.43,-2.02,-2.23,-1.35,1.44,0.02,-0.10,-3.26,-0.87 |
0.0003 |
|
D道(Hg) |
15.65,18.21,15.80,21.49,19.13,24.16,26.30,23.14,21.57,19.78,20.43 |
0.0001 |
表7:样品测量浓度及准确度结果表
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样品名称 |
测定值(mg/kg) |
加标回收率(%) |
||||||
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A道 (As) |
B道 (Sb) |
C道 (Bi) |
D道 (Hg) |
A道 (As) |
B道 (Sb) |
C道 (Bi) |
D道 (Hg) |
|
|
海藻盐 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
97.1 |
94.5 |
103.3 |
103.0 |
|
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
96.3 |
99.5 |
100.7 |
99.4 |
|
|
井盐 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
94.4 |
99.2 |
103.5 |
101.7 |
|
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
97.0 |
100.7 |
101.5 |
95.8 |
|
|
湖盐 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
101.7 |
105.8 |
105.1 |
103.7 |
|
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
114.9 |
112.1 |
104.0 |
101.2 |
|
|
腌制盐 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
94.8 |
99.5 |
99.9 |
101.5 |
|
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
99.8 |
102.4 |
106.0 |
103.3 |