魏興江

(六盤水市環(huán)境監(jiān)測站, 貴州 六盤水 553000)

1 引言

根據(jù)國家茶葉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 9679—1988要求，按GB/T 5009．15—2003《食品中鎘的測定方法》操作，采用石墨爐原子吸收分光光度法進(jìn)行鎘的測定[1]。在原子吸收光譜分析中，茶葉樣品必須進(jìn)行預(yù)處理才能進(jìn)行測定。樣品前處理的速度和方法選擇直接影響整個分析測定的效率。目前測定茶葉中的鎘前預(yù)處理方法有干灰化法[2]、硝酸—高氯酸法[2]。干灰化法耗時較長，需要特殊設(shè)備馬弗爐；硝酸—高氯酸法耗能量大，易蹦濺，同時處理的樣品少及過程不易控制，加樣回收率偏低[3]。采用鹽酸法處理其他樣品測定微量元素已有報道，但把這種方法用在處理茶葉，并且和干灰化法、硝酸—高氯酸法相比較還未見報道。本試驗采用干灰化法、鹽酸法[4]、硝酸—高氯酸法處理茶葉樣品測定微量元素鎘，進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度實驗，探究耗時短、操作方便、環(huán)保、低損耗的最佳前處理茶葉樣品的方法。

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試劑

儀器：日本島津AA-6300石墨爐原子吸收分光光度計；SX-4-10型馬弗爐；DL-I-15型封閉式電爐；電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)；DZF-6020型真空干燥箱(上海)；電熱板(湖北莫山國營無線電元件廠)。

試劑：濃鹽酸(GR)、高氯酸(GR)、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液、6 mol/LHCL、0.5 mol/LHNO3、1 mol/L HNO3、混酸(4份濃鹽酸+1份高氯酸)；所用的水均為去離子水。

2.2 工作曲線的繪制

吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000 mg/mL)5.00 mL于500 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸稀釋至標(biāo)線，搖勻，得10 mg/mL鎘工作液。準(zhǔn)確移取5.00 mL鎘工作液于500 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸稀釋到刻度，搖勻，含鎘100 μg/mL，此為鎘的標(biāo)準(zhǔn)使用液。準(zhǔn)確移取鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液10.00 mL于100 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，此溶液鎘的濃度為10 ng/mL。進(jìn)一步稀釋成為含鎘量為2.0000、4.0000、6.0000、8.0000、10.0000 ng/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，各吸取20uL注入石墨爐測定其吸光度，并求出吸光度與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程，待測元素標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為(圖1)：Y=0.0533X-0.0247，相關(guān)系數(shù)R2=0.9999。

圖1 鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 試樣的制備及試驗方法

2.3.1 樣品的預(yù)處理

采集都勻市團(tuán)山黃皮坡毛尖茶原葉樣品，粉碎過80目篩，置于樣品袋中備用。

2.3.2 干灰化法

分別稱取5份茶樣，每份2.0000 g茶樣于瓷柑竭中，先小火在可調(diào)式電爐上炭化至無煙，移入馬弗爐500 ℃灰化7 h時，冷卻。如果茶樣有未灰化成分，于瓷坩堝中再加2 mL混合酸在可調(diào)式電爐上小火加熱，直至樣品消化完全，放冷，用0.5 mol/L硝酸將灰分溶解，用滴管將試樣消化液過濾入(視消化液有無沉淀而定)25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌瓷坩堝，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。

2.3.3 濕式消解法

分別稱取5份茶樣，每份2.0000 g茶樣于250 mL錐形瓶中，放數(shù)粒玻璃珠，加10 mL混合酸，加蓋浸泡過夜(12 h)，加一小漏斗電爐上消解，變棕黑色，再加混合酸，直至冒白煙，消化液略帶黃色，放冷，用滴管將試樣消化液過濾人25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。

2.3.4 鹽酸消解法

分別稱取5份茶樣，每份2.0000 g茶樣于250 mL錐形瓶中，放數(shù)粒玻璃珠，加20 mL 4 mol/L HCL混合酸，加蓋浸泡過夜(12 h)，加一小漏斗電爐上消解1 h，變黑色，放冷，用滴管將試樣消化液過濾人50 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。

3 結(jié)果與分析

3.1 精密度實驗

采用干灰化法、硝酸—高氯酸法、鹽酸法處理樣品，分別進(jìn)樣5次測定茶葉中Cd的含量，測定結(jié)果見表1。表1中數(shù)據(jù)表明，本試驗的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在4%以內(nèi)，說明本實驗的重現(xiàn)性好，測定結(jié)果可信，微量元素的測定可以采用上述3種方法。干灰化法測定Cd 的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差與其他二種前處理方法處理樣品測定相應(yīng)元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差相近。結(jié)果表明，硝酸—高氯酸法、鹽酸法能達(dá)到國標(biāo)法前處理水平[4]。

表1 不同前處理方法處理茶樣測得的Cd含量及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

3.2 不同前處理方法測定都勻毛尖茶樣品結(jié)果的比較

用干灰化法、硝酸- 高氯酸法、鹽酸法處理樣品，分別測茶樣中Cd的含量，測定結(jié)果見表2。

由表2可見，3種前處理方法處理茶樣樣品，測得的毛尖茶茶樣的結(jié)果近似相等。經(jīng)F檢驗法檢驗，各處理方法之間不存在顯著性差異，即P>0.05。這表明對于測定毛尖茶中微量元素Cd的含量時，采用硝酸- 高氯酸法、鹽酸法二種樣品前處理方法，可以達(dá)到干灰化法同樣的效果。

表2 不同前處理方法處理茶樣測得的Cd含量

3.3 準(zhǔn)確度實驗

準(zhǔn)確稱取茶樣樣品2.0000 g進(jìn)行3種方法的加標(biāo)回收率實驗，測定結(jié)果見表3。

由表3數(shù)據(jù)可知：干灰化法測定Cd元素的回收率分別為79.46%～94.00%, 鹽酸法測定Cd元素的回收率為79.80%～97.26%，硝酸- 高氯酸濕法測定值為1.36%～62.76%，從這些結(jié)果來看，干灰化法、鹽酸法，這兩種前處理方法的加標(biāo)回收率相近，均能達(dá)到實驗要求。

3.4 不同前處理方法所用時間、試劑量和儀器設(shè)備的比較

測定毛尖茶茶樣品中Cd含量的4種不同前處理方法所需時間、所用試劑的用量和所利用的主要儀器設(shè)備見表4。

表3 毛尖茶加樣回收測定結(jié)果

注：加標(biāo)用Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為50 ng/mL

表4 不同前處理方法所用時間、試劑和儀器的比較

由表4可見，干灰化法需高溫設(shè)備馬弗爐，干法耗時長，用電量大。利用硝酸—高氯酸進(jìn)行消解處理茶樣，耗酸量較大，而鹽酸溶解法需要的時間短，耗酸量最小，操作簡單。從表4中可以看出，干灰化法所需時間最長，其所需酸量較少，作簡單，污染小，但干灰化法需馬弗爐，耗能大。硝酸—高氯酸法所需時間較短，但需酸量較大，操作比較繁瑣，加熱易蹦濺，同時處理的樣品少及過程不易控制，加樣回收率偏低等缺陷，特別是浸泡和加熱時產(chǎn)生的氣體對環(huán)境的污染較嚴(yán)重。過硫酸銨法、鹽酸法消解處理茶樣所需時間短,耗酸量少，對環(huán)境的污染小，環(huán)保。

4 討論與結(jié)論

干灰化法、鹽酸法、硝酸—高氯酸的消解特點：幾種處理方法中, 干灰化法法操作簡單，適合于大批量的試樣分析，灰化過程產(chǎn)生污染小。但在500 ℃度下灰化所需時間長,并且常有未完全灰化的殘渣。有報道灰化時間不宜過長，否則會引起部分元素的損失[5]。與干灰化法相對應(yīng)的是鹽酸法、硝酸—高氯酸，它們在消化過程中不易損失金屬元素，所需時間也短，處理方法簡單。本研究數(shù)據(jù)表明，除硝酸—高氯酸法外，鹽酸法處理毛尖茶茶樣可以得到干灰化法同樣的前處理效果，微量元素鎘的測定結(jié)果可以達(dá)到國標(biāo)干灰化法的準(zhǔn)確度和精確度。

在進(jìn)行毛尖茶中微量元素Cd的測定時，鹽酸法與國標(biāo)法的測定結(jié)果無顯著差異，表明可用鹽酸法代替國標(biāo)法。3種方法都能對毛尖茶中微量元素Cd進(jìn)行測定，但各有利弊。國標(biāo)干灰化法污染小，但耗時較長。鹽酸溶解法耗時最短，節(jié)能環(huán)保，簡單易行，值得推廣。