全 文 ：微波消解 －石墨炉原子吸收光谱法测定
龙廷杏梅中的铅和镉
曹 峰，任启明
(莱芜市食品药品检验检测中心，山东莱芜 271100)
摘要:建立了一种测定龙廷杏梅中铅和镉的微波消解 －石墨炉原子吸收光谱法，杏梅试样用 HNO3 －
H2O2 微波消解，用标准曲线法进行测定。结果表明，铅和镉的线性范围分别为 0． 0 ～ 5． 0 ng /mL及 0． 0 ～
2． 5 ng /mL;相关系数分别为 0． 99969和 0． 99989;铅的平均加标回收率为 98． 2%，相对标准偏差(n = 6)为
1． 71%，检出限为 0． 002 mg /kg;镉的平均加标回收率为 97． 9%，相对标准偏差(n =6)为 2． 23%，检出限为
0． 0003 mg /kg。结果显示该方法灵敏度高、简便快捷、可准确测定龙廷杏梅中铅和镉的含量。
关键词:微波消解;石墨炉原子吸收光谱法;龙廷杏梅;铅;镉
中图分类号:TS207． 5 文献标志码:A 文章编号:1005 － 1295(2016)01 － 0066 － 04
doi:10． 3969 / j． issn． 1005 － 1295． 2015． 01． 016
Determination of Lead and Cadmium in Longting Plums by Microwave Digestion-graphite
Furnace Atomic Absorption Spectrometry
CAO Feng，ＲEN Qi-ming
(Laiwu Food and Drug Inspection Center，Laiwu 271100，China)
Abstract:A method was developed for determination of lead and cadmium in Longting plumsby micro-
wave digestion-GFAAS，the sample was digested with HNO3 － H2O2，and the contents were determined by cali-
bration curve method． It was showed that the linear range of lead andcadmium at 0． 0 ～ 5． 0 ng /mL and 0． 0 ～
2． 5 ng /mL，the correlation coefficients were 0． 99969 and0． 99989． The average recovery of lead was 98． 2%，
and the average recovery of cadmium was 97． 9% ． ＲSD(n = 6)of lead and cadmium were 2． 03% and
2． 18% ． The detection limits of lead and cadmium were 0． 002 mg /kg and 0． 0003 mg /kg． The result showed
that this method was simple and fast，andcould determine the content of lead and cadmium exactly in Longting
plums．
Key words:microwave digestion;GFAAS;Longting plum;lead;cadmium
收稿日期:2014 － 10 － 10 修稿日期:2014 － 11 － 21
作者简介:曹峰(1978 －) ，男，硕士，工程师，主要从事食品检验检测工作，通信地址:271100 山东莱芜市莱城区花园南路 8 号 莱芜市
食品药品检验检测中心，E-mail:caofeng3709@ 163． com。
龙廷杏梅是蔷薇科杏与李的偶然杂交后
代［1］，盛产于山东省新泰市东部的龙廷镇，是国
家林业局授权保护品种［2］。龙廷杏梅以香味浓
郁、鲜食酸甜可口、风味独特而著称，其营养丰富，
含多种维生素、矿物质及有机酸，是一种不可多得
的天然保健果品。
铅(Pb)和镉(Cd)是两种具有蓄积性的有害
元素［3］，可通过各类植物性食品及水产品的富集
作用进入人体，对人体造成伤害［4］。镉进人体后
绝大部分蓄集在肾脏和肝脏，可引起肾脏慢性中
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包装与食品机械 2015 年第 33 卷第 1 期
毒、高血压和动脉粥样硬化，甚至产生致畸致突变
作用［5］;长期过量摄入铅会对人体的神经系统、
心血管系统、血液系统和泌尿系统等造成危
害［6］，因此铅和镉是各类农产品监督检验中重点
检测的有害元素。
目前铅和镉的常用检测方法有紫外分光光度
法［7］、石墨炉原子吸收光谱法［8］、电感耦合等离
子体质谱法等［9］。其中石墨炉原子吸收光谱法
具有操作简便，灵敏度高，准确度好等优点，广泛
应用于食品中铅、镉、锰、铬等重金属的检测。国
标方法样品前处理多采用干法灰化或湿式消
解［10 － 11］，易造成被测成分的损失，而且试剂用量
大，空白值高，产生酸雾多且费时，而微波消解具
有消解速度快、元素损失少、所需试剂少和重现性
好等特点［12］，得到广泛应用。本文参照相关研究
并加以改进，采用微波消解法对龙廷杏梅样品进
行消解，以磷酸二氢铵-硝酸镁混合溶液作为基体
改进剂，并建立了一种准确、简便、快速测定龙廷
杏梅中铅和镉的石墨炉原子吸收光谱法，旨在为
绿色无公害龙廷杏梅的生产提供技术支持。
1 试验材料与方法
1． 1 设备与材料
WFX － 801 型塞曼原子吸收分光光度计(北
京瑞利分析仪器有限公司) ;铅、镉空心阴极灯
(北京瑞利分析仪器有限公司) ;MAＲS6 型微波消
解仪(美国 CEM公司) ;GS －Ⅱ型赶酸电热板(南
京瑞尼克科技开发有限公司) ;所用玻璃器皿及
消解罐均用 10%硝酸浸泡 24 h，并用超纯水洗净
晾干。
铅、镉标准物质溶液(1000μg /mL，中国计量
科学研究院) ;硝酸(GＲ，莱阳市康德化工有限公
司) ;硝酸镁(AＲ)、磷酸二氢铵(AＲ)、过氧化氢
(30%，GＲ，天津市风船化学试剂科技有限公司) ;
高纯氩(纯度≥99． 99%，济南鲍德气体有限公
司) ;试验用水为超纯水;龙廷杏梅购于新泰市龙
廷镇掌平洼村。
1． 2 标准溶液的配制
分别精确移取 0． 1mL 浓度为 1000μg /mL 的
铅、镉标准物质溶液于 2 只 1000mL 的容量瓶中，
用 1% 的硝酸溶液分别稀释定容至刻度，得
100ng /mL的铅和镉标准物质储备液。
分别移取 100 ng /mL 的铅标准储备液 0． 0、
1． 0、2． 0、3． 0、4． 0、5． 0mL 及 100ng /mL 镉标准储
备液 0． 0、0． 5、1． 0、1． 5、2． 0、2． 5 mL 于 10 只 100
mL容量瓶中，用 1%的硝酸分别稀释定容至刻
度，即得浓度为 0． 0、1． 0、2． 0、3． 0、4． 0、5． 0 ng /
mL的铅标准系列溶液及浓度为 0． 0、0． 5、1． 0、
1． 5、2． 0、2． 5 ng /mL的镉标准系列溶液。
1． 3 样品处理
称取绞碎的龙廷杏梅样品 0． 5 g(精确至
0． 0001 g) ，放入微波消解罐中，加入 5 mL硝酸，3
mL过氧化氢，混匀，盖好安全阀，放入微波消解仪
内，按照表 1 的消解程序进行消解。消解完毕后，
取出消解罐，冷却，置于赶酸电热板中，150℃赶酸
至溶液不再冒烟 (剩余约 0． 5 ～ 1． 0 mL溶液) ，冷
却至室温后将消解液完全转移至 25 mL 容量瓶
中，用 1%硝酸溶液定容至 25 mL。
表 1 微波消解程序
步骤
最大功率 /
W
功率 /
%
爬升时间 /
min
温度 /
℃
保持时间 /
min
1 800 100 5 120 2
2 800 100 5 140 5
3 800 100 4 170 15
1． 4 仪器工作条件
本研究参考相关文献及设备使用手册，对仪
器工作条件进行了优化，具体参数见表 2。
表 2 仪器工作条件
元素名称 Pb Cd
灯电流 /mA 3． 0 3． 0
波长 /nm 283． 3 228． 8
光谱带宽 /nm 0． 4 0． 4
负高压 /V 318 347
测量方式 峰高 峰高
进样体积(含基体改进剂 5μL )/μL 25 25
载气流量 /(mL·min －1) 240 240
2 试验结果与分析
2． 1 样品消解液的选择
参考相关文献［13］，本研究比较了用硝酸
和硝酸 －过氧化氢混合体系(体积比分别为4∶ 1
76
微波消解 －石墨炉原子吸收光谱法测定龙廷杏梅中的铅和镉———曹峰，任启明
及 5∶ 3)作为消解液对杏梅样品的消解情况，结
果发现使用硝酸与过氧化氢混合液(体积比为
5∶ 3)时，样品消解更为完全彻底。故本研究选
用硝酸-过氧化氢(体积比 5 ∶ 3)混合体系为消
解液。
2． 2 基体改进剂的选择
利用石墨炉原子吸收谱法测定各类食品中的
微量元素，选择适宜的基体改进剂非常重要。由
于铅和镉都是易挥发的元素，如果灰化温度过高
易损失，加入基体改进剂可以提高待测元素在较
高温度下的稳性，提高元素的灰化温度，既可消除
背景吸收干扰，又可防止灰化损失。
为提高检测精密度，在测定过程中，本试验分
别用了 2g /L的硝酸镁、1g /L 的磷酸二氢铵-硝酸
镁(质量比为 1 ∶ 1)混合溶液及国标方法推荐的
2g /L的磷酸二氢铵溶液进行多次试验比对，发现
用 1g /L的磷酸二氢铵-硝酸镁混合溶液作为基体
改进剂时的测定结果信号值较高且比较稳定。因
此，选择 1g /L 的磷酸二氢铵-硝酸镁混合溶液作
为基体改进剂。
2． 3 石墨炉升温条件的选择
在优化的仪器条件下，对石墨炉原子化的干
燥温度及稳定 /升温时间、灰化温度及稳定 /升
温时间、原子化温度及稳定时间、净化温度及稳
定时间进行了试验，以测得的吸光度最大且稳
定为标准［14］，得到的最佳石墨炉升温条件见
表 3。
表 3 石墨炉升温程序
步骤
温度 /℃
Pb Cd
稳定时间 / s
Pb Cd
升温时间 / s
Pb Cd
干燥 100 100 10 10 10 10
灰化 400 220 5 5 10 10
原子化 2000 1700 2 3 0 0
净化 2200 2000 3 2 0 0
2． 4 铅和镉的标准曲线及检出限
在优化的仪器工作条件下，对 1． 2 中配制的
不同浓度的铅和镉标准物质溶液进行测定，结果
显示在此范围内浓度和吸光度之间有良好的线性
关系。对空白溶液连续测定 20 次，计算标准偏差
s，根据公式 DL(检出限)= 3s /k(k 为工作曲线
的斜率)计算铅、镉的检出限［15］。回归方程、相关
系数(Ｒ)及检出限见表 4。
表 4 回归曲线的基本参数
参数 Pb Cd
线性范围 /
ng·mL －1 0． 0 ～ 5． 0 0． 0 ～ 2． 5
回归方程 A =0．0099C +0． 0237 A =0．1042C +0． 0033
相关系数 Ｒ 0． 99969 0． 99989
检出限 /
mg·kg －1 0． 002 0． 0003
注:A为吸光度;C为浓度 /ng·mL －1
由表 4 可知，在确定的质量浓度范围内，铅和
镉两元素回归曲线的相关系数 Ｒ 分别为 0． 99969
及 0． 99989，表明铅和镉的质量浓度与吸光度呈
现良好的线性关系，且方法的检出限为 0． 002mg /
kg及 0． 0003mg /kg，也优于某些文献［7 － 8］方法
的检出限。
2． 5 检测方法的精密度试验
将浓度为 1． 0 ng /mL的铅标准物质溶液及浓
度为 1． 5 ng /mL的镉标准物质溶液在优化的仪器
条件下平行测定 6 次，结果见表 5。
表 5 精密度试验结果(n =6)
精密度 Pb Cd
测定值 /ng·mL －1
0． 98 1． 42
0． 96 1． 43
0． 97 1． 47
0． 94 1． 52
0． 94 1． 48
0． 95 1． 45
平均值 /ng·mL －1 0． 96 1． 47
相对标准偏差 ＲSD /% 1． 71 2． 23
由表中试验结果可以看出，铅和镉的相对标
准偏差 ＲSD分别为 1． 71%及 2． 23%，精密度高
于文献［5］及文献［8］中的测量结果。这主要是
由于本试验在优化的光谱条件下，采用的复合
基体改进剂消除干扰的能力要优于两文献中使
用的单一基体改进剂，从而提高了方法的精
密度。
2． 6 样品加标回收率的测定
称取适量龙廷杏梅样品，按线性范围加入一定
量的铅和镉标准物质，按照 1． 3 中的方法处理后，
进行加标回收试验，平行测定 6次，结果见表 6。
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包装与食品机械 2015 年第 33 卷第 1 期
表 6 加标回收试验(n =6)
样品
编号
本底值 / ng·mL －1 加标量 /ng·mL －1 测定值 /ng·mL －1 回收率 / % 平均回收率 / % ＲSD /%
Pb Cd Pb Cd Pb Cd Pb Cd Pb Cd Pb Cd
1
2
3
4
5
6
0． 560 0． 212
0． 100 0． 100
0． 500 0． 200
1． 000 0． 500
1． 500 1． 000
2． 000 1． 500
4． 000 2． 000
0． 638 0． 302
1． 041 0． 421
1． 590 0． 693
2． 009 1． 172
2． 522 1． 674
4． 407 2． 141
96． 7 96． 8
98． 2 102． 2
102． 0 97． 3
97． 5 96． 7
98． 5 97． 8
96． 6 96． 8
98． 2 97． 9 2． 03 2． 18
从表 6 结果可以看出，在优化的分析条件下，
龙廷杏梅中铅的平均回收率为 98． 2%，相对标准
偏差(ＲSD)为 2． 03%;镉的平均加标回收率为
97． 9%，相对标准偏差(ＲSD)为 2． 18%，测定结
果准确可靠，完全满足样品的检测要求。
2． 7 样品测定
按照优化的检测条件对产于掌平洼村 5 份不
同果园的杏梅样品进行了检测，铅的含量为0． 004
～ 0． 010 mg /kg，镉的含量为 0． 005 ～ 0． 008 mg /
kg，结果表明 5 种龙廷杏梅样品均符合国家标准
(Pb≤0． 1 mg /kg，Cd≤0． 05 mg /kg)要求［16］。
3 结束语
采用微波消解杏梅样品，利用石墨炉原子吸
收光谱法测定龙廷杏梅中铅和镉的含量。在优化
的分析条件下，铅的平均加标回收率为 98． 2%，
相对标准偏差为 1． 71%，检出限为 0． 002 mg /kg;
镉的平均加标回收率为 97． 9%，相对标准偏差为
2． 23%，检出限为 0． 0003 mg /kg。研究结果表
明，该方法快速简便、准确、精密度高，完全满足检
测机构的日常检验要求。
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