火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法
【專利摘要】本發明提供一種火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于：采用長時間浸泡結合階梯式加熱的微波消解對大米樣品進行預處理，消解處理后鎘離子和的碘化鉀反應生成CdI42-，CdI42-和甲基綠（MG）反應生成疏水性離子締合物，被萃取到TritonX-114非離子表面活性劑膠束相中，再用火焰原子吸收光譜法測定膠束相中的鎘含量。本發明解決了傳統利用火焰原子吸收光譜法測定痕量鎘靈敏度低，容易受基體干擾的問題，具有精密度好、回收率高、相對標準偏差小、準確可靠、快速便捷的優點。
【專利說明】火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及測定大米中痕量鎘含量的方法，具體涉及一種借助微波消解-濁點萃取的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法。
【背景技術】
[0002]隔是一種具有強烈致癌和致畸性的有毒金屬元素，攝入人體內部被吸收后，排出非常緩慢，在人體生物半衰期約為16?38年，鎘在人體的腎臟和肝臟中蓄積，造成積累性中毒，可使骨骼疼痛、骨折，甚至引發癌癥。近年來由于環境的因素，相當一部分鎘是通過糧食和蔬菜，例如，大米、面粉等進入人體，其中糧食中攝入的鎘占總攝入量的一半，糧食中含鎘問題越來越受到當今世界的普遍關注，因此，很有必要建立糧食中痕量鎘含量的靈敏、準確的測定分析方法。
[0003]目前最常見的痕量元素分析手段主要有火焰原子吸收分光光度法、流動注射光散射法、石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法，其中火焰原子吸收光譜法由于其快速便捷、準確度高、可重復性好成為痕量元素測定分析的普遍方法之一。但是，在分析基體復雜樣品中痕量元素時，其較低的靈敏度和基體干擾大大限制了其應用范圍，因此，本發明的任務就是提供一種能提高火焰原子吸收光譜法測定痕量鎘靈敏度和抗干擾能力的測定方法。
【發明內容】
[0004]為了解決【背景技術】中的不足，本發明的目的在于克服【背景技術】的缺陷，提供一種靈敏度高、能提高抗基體干擾能力的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法。
[0005]為達到上述目的，本發明采用的技術方案為:一種火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0006]a.樣品采集:將市售大米清洗風干放入潔凈容器中，將潔凈容器放入溫度在100°C的恒溫烘箱中烘干2h，取出置于碾缽中碾碎成粉末，過80目篩后得到大米樣品，置于干燥器內保存待用；
[0007]b.樣品微波消解處理得到樣品溶液:準確稱取大米樣品置于清潔干燥的聚四氟乙烯壓力消解罐中，加入消解溶劑浸泡過夜，所述消解溶劑為質量分數分別為65%的硝酸ImL,30%的雙氧水3mL的混合溶劑，同時制備空白溶液，然后加蓋密封放入微波消解裝置中按照微波消解程序加熱消解，消解程序結束后，取出消解罐冷卻至室溫，轉移樣品至聚四氟乙烯燒杯中，將燒杯置于電熱板上低溫加熱趕酸，待樣品蒸發至快干時，取下燒杯冷卻并轉移試液至容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋定容，搖勻得到樣品溶液，并在6°C的環境下保存待用；
[0008]c.樣品濁點萃取預富集處理得到待測樣品溶液:定量移取步驟b中得到的樣品溶液于離心管中，加入絡合劑與樣品溶液充分混和形成疏水性離子締合物，搖勻靜置后用緩沖液調節混合溶液的pH至4.0?5.0，然后加入4.5%的Triton-114溶液，得到非離子表面活性劑膠團溶液，用二次蒸餾水將其稀釋定容，搖勻后置于40?60°C水浴中加熱至濁點溫度，趁熱離心IOmin (3800r/min)使其分相，溶液分相后，冰浴冷卻至室溫，移除上層水相，向下層富膠束相中加入0.lmol/L的硝酸乙醇溶液，得到待測樣品溶液；
[0009]d.標準溶液配制:以二次蒸餾水為稀釋劑，將隔標準液配制成不同濃度的系列標準溶液；
[0010]e.儀器測定大米樣品中隔鎘含量:所述儀器包括:火焰原子吸收光譜儀、鎘空心陰極燈，具體參數設置如下:
[0011]分析波長:228.8nm
[0012]燈電流:20mA
[0013]光譜通帶:0.4nm
[0014]燃燒器高度:5mm
[0015]乙炔氣流量:1.3L/min
[0016]空氣流量:空氣流量:8.0mL/min
[0017]f.用空白溶液校準火焰原子吸收光譜儀零點，測定標準溶液和待測樣品溶液的吸光度，繪制標準曲線，根據標準曲線或回歸方程計算待測樣品溶液中鎳的含量。
[0018]本發明一個較佳實施例中，進一步包括步驟c中所述絡合劑的加入量的體積為樣品溶液移取量體積的40%?50%。
[0019]本發明一個較佳實施例中，進一步包括步驟c中加入的所述絡合劑為體積比為1:1的2mol/L的碘化鉀和1.5mmol/L的甲基綠(MG)的混合物。
[0020]本發明一個較佳實施例中，進一步包括步驟c中Triton-114溶液的加入量的體積為所述絡合劑加入量體積的20%?30%。
[0021]本發明一個較佳實施例中，進一步包括步驟b中微波消解裝置中設定的消解程序為階梯式升溫加熱消解程序，具體為，200°C加熱5min，220°C加熱5min，240°C加熱lOmin，200°C 加熱 5min。
[0022]本發明一個較佳實施例中，進一步包括步驟b中大米樣品與消解溶劑的質量體積比 g/mL 為 1:8.25。
[0023]本發明一個較佳實施例中，進一步包括步驟c中用于調節混合溶液pH的緩沖液為PH為4.0的氫氧化鈉-磷酸二氫鉀混合液。
[0024]本發明的有益之處在于:1、本發明的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，以Triton-114為表面活性劑，體積比為1:1碘化鉀和甲基綠的混合物為絡合劑對微波消解處理后的樣品溶液進行濁點萃取，提高大米樣品中鎘原子的原子化效率，提高測試靈敏度；
[0025]2、將濁點萃取與火焰原子吸收光譜法兩者結合，克服了復雜樣品中基體組分對測定的干擾，從而改善了分析方法的分析性能；
[0026]3、利用微波階梯式加熱輔助消解，微波能直接穿透試樣內部，里外同時加熱，加熱快、升溫高、溶樣快；
[0027]4、為了避免因反應過于劇烈或分解產生的大量的氣體而使壓力驟升，本發明采用階梯式升溫加熱使消解順利完成。
[0028]5、大米樣品置于消解溶劑中先浸泡過夜，使得樣品與消解溶劑充分反應，可使難容的鎳快速充分消解；
【具體實施方式】
[0029]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明方案，并使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0030]本發明提出了如下的微波消解-濁點萃取火焰原子吸收光譜法(FAAS法)測定大米中痕量鎘含量的測定分析方法:
[0031]1、設備和試劑
[0032](I) AA6800火焰原子吸收光譜儀(附計算機和打印機)；
[0033](2)鎘空心陰極燈；
[0034](3 ) pH-3C 型酸度計；
[0035](4 )電子分析天平，精度0.000 Img ；
[0036](5) 80-1型低速離心機和HH-4數顯恒溫水浴鍋
[0037](6 ) MDS-8微波消解儀
[0038](7)pH為4.0的氫氧化鈉-磷酸二氫鉀緩沖溶液；2.0mol/L的碘化鉀；1.5mol/L的甲基綠；4.5% 的 TritonX-114 溶液；0.lmol/L 的硝酸甲醇溶液；(65%、1+1) HNO3 ；30%H202 ；
[0039](8)鎘離子標準儲備溶液及標準溶液的配制:準確稱取0.2152CdCl2.25H20于燒杯中，用二次蒸餾水溶解，轉移至IOOmL容量瓶中定容，搖勻。使用時根據需要用二次蒸餾水逐級稀釋到0.5ng/mL?4ng/mL。
[0040]2、原子吸收光譜儀測定條件如下:
[0041]分析波長:228.8nm
[0042]燈電流:20mA
[0043]光譜通帶:0.4nm
[0044]燃燒器高度:5mm
[0045]乙炔氣流量:1.3L/min
[0046]空氣流量:空氣流量:8.0mL/min
[0047]3、測定分析方法
[0048](I)樣品采集:
[0049]將市售大米清洗風干放入潔凈容器中，將潔凈容器放入溫度在100°C的恒溫烘箱中烘干2h，取出置于碾缽中碾碎成粉末，過80目篩后得到大米樣品，置于干燥器內保存待用；
[0050](2)樣品微波消解處理得到樣品溶液:
[0051]準確稱取大米樣品置于清潔干燥的聚四氟乙烯壓力消解罐中，加入消解溶劑浸泡過夜，其中消解溶劑為質量分數分別為65%的硝酸lmL、30%的雙氧水3mL的混合溶劑，此處大米樣品與消解溶劑的質量體積比g/mL為1:8.25 ;同時制備空白溶液，然后加蓋密封放入微波消解裝置中按照微波消解程序加熱消解，加熱消解程序設定為階梯式升溫，具體為，200°C加熱5min，220°C加熱5min，240°C加熱lOmin，200°C加熱5min，消解程序結束后，取出消解罐冷卻至室溫，轉移樣品至50mL聚四氟乙烯燒杯中，將燒杯置于電熱板上低溫加熱趕酸，待樣品蒸發至快干時，取下燒杯冷卻并轉移試液至25mL容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋定容，搖勻得到樣品溶液，并在6°C的環境下保存待用；
[0052](3)樣品濁點萃取預富集處理得到待測樣品溶液:
[0053]定量移取樣品溶液于離心管中，加入絡合劑與樣品溶液充分混和形成疏水性離子締合物，此處的絡合劑為體積比為1:1的2mol/L的碘化鉀和1.5mmol/L的甲基綠(MG)的混合物，且絡合劑的加入量的體積為樣品溶液移取量體積的40%?50% ;搖勻靜置后用緩沖液調節混合溶液的pH至4.0?5.0，此處的緩沖溶液為pH為4.0的氫氧化鈉-磷酸二氫鉀混合液，然后加入4.5%的Triton-114溶液，得到非離子表面活性劑膠團溶液，此處Triton-114溶液的加入量的體積為絡合劑加入量體積的20%?30% ;用二次蒸餾水將其稀釋定容，搖勻后置于40?60°C水浴中加熱至濁點溫度，趁熱離心IOmin (3800r/min)使其分相，溶液分相后，冰浴冷卻至室溫，移除上層水相，向下層富膠束相中加入0.lmol/L的硝酸乙醇溶液，得到待測樣品溶液；
[0054](4)配制系列標準溶液并繪制工作曲線:
[0055]準確移取0.0,0.25,0.50、1.00、1.50,2.0OmL于濃度為20ng/mL的鎘標準溶液于IOmL容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋定容，得到含鎘濃度A分別為0ng/mL、0.5ng/mL、l.0ng/mL、2.0ng/mL、3.0ng/mL、4.0ng/mL的標準系列溶液,然后按照上述的原子吸收光譜儀測定條件測定系列標準溶液的吸光度C，如下:C=-0.049,4.902,6.618、19.828,29.778,39.728
[0056]根據A與C的對應關系，通過數學擬合得到一個線性回歸方程，如下所示:
[0057]A=0.1005C (ng/mL) +0.0073，相關系數為 r=0.9998。
[0058]實施例1:
[0059]東北大米中鎘含量的測定回收率實驗:
[0060]樣品微波消解處理得到樣品溶液:
[0061]準確稱取0.485g大米樣品置于清潔干燥的50mL聚四氟乙烯壓力消解罐中，加入消解溶劑浸泡過夜，其中消解溶劑為質量分數分別為65%的硝酸lmL、30%的雙氧水3mL的混合溶劑，同時制備空白溶液，然后加蓋密封放入微波消解裝置中按照微波消解程序加熱消解，加熱消解程序設定為階梯式升溫，具體為，200°C加熱5min，220°C加熱5min，240°C加熱lOmin, 200°C加熱5min,消解程序結束后,取出消解罐冷卻至室溫,轉移樣品至50mL聚四氟乙烯燒杯中，將燒杯置于電熱板上低溫加熱趕酸，待樣品蒸發至快干時，取下燒杯冷卻并轉移試液至25mL容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋定容，搖勻得到樣品溶液，并在6°C的環境下保存待用。
[0062]樣品濁點萃取預富集處理得到待測樣品溶液:
[0063]定量移取9mL樣品溶液于15mL離心管中，加入絡合劑與樣品溶液充分混和形成疏水性離子締合物，依次加入2mL2mol/L的碘化鉀和2mLl.5mmol/L的甲基綠(MG)溶液，搖勻靜置后加入pH為4.0的氫氧化鈉-磷酸二氫鉀的緩沖液至混合溶液的pH至4.0?5.0，然后加入lmL4.5%的Triton-114溶液，得到非離子表面活性劑膠團溶液，用二次蒸餾水將其稀釋定容，搖勻后置于50°C水浴中加熱至池點溫度,趁熱離心IOmin (3800r/min)使其分相，溶液分相后，冰浴冷卻至室溫，移除上層水相，向下層富膠束相中加入0.lmol/L的硝酸乙醇溶液定容至0.6mL。
[0064]樣品吸光度的測定:
[0065]在上述同一參數設置下進行待測樣品溶液的測定，制備6份平行的待測樣品溶液，根據線性回歸方程分別計算這6份樣品中鎘元素的含量，取平均值。測得的鎘元素含量分別為:50.7ug/Kg、49.8ug/Kg、52.3ug/Kg、53.0ug/Kg、51.4ug/Kg、48.9ug/Kg,計算平均值為51.02ug/Kg，含量達標。
[0066]回收率實驗:
[0067]為檢驗方法準確度進行了回收率實驗，實際樣品分析過程中該步驟省略。
[0068]分別移取待測樣品溶液5.0mL樣液于消解罐中，然后于每個消解罐中分別加入三種不同濃度的鎘標準溶液lmL，然后以相同測定過程進行微波消解-濁點萃取及吸光度的測定，結果如下表1:
[0069]表1
[0070]
【權利要求】
1.一種火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:包括以下步驟: a.樣品采集:將市售大米清洗風干放入潔凈容器中，將潔凈容器放入溫度在100°C的恒溫烘箱中烘干2h，取出置于碾缽中碾碎成粉末，過80目篩后得到大米樣品，置于干燥器內保存待用； b.樣品微波消解處理得到樣品溶液:準確稱取大米樣品置于清潔干燥的聚四氟乙烯壓力消解罐中，加入消解溶劑浸泡過夜，所述消解溶劑為質量分數分別為65%的硝酸lmL、30%的雙氧水3mL的混合溶劑，同時制備空白溶液，然后加蓋密封放入微波消解裝置中按照微波消解程序加熱消解，消解程序結束后，取出消解罐冷卻至室溫，轉移樣品至聚四氟乙烯燒杯中，將燒杯置于電熱板上低溫加熱趕酸，待樣品蒸發至快干時，取下燒杯冷卻并轉移試液至容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋定容，搖勻得到樣品溶液，并在6°C的環境下保存待用； c.樣品濁點萃取預富集處理得到待測樣品溶液:定量移取步驟b中得到的樣品溶液于離心管中，加入絡合劑與樣品溶液充分混和形成疏水性離子締合物，搖勻靜置后用緩沖液調節混合溶液的pH至4.0-5.0，然后加入4.5%的Triton-114溶液，得到非離子表面活性劑膠團溶液，用二次蒸餾水將其稀釋定容，搖勻后置于4(T60°C水浴中加熱至濁點溫度，趁熱離心IOmin (3800r/min)使其分相，溶液分相后，冰浴冷卻至室溫，移除上層水相，向下層富膠束相中加入0.lmol/L的硝酸乙醇溶液，得到待測樣品溶液； d.標準溶液配制:以二次蒸餾水為稀釋劑，將隔標準液配制成不同濃度的系列標準溶液； e.儀器測定大米樣品中鎘含量:所述儀器包括:火焰原子吸收光譜儀、鎘空心陰極燈，具體參數設置如 下: 分析波長:228.8nm 燈電流:20mA 光譜通帶:0.4nm 燃燒器高度:5mm 乙炔氣流量:1.3 L/min 空氣流量:空氣流量:8.0mL/min f.用空白溶液校準火焰原子吸收光譜儀零點，測定標準溶液和待測樣品溶液的吸光度，繪制標準曲線，根據標準曲線或回歸方程計算待測樣品溶液中鎳的含量。
2.根據權利要求1所述的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:步驟c中所述絡合劑加入量的體積為樣品溶液移取量體積的40%~50%。
3.根據權利要求2所述的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:步驟c中加入的所述絡合劑為體積比為1:1的2mol/L的碘化鉀和1.5mmol/L的甲基綠(MG)的混合物。
4.根據權利要求2所述的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:步驟c中Triton-114溶液的加入量的體積為所述絡合劑加入量體積的20%~30%。
5.根據權利要求1所述的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:步驟b中微波消解裝置中設定的消解程序為階梯式升溫加熱消解程序，具體為，200°C加熱 5min, 220°C加熱 5min, 240°C加熱 IOmin, 200°C加熱 5min。
6.根據權利要求5所述的火焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:步驟b中大米樣品與消解溶劑的質量體積比g/mL為1:8.25。
7.根據權利要求1所述的火 焰原子吸收光譜法測定大米中痕量鎘含量的方法，其特征在于:步驟c中用于調節混合溶液pH的緩沖液為pH為4.0的氫氧化鈉-磷酸二氫鉀混合液。
【文檔編號】G01N1/44GK103499549SQ201310446963
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】徐曉華, 劉曉慶 申請人:蘇州國環環境檢測有限公司