◎ 喬瑤瑤,張昕瑋,付有功
(咸陽市食品藥品檢驗檢測中心涇三淳區(qū)域分中心,陜西 咸陽 712000)
金屬元素可通過食品、空氣、飲用水進入人體,它們半衰期長、不可降解,在生物體中累積,會對人類健康構成嚴重威脅[1-2]。水中的鉛、鎘、銅、鋅、錳、銀、鋇、總砷、鎳、總汞和銻等達到一定濃度,對人體有害[3-5]。鋅、硒、鉀、鈉、鈣、鎂和鐵等微量元素對人體有保健作用[6-8]。無論是有益的微量元素還是有害的微量元素,所顯出的作用都與其濃度相關。
目前,飲用水中重金屬含量的測定方法主要有原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectrometry,AAS)[9]、原子熒光光譜法(Atomic Fluorescence Spectrometry,AFS)、電感耦合等離子體光譜法(Inductively Coupled Plasma,ICP)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectoscopy,ICPOES)和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS)等[10-11]。ICP、ICP-OES和ICP-MS對儀器工作環(huán)境要求較高;AAS具有靈敏度高、分析精度好等優(yōu)點,作為元素測定的首選方法;AFS具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬等優(yōu)點,近年來被廣泛用于檢測水中重金屬。
本研究參考GB/T 5750.6—2006[12],以生活飲用水為研究對象,采用AAS測定了生活飲用水中鉛、鎘、鎳、鐵、錳、銅、鋅、鉀、鈉、銀和鋇等元素以及AFS測定了總砷、總汞、硒和銻等元素,建立快速、靈敏、準確的元素檢測方法,進行了測定結果分析和初步評價,為生活飲用水的進一步開發(fā)和利用提供了參考數(shù)據(jù)。
康師傅包裝飲用水(550 mL/瓶);農(nóng)夫山泉飲用天然水(550 mL/瓶);飲用純凈水(555 mL/瓶);純悅包裝飲用水(550 mL/瓶);涇陽縣金柳村涇三淳分中心生活用水(以下簡稱生活用水)。
15種元素的標準儲備液(1 000 μg·mL-1,有證標準物質(zhì));硝酸、鹽酸、高氯酸、鐵氰化鉀、硼氫化鉀、氫氧化鉀、氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫銨、硝酸鎂、溴酸鉀、溴化鉀、鹽酸羥胺、重鉻酸鉀、氫氧化鈉、氯化鑭、硫脲和抗壞血酸,所用試劑均為優(yōu)級純;水為超純水。
AA-6880原子吸收分光光度計,配備鉛、鎘、鎳、鐵、錳、銅、鋅、鉀、鈉、銀和鋇空心陰極燈,島津(中國);PF5原子熒光光度計,配備總砷、總汞、硒和銻空心陰極燈,北京普析;ME204E/02電子天平,梅特勒-托利多儀器有限公司;SKML-2-4B電熱板,北京中興偉業(yè)儀器有限公司。
按照GB/T 5750.6—2006[12]要求配制15種元素的標準工作溶液,線性范圍見表1。
15種元素的回歸方程、線性范圍、相關系數(shù)以及最低檢測質(zhì)量濃度見表1。結果表明,相關系數(shù)均大于0.998,滿足實驗分析要求。按GB/T 27404—2008[13]計算檢出限(即最低檢測質(zhì)量濃度)。GB 5749—2006[14]中除對鐵、錳、銅和鋅的最低檢測質(zhì)量濃度沒有要求外,其余元素的均小于GB 5749—2006中的最低檢測質(zhì)量濃度。
表1 回歸方程、相關系數(shù)和最低檢測質(zhì)量濃度表
分別取15種元素的第2個標準溶液濃度點樣品進行測試,每個樣品重復測試5次,計算出相對標準偏差(RSD)結果見表2。從表2可得出,RSD范圍為0.06%~4.00%,均小于7%。這表明,該檢測方法用于生活飲用水中微量元素的痕量分析,具有較高的精密度。
隨同生活用水樣品做加標試驗、質(zhì)控試驗,測定結果見表2。由表2可知,加標回收率在87%~113%,符合GB/T 27404—2008中加標回收率要求,且質(zhì)控樣品實測值符合標準值要求。
表2 回收率與質(zhì)控樣表
分別測定5種生活飲用水中的15種元素,其測定結果均滿足限量要求。生活飲用水樣品中含有豐富的鉀、鈉、銅和硒等人體必需的微量元素。其中,鉀含量為0.9 ~ 3.8 mg·L-1, 鈉 含 量 為 0~ 2.7 mg·L-1,Cu 含 量 為0.021~0.550 mg·L-1,Se含量為0.001 2~0.001 8 mg·L-1,鋅含量為0~0.9 mg·L-1。生活飲用水中還含有微量的鉛、鎳、鐵、鋇和鋅等重金屬元素,即不同的生活飲用水中金屬元素的含量有一定差別;鎘、錳、銀、砷、汞和銻等元素未能檢測到,這些元素含量低于國家標準。
本研究建立了AAS和AFS測定生活飲用水中15種金屬元素的方法,各元素均具有著良好的線性,樣品測定結果均滿足限量要求,相對偏差范圍為0.06%~4.00%,加標回收率在87%~113%,且質(zhì)控樣品實測值符合標準值要求。該實驗方法分析速度快、線性范圍寬,有較高的準確性和靈敏度,有助于生活飲用水的進一步開發(fā)。